公布日：2023.12.01
申請(qǐng)日：2023.10.25
分類號(hào)：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/72(2023.01)I;C02F1/52(2023.01)I;C02F1/78(2023.01)I;C02F1/467(2023.01)I;C02F1/00(2023.01)I;C02F3/02(2023.01)I;C02F3/
28(2023.01)I;C02F3/12(2023.01)I;C02F101/30(2006.01)N;C02F103/34(2006.01)N
摘要
本發(fā)明公開了一種用于處理太陽能晶硅金剛線切片廢水的方法，其具體包括先采用壓濾及混凝沉淀去除懸浮硅粉后，對(duì)該廢水進(jìn)行強(qiáng)氧化還原反應(yīng)，進(jìn)行開環(huán)斷鏈作用。再采用強(qiáng)堿進(jìn)行縮合催化反應(yīng)，將氧化反應(yīng)產(chǎn)生的毒性醛基進(jìn)行縮合，降低廢水毒性。然后采用多級(jí)厭氧水解及好氧工藝進(jìn)行處理。通過強(qiáng)氧化及堿性催化絮凝反應(yīng)，大幅降低廢水毒性，使其適用于生化處理。通過該組合工藝對(duì)高濃度晶體硅金剛線切片廢水處理時(shí)，當(dāng)進(jìn)水COD濃度在低于30000mg/L時(shí)，最終生化出水COD濃度可達(dá)到低于500mg/L。
權(quán)利要求書
1.一種用于處理太陽能晶硅金剛線切片廢水的方法，其包括以下步驟：1、將廢水經(jīng)過壓濾處理去除懸浮硅粉；2、采用強(qiáng)氧化工藝對(duì)廢水進(jìn)行強(qiáng)氧化處理；其特征在于：其還包括以下步驟：3、向廢水中添加堿性催化劑進(jìn)行堿性催化縮合反應(yīng)；4、對(duì)反應(yīng)后的廢水進(jìn)行絮凝沉淀處理并分離除去沉淀物和絮凝物；5、對(duì)處理后的廢水循環(huán)交替進(jìn)行厭氧水解及好氧曝氣，所述厭氧水解的過程中利用厭氧水解菌將廢水中的大分子有機(jī)物分解為小分子有機(jī)物，所述好氧曝氣的過程中利用好氧菌對(duì)分解得到的所述小分子有機(jī)物進(jìn)行降解。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于處理太陽能晶硅金剛線切片廢水的方法，其特征在于：步驟2中所述強(qiáng)氧化工藝為芬頓氧化工藝、臭氧氧化工藝、電催化氧化工藝中的一種或者多種。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于處理太陽能晶硅金剛線切片廢水的方法，其特征在于：當(dāng)采用芬頓氧化工藝對(duì)廢水進(jìn)行強(qiáng)氧化處理時(shí)，先調(diào)節(jié)廢水pH3.0-6.0，再投加27%雙氧水，投加量為2.0-20.0g/L，硫酸亞鐵投加量為0.5-5.0g/L，反應(yīng)溫度10-90℃，反應(yīng)時(shí)間1.0-6.0h；當(dāng)采用臭氧氧化工藝對(duì)廢水進(jìn)行強(qiáng)氧化處理時(shí)，臭氧的投加濃度為30-300mg/L，反應(yīng)時(shí)間20-200分鐘，反應(yīng)溫度10-50℃。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于處理太陽能晶硅金剛線切片廢水的方法，其特征在于：步驟3中所述堿性催化劑包括堿金屬或堿土金屬的氧化物、氫氧化物、碳酸鹽、有機(jī)胺類化合物以及陰離子交換樹脂、固體堿催化劑中的一種或多種組合物，堿性催化縮合反應(yīng)中，反應(yīng)溫度為15-95℃，反應(yīng)時(shí)間大于10分鐘，當(dāng)采用了陰離子交換樹脂、固體堿催化劑以外的催化劑時(shí)，溶液體系pH值>9.5，當(dāng)僅采用陰離子交換樹脂和/或固體堿催化劑時(shí)，催化劑的使用不受溶液pH值影響。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于處理太陽能晶硅金剛線切片廢水的方法，其特征在于：步驟3中所述堿性催化劑為氫氧化鈉、碳酸鈉、氫氧化鉀、碳酸鉀、氫氧化鈣中的一種或兩種以上組合物，投加濃度為0.5-5.0g/L。