申請日2013.12.08

　　公開(公告)日2014.03.05

　　IPC分類號C02F9/14; C02F1/52; C02F101/30; C02F1/66; C02F1/56

　　摘要

　　本發(fā)明公開了一種光伏有機廢水處理裝置和工藝，光伏有機廢水經(jīng)過格柵集水池，通過水泵提升至調(diào)節(jié)池后，再提升進入反應(yīng)池，同時通過藥劑投加系統(tǒng)加入堿、絮凝劑和助凝劑進行混凝絮凝反應(yīng)，重力流入沉淀池去除廢水中的懸浮物質(zhì)后，進入水解酸化池進行廢水的水解酸化，將大分子有機物質(zhì)轉(zhuǎn)化為小分子易降解物質(zhì)，提高BOD/COD后，重力流入預(yù)曝氣池進行好氧微生物降解，混合液流入膜反應(yīng)器池進行進一步降解有機物，并經(jīng)過膜反應(yīng)器池的過濾，抽吸出水，出水達標排放。膜反應(yīng)器池中的污泥混合液按照一定比例回流至水解酸化池和預(yù)曝氣池。沉淀池中的污泥和部分污泥混合液排入污泥池，脫水后的污泥中含有大量硅粉和碳化硅粉，可回收利用或者銷售。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種處理光伏有機廢水的裝置，其特征在于，結(jié)構(gòu)包括依次連接的格柵集水池(1)、 調(diào)節(jié)池(2)、反應(yīng)池(3)、沉淀池(4)、水解酸化池(5)、預(yù)曝氣池(6)、膜反應(yīng)器池(7);

　　所述的反應(yīng)池分隔為pH調(diào)節(jié)池、混凝池(303)、絮凝池A(304)和絮凝池B(305); pH調(diào)節(jié)池(302)、混凝池(303)和絮凝池A(304)分別與加藥系統(tǒng)連接;

　　沉淀池(4)的上部與水解酸化池連接，底部連接到污泥池(8);

　　膜反應(yīng)器池(7)內(nèi)設(shè)置多個膜組件(702)，底部連接到污泥池(8);中所述的膜組件為 空纖維膜組件或平板膜組件。

　　2.權(quán)利要求1所述處理光伏有機廢水的裝置，其特征在于，格柵集水池(1)的底部與 污泥池(8)連接，所述調(diào)節(jié)池(2)與通氣裝置(204)相連。

　　3.權(quán)利要求1所述處理光伏有機廢水的裝置，其特征在于，;水解酸化池(5)的數(shù)量為 一至三個;當(dāng)水解酸化池(5)的數(shù)量大于一個時，各水解酸化池(5)之間為并聯(lián)或者串聯(lián)。

　　4.權(quán)利要求1所述處理光伏有機廢水的裝置，其特征在于，所述的pH調(diào)節(jié)池(302)、 混凝池(303)和絮凝池(304)內(nèi)設(shè)有攪拌裝置。

　　5.權(quán)利要求1所述處理光伏有機廢水的裝置，其特征在于，所述的沉淀池為豎流式、 平流、斜板、斜管或幅流式沉淀池。

　　6.一種處理光伏有機廢水的工藝，其特征在于，使用權(quán)利要求1～5任一項所述的裝置， 步驟包括：

　　(1)光伏有機廢水進入格柵集水池(1)，停留0.5～2小時，經(jīng)過初步沉淀，沉淀得到 的污泥用泵抽入污泥池(8)，液體通過水泵提升入調(diào)節(jié)池(2)，停留時間為6～24小時，通 風(fēng)設(shè)備向預(yù)處理池(203)底部通氣使廢水均質(zhì);

　　(2)調(diào)節(jié)池內(nèi)的廢水通過提升泵送入反應(yīng)池(3)，依次調(diào)節(jié)pH以及進行混凝和絮凝反 應(yīng);向pH調(diào)節(jié)池內(nèi)投加堿，將pH值調(diào)節(jié)為8～9，向混凝池內(nèi)投加混凝劑，向絮凝池A內(nèi) 投加助凝劑，在絮凝池B內(nèi)進行絮凝反應(yīng);混凝劑和絮凝劑的投加量與廢水的比例為100～ 1000mg/L;廢水在pH調(diào)節(jié)池、混凝池、絮凝池A和絮凝池B內(nèi)的停留時間分別為15～90 分鐘;

