单晶硅太阳能电池废水三级混凝沉淀+两级AO处理技术

来源：开云下载    发布时间：2024-07-25 18:37:42

  成都某太阳能有限公司运用单晶硅片为原资料，采用PERC消费工艺(钝化发射区反面电池，Passivated Emitter Rear Contact Solar Cells)消费太阳能电池，相比传统工艺，其转换效率更加高。单晶硅消费过程中将产生大量含有高浓度氟化物、硝酸根、酸碱及有机物的废水。

  依据该企业来提供的材料，污水站排入废水分为5股，其中车间浓碱废水排放量为80m3/d，稀碱废水排放量为2200m3/d，浓氟废水排放量为80m3/d(其中酸刻蚀槽内含硝酸浓氟废水30m3/d，酸洗槽浓氟废水50m3/d)，稀氟废水排放量为1700m3/d，废气洗濯塔废水(含氟及氨)排放量为12m3/d，合计4072m3/d。经过综合剖析，将各股废水依据污染物品种及浓度停止单独搜集，经过调理池完整混合，均质、均量停止调理，保证污水处置系统的稳定性，处置后出水需到达《电池工业污染物排放规范》(GB30484―2013)表1．2中的间接排放规范。详细设计进、出水水质见表1。

  依据对车间晶体硅片消费工艺及排水特性停止剖析可知，各消费工段投加的HF、HNO3以及NaOH浓度差异大，招致废水酸碱性差异大，车间消费废水有机物浓度较高、可生化性差、氟化物以及硝酸根浓度高。针对各股废水单独排放且排放时间不同的特性，采用集水池停止单独搜集，之后应用调理池将各股不同阶段排放的不同特性消费废水停止混合调理，保证来水水质及水量相对来说比较稳定，为后续污水系统的稳定运转提供保证;采用三级混凝沉淀措施，去除废水中的氟化物，同时降低废水中钙离子浓度，保证生化系统稳定运转;采用两级A/O工艺，去除废水中的有机物及硝酸根，保证出水COD及总氮达标排放。详细的工艺流程见图1。车间排放的各股碱性废水、浓氟、稀氟及酸刻蚀废水分别经过集水池停止搜集。各搜集池废水经过泵提升至综合废水调理池，在综合废水调理池应用穿孔搅拌系统停止均质均量后，经过泵提升至一级物化处置。在1#反响池内，先投加Ca(OH)2，将废水的pH值调理至7～10左右。在来水pH值较低、Ca(OH)2调理pH值不理想的状况下，经过投加NaOH对污水的pH值停止调理。继续投加Ca(OH)2和CaCl2停止化学沉淀反响，生成CaF2沉淀颗粒物。1#反响池出水自流进入1#混凝池，分别参加PAC、PAM停止絮凝反响，构成大颗粒的矾花沉淀，在1#物化沉淀池停止固液别离，上清液自流入2#反响池停止二级物化处置。二、三级物化处置准绳与第一级相同，主要是逐步降低废水中的氟离子浓度。当二级物化系统出水氟离子达标时，在三级物化系统适量投加Na2CO3，去除污水中的钙离子，避免影响后续生化系统的正常运转。3#物化沉淀池出水在中间水池内暂存，池内依据出水pH值状况投加H2SO4，以确保生化系统进水pH值在适合范围内，然后经泵提升进入生化处置工段。

  生化流程为一级缺氧+一级接触氧化+二级缺氧+二级接触氧化。接触氧化池硝化液和污泥回流至一级缺氧池，应用反硝化细菌脱氮。一级缺氧池出水进入一级生物接触氧化池，生物接触氧化池内设置填料。出水进入后续缺氧/好氧系统。二级接触氧化出水自流入生化沉淀池停止泥水别离，大局部污泥回流至生化池前端，保证生化系统的污泥浓度，少局部剩余污泥泵送至污泥储池。在一、二级缺氧池前端配水区内依据微生物脱氮需求补充碳源。系统产生的物化污泥和剩余生化污泥，经污泥泵抽至污泥储池停止预浓缩，再由螺杆泵送至板框压滤机，最终得到含水率≤70%的脱水泥饼，泥饼经厂区污泥堆棚自然风干后定期外运。

  厂区浓氟废水集水池、稀氟废水集水池、酸刻蚀槽废水集水池、综合废水调理池及事故池内的氟化氢等挥发性气体，经过引风机抽至除臭喷淋塔内处置后经高空排放塔排入大气。

  搜集车间碱制绒槽废液、碱制绒后清洗废水、碱洗废液及清洗废水，废水呈强碱性。设计尺寸为9．5m×6．5m×4．3m，设计停滞时间为1．2h。池顶设置PVDF反吊膜，池内壁采用乙烯基树脂防腐。

  搜集车间酸洗后及酸刻蚀后清洗废水，废水呈弱酸性。设计尺寸为7．0m×6．5m×4．3m，设计停滞时间为1．2h。池顶设置PVDF反吊膜，池内壁采用乙烯基树脂防腐。

  搜集车间酸洗后排放的浓氟消费废水，废水呈强酸性。设计尺寸为3．5m×6．5m×4．3m，设计停滞时间为24h。池顶设置PVDF反吊膜，池内壁采用乙烯基树脂防腐并衬PP板。

  搜集车间酸刻蚀槽排放的高浓度硝酸及氢氟酸废水，废水呈强酸性。设计尺寸为12．5m×6．5m×4．3m，设计停滞时间为6．5d。池顶设置PVDF反吊膜，池内壁采用乙烯基树脂防腐并衬PP板。

  综合废水调理池内设置空气穿孔搅拌。设计水量为4072m3/d，设计尺寸为27．0m×30．0m×5．5m，设计停滞时间为16h。池顶设置PVDF反吊膜，池内壁采用乙烯基树脂防腐并衬PP板。

