光伏电池单晶硅生产废水处理技术

摘要:采用混凝沉淀-水解酸化-生物接触氧化-混凝沉淀处理某单晶硅生产废水,出水水质一直稳定,指标高于GB8978-1996污水综合排放标准二级标准。

关键词:混凝沉淀,水解酸化,接触氧化,COD

江苏某光伏科技股份有限公司主要从事光伏电池单晶硅片生产,经过近几年的发展,已形成单晶硅制棒、单晶硅片切割的产业生产链。单晶硅片生产过程中产生大量的废水,废水主要含有硅粉、碳化硅、聚乙二醇、氢氟酸、柠檬酸、洗涤剂及少量的表面活性剂,综合废水COD及SS含量高,可生化性较差。

1废水水质水量

1.1废水水量

根据江苏某光伏科技股份有限公司提供的有关资料,生产污水有三股不同水质的废水,分别为砂浆制造废水、硅片制造废水、硅棒制造部处理废水,另外考虑到该生产废水可生化性比较差,把场区的生活污水也引入系统进行处理。本工程设计水量为2500m·3d-1,其中生产废水2400m3·d-1,生活污水100m3·d-1,24h运行,平均每小时处理水量105m3(其中生产废水每小时处理100m3,生活污水每小时处理5m3)。

1.2进、出水水质
进出水水质指标列于表1。



根据江苏某光伏科技股份有限公司提供的资料和多次监测分析,设计系统进水水质和排放水要求达到GB8978-1996污水综合排放标准二级标准

2工艺装备及特点

2.1工艺流程

单晶硅片生产废水，具有悬浮物和氟化物浓度高、可生化性效果差等特点。针对这种废水有微电解[1]、混凝沉淀、催化氧化[2]等处理工艺，本工程综合经济效益、环保效益和社会效益分析选定混凝沉淀- 水解酸化- 生物接触氧化- 混凝沉淀工艺对该废水进行处理。具体工艺流程见图。



废水自流进入格栅沉砂池，初沉处理后进入生产废水调节池内均衡水质水量，然后废水用泵提升进入pH 调整池，加入石灰浆对pH 进行调节，调节后的废水自流入一级反应池与混凝剂PAC 进行混凝反应，有效地去除SS 及部份COD；经混凝后的废水流入一级沉淀池进行泥水分离，上清液与生活污水一起进入水解酸化池，在缺氧条件下，污水中的大分子及难降解有机物发生水解；之后再进入好氧池，在有氧条件下，填料上生长的好氧或兼氧微生物以污水中的有机物为基质进行生命代谢，大部分有机物被分解成无害化的水和二氧化碳，氨氮转化成硝态氮，同时合成新的微生物细胞；部分自养型微生物则消耗微生物细胞，减少剩余生物污泥的产生。当生物膜生长到一定厚度时，内层的生物膜由于缺氧而转变为厌氧性膜，当厌氧层再增加到一定厚度时，因气态代谢产物的不断逸出，减弱了生物膜在填料上的固着力，从而使老化的生物膜脱落，生成新生物膜，使生物膜得以更新。脱落的生物膜进入二级反应池进行再次混凝，进一步去除SS 及少量COD，经混凝后废水自流入二级沉淀池进行泥水分离，最后经排放井后达标排放。沉淀池沉淀下来的污泥通过排泥泵排至污泥浓缩池，而后泵入带式压滤机脱水，干泥收集后定期外运，压滤液回调节池，污泥浓缩池的上清液排到调节池进行处理。具体参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。

2.2 工艺特点

本工艺作为工程处理的最佳方法具有以下特点：利用地理优势和合理的高程设计，污水采取一次提升，后续靠重力自流，节约了电耗；把生活污水引入系统，不仅改善了废水的可生化性，而且处理了生活污水；采用混凝沉淀作为生物处理的预处理，不仅大大降低浊度，而且在一定程度上可以提高废水的可生化性；水解酸化池中悬挂组合填料，提高了污泥泥龄和污泥浓度；采用生物接触氧化工艺不仅能处理有机污染，而且能达到污泥稳定的目的；在接触氧化池中采用溶解氧在线监测仪控制风机的启闭，不仅节省了电耗，而且保证了供氧的稳定；在接触氧化池后采用混凝沉淀，提高了污泥的沉降性能，保证了出水水质。（西安科技大学地质与环境学院）