　　(3)絮凝處理后的混合液流入沉淀池(4)，停留時間為1.5～4小時，去除其中的懸浮 物沉淀，沉淀池底部的固體送入污泥池(8);

　　(4)沉淀處理后的液體進入水解酸化池，采用空氣攪拌方式，每3～6小時攪拌15～ 25分鐘;廢水在水解酸化池中的停留時間為10～60小時;

　　(5)廢水在預(yù)曝氣池中進行預(yù)曝氣處理，采用微孔曝氣，廢水在預(yù)曝氣池中的停留時 間為5～96小時;每分鐘通氣量與預(yù)曝氣池容積比為1：20～50;

　　(6)廢水用膜反應(yīng)器池處理，通過膜組件過濾后出水。

　　7.權(quán)利要求6所述處理光伏有機廢水的工藝，其特征在于，步驟(6)中，膜反應(yīng)器池 中的有0～100%混合液體回流至水解酸化池，200～600%的混合液回流至預(yù)曝氣池。

　　8.權(quán)利要求6所述處理光伏有機廢水的工藝，其特征在于，步驟(1)中所述光伏有機 廢水的COD為1000～3000mg/L，固體懸浮物為500～1500mg/L。

　　9.權(quán)利要求6所述處理光伏有機廢水的工藝，其特征在于，步驟(6)中，膜反應(yīng)器池 中活性污泥的濃度為6～15g/L，廢水在膜反應(yīng)器池中的停留時間為10～20小時。

　　說明書

　　一種處理光伏有機廢水的裝置和工藝

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明屬于工業(yè)廢水處理的技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種光伏有機廢水處理的處理工 藝方法。

　　背景技術(shù)

　　在光伏硅電池片的生產(chǎn)過程中，其廢水主要來自切斷、研磨廢水、切削液黑 水、檸檬酸廢水、清洗劑廢水、超聲波清洗廢水，含有大量生產(chǎn)中使用的切割液 (主要成分為聚乙二醇和碳化硅)、清洗劑、硅粉、檸檬酸等，廢水的水量大， 成分復(fù)雜，水質(zhì)波動大，特別是聚乙二醇分子量較大，難生物降解是一種處理難 度較大的廢水。

　　目前國內(nèi)比較常用的處理工藝為物化沉淀+水解酸化(厭氧)+好氧處理， 但是大多數(shù)案例出水CODCr都大于100mg/L，大部分僅能達到300mg/L的要求， 甚至在天氣寒冷階段出水水質(zhì)惡化，出水CODCr連500mg/L都不能達到。所以 根本達不到出水COD<60mg/L的排放要求。其主要原因為水質(zhì)水量調(diào)查不清， 設(shè)計參數(shù)不合理，造成廢水調(diào)節(jié)池過小，清濁沒有分流;生產(chǎn)過程中瞬時排放的 高濃度廢水(例如檸檬酸洗廢水，清洗劑廢水等)造成較大的沖擊負荷，致使生化 工藝污泥惡化;設(shè)計參數(shù)不盡合理，冬季運行時溫度對此水影響較大;設(shè)備和管 道選擇選型不合理，由于廢水中硅粉都物質(zhì)容易沉積，管道易堵塞，水泵易磨損， 造成設(shè)備和管道發(fā)生故障影響污水站的正常運行;運行管理不善等。

　　膜生物反應(yīng)器(Membrane Bioreactor,MBR)是將膜分離技術(shù)和生物反應(yīng)器 結(jié)合而成的一種新型水處理工藝，它把膜分離工藝與生物處理工藝結(jié)合起來，用 膜分離裝置取代傳統(tǒng)活性污泥法中二次沉淀池，從而實現(xiàn)高效固液分離效果。在 MBR工藝中主要使用超濾或微濾膜，其膜孔徑在0.01-0.4μm之間，因此，MBR 可實現(xiàn)對活性污泥，懸浮顆粒物和游離細菌的完全截留。體現(xiàn)出許多傳統(tǒng)廢水生 物處理工藝無法比擬的優(yōu)越性，包括：設(shè)備和基建成本小，出水質(zhì)量高，除菌效 果好，體積負荷率高以及污泥產(chǎn)量少等。目前，膜生物反應(yīng)器技術(shù)已成為工業(yè)和 市政廢水處理回用工藝中一項具有吸引力的選擇。