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于處理太陽能晶硅金剛線切片廢水的方法，其特征在于：步驟5中采用厭氧水解池進(jìn)行厭氧水解，采用好氧曝氣池進(jìn)行好氧曝氣，先將廢水通入所述厭氧水解池進(jìn)行厭氧水解后再通入所述好氧曝氣池進(jìn)行好氧曝氣，好氧曝氣后經(jīng)過沉淀將好氧曝氣池出水回流至所述厭氧水解池實(shí)現(xiàn)循環(huán)交替進(jìn)行厭氧水解及好氧曝氣。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于處理太陽能晶硅金剛線切片廢水的方法，其特征在于：好氧出水內(nèi)回流至厭氧水解池的流量設(shè)計(jì)為正常進(jìn)水流量的50-400%。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于處理太陽能晶硅金剛線切片廢水的方法，其特征在于：所述厭氧水解池包括厭氧濾池、ABR反應(yīng)器、UASB反應(yīng)器、IC反應(yīng)器、EGSB反應(yīng)器、水解酸化池、微氧水解池中的一種或多種組合使用，其采用的水力攪拌方式包括：布水?dāng)嚢�、�?nèi)回流攪拌、潛水?dāng)嚢铏C(jī)攪拌、推流攪拌、穿孔曝氣管攪拌中的一種或多種組合使用，厭氧水解工藝單元的水力停留時(shí)間為24-96h，反應(yīng)溫度15-38℃，池內(nèi)溶解氧低于0.5mg/L；所述好氧曝氣池包括活性污泥曝氣池、AO池、SBR池、MBR曝氣池、接觸氧化池、MBBR池、氧化溝、曝氣生物濾池中的一種或多種組合使用，好氧曝氣池單元的水力停留時(shí)間為24-144h，反應(yīng)溫度15-38℃，池內(nèi)溶解氧大于1.0mg/L。
9.根據(jù)權(quán)利要求6-8任一所述的一種用于處理太陽能晶硅金剛線切片廢水的方法，其特征在于：厭氧水解和好氧曝氣時(shí)，在厭氧水解池和好氧曝氣池內(nèi)各投加3.0-30.0g/L的粉末活性炭作為所述厭氧水解菌和所述好氧菌的附著載體，粉末活性炭的粒徑為80-400目。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于處理太陽能晶硅金剛線切片廢水的方法，其特征在于：在收集太陽能晶硅金剛線切片廢水時(shí)，將晶硅金剛線切割過程中產(chǎn)生的清洗廢水單獨(dú)收集，步驟5中，在進(jìn)入?yún)捬跛馇埃驈U水中混合低溫或者常溫的所述清洗廢水。
發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)難以有效處理晶硅金剛線切割產(chǎn)生的廢冷卻液高濃廢水的問題，本發(fā)明提供了一種用于處理太陽能晶硅金剛線切片廢水的方法，其運(yùn)行穩(wěn)定、成本低、管理穩(wěn)定且能有效處理高濃度的晶硅金剛線切割冷卻液廢水。
其技術(shù)方案是這樣的：一種用于處理太陽能晶硅金剛線切片廢水的方法，其包括以下步驟：1、將廢水經(jīng)過壓濾處理去除懸浮硅粉；2、采用強(qiáng)氧化工藝對(duì)廢水進(jìn)行強(qiáng)氧化處理；其特征在于：其還包括以下步驟：3、向廢水中添加堿性催化劑進(jìn)行堿性催化縮合反應(yīng)；4、對(duì)反應(yīng)后的廢水進(jìn)行絮凝沉淀處理并分離除去沉淀物和絮凝物；5、對(duì)處理后的廢水循環(huán)交替進(jìn)行厭氧水解及好氧曝氣，所述厭氧水解的過程中利用厭氧水解菌將廢水中的大分子有機(jī)物分解為小分子有機(jī)物，所述好氧曝氣的過程中利用好氧菌對(duì)分解得到的所述小分子有機(jī)物進(jìn)行降解。
進(jìn)一步的，步驟2中所述強(qiáng)氧化工藝為芬頓氧化工藝、臭氧氧化工藝、電催化氧化工藝中的一種或者多種。
更進(jìn)一步的，當(dāng)采用芬頓氧化工藝對(duì)廢水進(jìn)行強(qiáng)氧化處理時(shí)，先調(diào)節(jié)廢水pH3.0-6.0，再投加27%雙氧水，投加量為2.0-20.0g/L，硫酸亞鐵投加量為0.5-5.0g/L，反應(yīng)溫度10-90℃，反應(yīng)時(shí)間1.0-6.0h；當(dāng)采用臭氧氧化工藝對(duì)廢水進(jìn)行強(qiáng)氧化處理時(shí)，臭氧的投加濃度為30-300mg/L，反應(yīng)時(shí)間20-200分鐘，反應(yīng)溫度10-50℃。