  一级混凝沉淀池含1#反响池2座、1#混凝池1座、1#絮凝池1座、平流沉淀池1座。经过向1#反响池投加Ca(OH)2、CaCl2，先后经过pH值调理、反响两步工序，大局部氟离子同钙离子充沛接触，产生氟化钙颗粒物，之后投加PAC和PAM停止混凝沉淀反响，有效去除SS、氟化钙沉淀及局部COD。设计尺寸为48．0m×9．05m×5．0m，其中1#反响池停滞时间为30min，1#混凝池停滞时间为20min，1#絮凝池停滞时间为20min，沉淀池外表负荷为0．9m3/(m2•h)。池内壁采用乙烯基树脂防腐。

  二级混凝沉淀池含2#反响池2座、2#混凝池1座、2#絮凝池1座、平流沉淀池1座。经过向2#反响池投加Ca(OH)2、CaCl2，进一步停止pH值调理、反响，让废水中残留氟离子同钙离子充沛接触，产生氟化钙颗粒物，之后投加PAC和PAM停止混凝沉淀反响，进一步去除SS、氟化钙沉淀及局部COD。设计尺寸为48．0m×9．05m×4．5m，其中2#反响池停滞时间为25min，2#混凝池停滞时间为18min，2#絮凝池停滞时间为18min，沉淀池外表负荷为0．9m3/(m2•h)。池内壁采用乙烯基树脂防腐。

  三级混凝沉淀池含3#反响池2座、3#混凝池1座、3#絮凝池1座、平流沉淀池1座。当二级沉淀池出水不达标时，经过向3#反响池继续投加Ca(OH)2、CaCl2，确保出水氟离子达标;当氟离子达标时，依据水中钙离子浓度，适量投加Na2CO3，去除污水中过量钙离子，避免影响后续生化系统正常运作。设计尺寸为38．5m×8．15m×4．5m，其中3#反响池停滞时间为20min，3#混凝池停滞时间为12min，3#絮凝池停滞时间为12min，沉淀池外表负荷为1．1m3/(m2•h)。池内壁采用乙烯基树脂防腐。三级混凝沉淀池大多数都用在前两级检修超越及补充Na2CO3，去除污水中过量钙离子。

  每一级混凝沉淀池之间可依据检修需求停止灵敏超越，保证污水系统的稳定运转。

  一级A/O池分为2组，两组并联运转，每组含1座缺氧池及1座生物接触氧化池，串联运转。一级缺氧池内设置缺氧搅拌机，生物接触氧化池内部设置填料。一级A/O池总停滞时间为71h，污泥浓度为3500mg/L，填料容积负荷为1．5kgBOD5/(m3填料•d)，混合液回流比为200%，污泥回流比为100%，气水比为30∶1。缺氧池前端配水区设置乙酸钠投加点，用于补充反硝化所需的碳源。

  二级A/O池分为2组，两组并联运转，每组含1座缺氧池及1座生物接触氧化池，串联运转。二级A/O池总停留时间为17h，污泥浓度为3500mg/L，填料容积负荷为1．0kgBOD5/(m3填料•d)，混合液回流比为200%，污泥回流比为100%，气水比为8∶1。二级缺氧池前端配水区设置乙酸钠投加点，用于补充反硝化所需的碳源。

  该工程自2016年8月投入调试运转，调试初期实践进水水量为2200m3/d左右。经过1个月调试，污水站出水氟离子指标可以稳定达标，但出水COD和TN不能稳定达标。详细数据见表2。

  经现场剖析发现，为保证物化系统出水氟离子达标，在混凝沉淀池中投加了过量的Ca(OH)2以及CaCl2，同时为节约药剂，在三级混凝反响池中未投加Na2CO3，招致后续生化系统中的活性污泥钙化严重，同时盐分浓度较高，影响了生化系统的稳定运转，出水无法到达设计请求，针对这类问题及时停止了小试，调整药剂投加计划，经过重新调试后，污水处置系统出水可以稳定达标(见表3)。在物化阶段将前两级混凝沉淀pH值控制在7～10范围内，合理组合投加Ca(OH)2以及CaCl2，在保证出水F－达标前提下，减少钙离子的投加量，在第三级投加Na2CO3，沉淀过量的Ca2+，为后续生化系统提供了良好的微生物生长条件。在一、二级缺氧池，经过合理投加乙酸钠，补充碳源，应用反硝化细菌在池内停止反硝化降解硝酸盐氮，之后经过生物接触氧化池对COD停止降解，保证出水TN和COD达标排放。

  采用综合调理+三级混凝沉淀+两级A/O组合工艺处置单晶硅太阳能消费废水，出水水质可稳定到达《电池工业污染物排放规范》(GB30484―2013)表1．2中的间接排放规范。

  单晶硅废水在消费过程中水质动摇十分大，特别是在酸刻蚀槽中，HF浓度为10%，HNO3浓度为30%，对污水站的进水水质形成较大影响，在设计过程中必需停止单独搜集，然后经过增大调理池容积平均混合，保证后续物化、生化加药及微生物系统的稳定运转。以上废水单独搜集、混合调理的办法相关于现阶段盛行的“分类搜集、分质处置”技术，极大地降低了污水处置系统操作强度，同时降低了单独处置时酸碱中和费用，对废酸、碱停止了二次应用。

  单晶硅废水物化混凝处置过程中，三级混凝沉淀的进、出水须测定钙离子含量，控制碳酸钠投药量，确保生化系统的钙离子浓度在200mg/L以下，盐分控制在6000mg/L以下，既保证了生化系统微生物的正常生长，也防止了生物膜及曝气系统钙化状况的发作。