　　目前眾多光伏企業(yè)廢水面臨升級改造和新建廢水處理站，并且隨著國家排放 標準的日趨嚴格，廢水回用的趨勢也逐漸形成，需要有更加合理的設(shè)計參數(shù)和新 的技術(shù)工藝路線來滿足光伏有機廢水處理的要求。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明目的是提供一種高效、操作簡便、運行成本較低的光伏有機廢水的處 理工藝方法和裝置，旨在克服現(xiàn)有光伏有機廢水處理技術(shù)出水水質(zhì)難以達到排放 標準的缺點，利用精確的物化沉淀方法去除濃度高、顆粒小的硅粉、碳化硅粉， 水解酸化-好氧-MBR的生物處理，處理后的光伏有機廢水COD<60mg/L。

　　首先光伏有機廢水經(jīng)過格柵集水池，通過水泵提升至調(diào)節(jié)池后，再提升進入 反應(yīng)池，同時通過藥劑投加系統(tǒng)加入堿(如氫氧化鈉)、絮凝劑和助凝劑(如PAC 聚合氯化鋁、PAM聚丙烯酰胺)進行混凝絮凝反應(yīng)，重力流入沉淀池去除廢水 中的懸浮物質(zhì)后，進入水解酸化池進行廢水的水解酸化，將大分子有機物質(zhì)轉(zhuǎn)化 為小分子易降解物質(zhì)，提高BOD/COD后，重力流入預(yù)曝氣池進行好氧微生物降 解，混合液流入MBR池進行進一步降解有機物，并經(jīng)過MBR池(膜反應(yīng)器池) 的過濾后，抽吸出水，出水達標排放。MBR池中的污泥混合液按照一定比例回 流至水解酸化池和預(yù)曝氣池。沉淀池中的污泥和部分污泥混合液排入污泥池，再 經(jīng)污泥脫水系統(tǒng)進行脫水，脫水后的污泥中含有大量硅粉和碳化硅粉，可回收利 用或者銷售。

　　具體方案為，一種處理光伏有機廢水的裝置，其特征在于，結(jié)構(gòu)包括依次連 接的格柵集水池、調(diào)節(jié)池、反應(yīng)池、沉淀池、水解酸化池、預(yù)曝氣池、膜反應(yīng)器 池;

　　所述的反應(yīng)池分隔為pH調(diào)節(jié)池、混凝池、絮凝池A和絮凝池B;pH調(diào)節(jié) 池、混凝池和絮凝池A分別與加藥系統(tǒng)連接;優(yōu)選的，所述的pH調(diào)節(jié)池、混凝 池、絮凝池A和絮凝池B內(nèi)設(shè)有攪拌裝置;

　　沉淀池的上部與水解酸化池連接，底部連接到污泥池;

　　膜反應(yīng)器池內(nèi)設(shè)置多個膜組件，底部連接到污泥池;中所述的膜組件為空纖 維膜組件或平板膜組件。

　　優(yōu)選的，所述調(diào)節(jié)池的結(jié)構(gòu)包括預(yù)沉淀池和預(yù)處理池，預(yù)沉淀池的底部與污 泥池連接，預(yù)處理池連接到反應(yīng)池，并且預(yù)處理池與通氣裝置相連。

　　優(yōu)選的，水解酸化池內(nèi)設(shè)置填料掛繩;水解酸化池的數(shù)量為一至三個;當(dāng)水 解酸化池的數(shù)量大于一個時，各水解酸化池之間為并聯(lián)或者串聯(lián)。