進(jìn)一步的，步驟3中所述堿性催化劑包括堿金屬或堿土金屬的氧化物、氫氧化物、碳酸鹽、有機(jī)胺類化合物以及陰離子交換樹脂、固體堿催化劑中的一種或多種組合物，堿性催化縮合反應(yīng)中，反應(yīng)溫度為15-95℃，反應(yīng)時(shí)間大于10分鐘，當(dāng)采用了陰離子交換樹脂、固體堿催化劑以外的催化劑時(shí)，溶液體系pH值>9.5，當(dāng)僅采用陰離子交換樹脂和/或固體堿催化劑時(shí)，催化劑的使用不受溶液pH值影響。
進(jìn)一步的，步驟3中所述堿性催化劑為氫氧化鈉、碳酸鈉、氫氧化鉀、碳酸鉀、氫氧化鈣中的一種或兩種以上組合物，投加濃度為0.5-5.0g/L。
進(jìn)一步的，步驟5中采用厭氧水解池進(jìn)行厭氧水解，采用好氧曝氣池進(jìn)行好氧曝氣，先將廢水通入所述厭氧水解池進(jìn)行厭氧水解后再通入所述好氧曝氣池進(jìn)行好氧曝氣，好氧曝氣后經(jīng)過沉淀將好氧曝氣池出水回流至所述厭氧水解池實(shí)現(xiàn)循環(huán)交替進(jìn)行厭氧水解及好氧曝氣。
更進(jìn)一步的，好氧出水內(nèi)回流至厭氧水解池的流量設(shè)計(jì)為正常進(jìn)水流量的50-400%。
更進(jìn)一步的，所述厭氧水解池包括厭氧濾池、ABR反應(yīng)器、UASB反應(yīng)器、IC反應(yīng)器、EGSB反應(yīng)器、水解酸化池、微氧水解池中的一種或多種組合使用，其采用的水力攪拌方式包括：布水?dāng)嚢�、�?nèi)回流攪拌、潛水?dāng)嚢铏C(jī)攪拌、推流攪拌、穿孔曝氣管攪拌中的一種或多種組合使用，厭氧水解工藝單元的水力停留時(shí)間為24-96h，反應(yīng)溫度15-38℃，池內(nèi)溶解氧低于0.5mg/L；所述好氧曝氣池包括活性污泥曝氣池、AO池、SBR池、MBR曝氣池、接觸氧化池、MBBR池、氧化溝、曝氣生物濾池中的一種或多種組合使用，好氧曝氣池單元的水力停留時(shí)間為24-144h，反應(yīng)溫度15-38℃，池內(nèi)溶解氧大于1.0mg/L。
更進(jìn)一步的，厭氧水解和好氧曝氣時(shí)，在厭氧水解池和好氧曝氣池內(nèi)各投加3.0-30.0g/L的粉末活性炭作為所述厭氧水解菌和所述好氧菌的附著載體，粉末活性炭的粒徑為80-400目。
進(jìn)一步的，在收集太陽能晶硅金剛線切片廢水時(shí)，將晶硅金剛線切割過程中產(chǎn)生的清洗廢水單獨(dú)收集，步驟5中，在進(jìn)入?yún)捬跛馇�，向廢水中混合低溫或者常溫的所述清洗廢水。
本發(fā)明的有益效果為：1、通過在強(qiáng)氧化工藝（如芬頓氧化）和厭氧好氧生化工藝中間增加一個(gè)堿性催化縮合反應(yīng)單元，將該廢水強(qiáng)氧化產(chǎn)生的毒性醛類、酮類進(jìn)行縮合反應(yīng)，轉(zhuǎn)為為易降解，無毒性的醛醇縮合物。同時(shí)通過堿性高溫反應(yīng)，將部分難降解大分部析出廢水，再通過絮凝沉淀的方式進(jìn)行分離。通過堿性催化縮合反應(yīng)后，廢水顏色由透明無色轉(zhuǎn)為透明黃色，同時(shí)乙醛等特殊刺激性臭味消失。通過該反應(yīng)后，可以大幅降低廢水對(duì)厭氧的抑制作用，提高厭氧處理效率。
2、通過將好氧曝氣池沉淀后的出水回流50%-400%至厭氧水解池前段，將厭氧水解與好氧曝氣形成內(nèi)循環(huán)交替式運(yùn)行。利用厭氧水解菌將大分子有機(jī)物如聚乙二醇PEG-400、聚氧乙烯醚、聚氧丙烯醚分解為乙二醇、乙醛、異丁醛、乙醇等小分子有機(jī)物，該類小分子有機(jī)物在厭氧中不易降解，同時(shí)醛類對(duì)厭氧菌具有毒性抑制作用。而乙二醇、乙醛、異丁醛、乙醇等小分子有機(jī)物在好氧環(huán)境中易于降解。通過厭氧好氧的交替回流，可以充分發(fā)揮厭氧水解對(duì)大分子具有強(qiáng)水解斷鏈能力，好氧對(duì)小分子具有快速降解優(yōu)勢(shì)。同時(shí)解除中間產(chǎn)物對(duì)厭氧的毒性抑制。通過采用該交替循環(huán)工藝，大幅提高常規(guī)厭氧水解和好氧對(duì)該廢水的處理效果。
3、另外，通過在厭氧水解池和好氧曝氣池內(nèi)各投加3.0-30.0g/L的粉末活性炭作為特殊菌種附著載體，粉末活性炭的粒徑為80-400目，利用粉末活性炭作為工程菌的附著載體，有利于投加菌種快速附著，防止其流失。
（發(fā)明人：紀(jì)群;夏冬香;鄭浩;李媛媛）