　　所述的沉淀池為豎流式、平流、斜板、斜管或幅流式沉淀池。

　　利用上述裝置可對光伏有機廢水進行處理，工藝步驟包括：

　　(1)光伏有機廢水進入格柵集水池，停留0.5～2小時，經(jīng)過初步沉淀， 沉淀得到的污泥用泵抽入污泥池，液體通過水泵提升入調(diào)節(jié)池，停留時間為6～ 24小時，通風(fēng)設(shè)備向預(yù)處理池底部通氣使廢水均質(zhì);

　　光伏有機廢水的COD為1000～3000mg/L，固體懸浮物(SS)為500～ 1500mg/L;

　　(2)調(diào)節(jié)池內(nèi)的廢水通過提升泵送入反應(yīng)池，依次調(diào)節(jié)pH以及進行混凝 和絮凝反應(yīng)，廢水在反應(yīng)池中形成礬花：向pH調(diào)節(jié)池內(nèi)投加堿，將pH值調(diào)節(jié) 為8-9，向混凝池內(nèi)投加混凝劑，向絮凝池A內(nèi)投加助凝劑，在絮凝池B內(nèi)進行 絮凝反應(yīng);混凝劑和絮凝劑的投加量與廢水的比例為100～1000mg/L;廢水在pH 調(diào)節(jié)池、混凝池、絮凝池A和絮凝池B內(nèi)的停留時間分別為15～90分鐘;

　　(3)絮凝處理后的混合液流入沉淀池，停留時間為1.5～4小時，去除其中 的懸浮物沉淀，沉淀池底部的固體送入污泥池;

　　(4)沉淀處理后的液體進入水解酸化池，采用空氣攪拌方式，每3～6小 時攪拌15～25分鐘;廢水在水解酸化池中的停留時間為10～60小時;

　　(5)廢水在預(yù)曝氣池中進行預(yù)曝氣處理，采用微孔曝氣，廢水在預(yù)曝氣池 中的停留時間為10～96小時;每分鐘通氣量與預(yù)曝氣池容積比為1：20～50;

　　(6)廢水用膜反應(yīng)器池處理，活性污泥濃度在6～15g/L，通過膜組件過 濾后出水。

　　優(yōu)選的，步驟(6)中，膜反應(yīng)器池中的有0～100%混合液體回流至水解酸 化池，200～600%的混合液回流至預(yù)曝氣池。

　　本發(fā)明將分類收集的光伏有機廢水通過格柵集水池合并進入調(diào)節(jié)池進行曝 氣、均質(zhì)均量，且進入集水池前的進水管路均采用明渠收集輸送，便于硅粉和碳 化硅粉的清除。

　　水解酸化池內(nèi)懸掛繩式填料，水解酸化池最后一格設(shè)置預(yù)沉池，沉淀水解池 污泥，沉淀后的污泥不定期進行回流至水解池前段。

　　上述處理光伏有機廢水的工藝，在MBR池中安裝有中空纖維膜組件或平板 膜組件，通過膜組件過濾后出水，活性污泥濃度在6～15g/L，水力停留時間根 據(jù)膜組件占地確定，一般為10～20小時。

　　在預(yù)曝氣池或者MBR池定期投加一定量的氮磷等營養(yǎng)鹽，補充廢水缺少的 氮磷等物質(zhì)，改善污泥性能。

　　根據(jù)工況定期(1-15天一次)或不定期停止預(yù)曝氣池及MBR池曝氣管路， 靜置沉淀后，排放上清液至調(diào)節(jié)池，排除MBR池系統(tǒng)中的膠體、胞外聚合物 (EPS)、溶解性微生物產(chǎn)物(SMP)等，可顯著減緩膜污染。該工藝方法不僅 僅適用于光伏有機廢水MBR系統(tǒng)，也適用于所有廢水的MBR處理系統(tǒng)。

　　本發(fā)明主要通過“物化沉淀+水解酸化+MBR”作為處理光伏有機廢水的主體 工藝，以膜生物反應(yīng)器工藝代替?zhèn)鹘y(tǒng)工藝的生化反應(yīng)池和二沉池，在光伏有機廢 水COD1000～3000mg/L，SS500～1500mg/L，整體工藝出水COD穩(wěn)定小于 100mg/L，出水SS小于5mg/L。完全達到一級排放標準。在保證有機物去除效 果的基礎(chǔ)上，膜污染得到有效控制。