一種處理光伏有機廢水的裝置和工藝的制作方法
【專利摘要】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。
【專利說明】一種處理光伏有機廢水的裝置和工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]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)】
[0002]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。
[0003]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C0D&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C0D&連500mg/L都不能達到。所以根本達不到出水C0D〈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。
[0004]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0.01-0.4 μ m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。
[0005]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】

[0006]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C0D〈60mg/L。
[0007]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。
[0008]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；
[0009]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；
[0010]沉淀池的上部與水解酸化池連接，底部連接到污泥池；
[0011]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。
[0012]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。
[0013]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)。
[0014]所述的沉淀池 為豎流式、平流、斜板、斜管或幅流式沉淀池。
[0015]利用上述裝置可對光伏有機廢水進行處理，工藝步驟包括:
[0016]( I)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，通風設(shè)備向預(yù)處理池底部通氣使廢水均質(zhì)；
[0017]光伏有機廢水的COD為1000~3000mg/L，固體懸浮物(SS)為500~1500mg/L ；
[0018](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；
[0019](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；
[0020](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；
[0021](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 ；
[0022](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。
[0023]優(yōu)選的，步驟(6)中，膜反應(yīng)器池中的有O~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。
[0024]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。[0025]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。
[0026]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。
[0027]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。
[0028]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)。
[0029]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C0D1000~3000mg/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。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]圖1為本發(fā)明所述處理工藝的流程圖
[0031]圖2為本發(fā)明所述裝置的結(jié)構(gòu)示意圖
[0032]圖3為本發(fā)明所述裝置的格柵集水池、調(diào)節(jié)池、反應(yīng)池和沉淀池的結(jié)構(gòu)
[0033]圖4為本發(fā)明所述裝置的水解酸化池、預(yù)曝氣池、膜反應(yīng)器池的結(jié)構(gòu)
[0034]I一格柵集水池，2—調(diào)節(jié)池，202—通氣裝置3—反應(yīng)池，302— pH調(diào)節(jié)池，303—混凝池，304—絮凝池A，305—絮凝池B，306—NaOH罐，307—PAC罐，308—PAM罐，4一沉淀池，5—水解酸化池，502—掛繩式填料，503—通氣裝置，6—預(yù)曝氣池，602—通氣裝置，7—膜反應(yīng)器池，701—膜組件，702—通氣裝置，703—吸水閥門，704—反沖洗閥門，8—污泥池，9一污泥脫水系統(tǒng)
【具體實施方式】
[0035]如圖1~4，裝置的結(jié)構(gòu)為: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 ；
[0036]所述調(diào)節(jié)池底部與通氣裝置202相連，格柵集水池I的底部與污泥池8連接。
[0037]如圖2和圖3，反應(yīng)池分隔為pH調(diào)節(jié)池302、混凝池303和絮凝池A304和絮凝池B305 ；pH調(diào)節(jié)池302、混凝池303和絮凝池A304內(nèi)設(shè)有攪拌裝置，并且分別與NaOH罐306，PAC罐307和PAM罐308連接。pH調(diào)節(jié)池和混凝池之間的連通通孔位于池壁底部，混凝池和絮凝池A之間的連通通孔位于池壁上部，絮凝池A和絮凝池B之間的連通通孔位于池壁底部。水流依次流經(jīng)上述四個池。
[0038]如圖2和圖4，水解酸化池5數(shù)量為兩個，相互串聯(lián)，內(nèi)設(shè)置填料掛繩(502)，底部分別與通氣裝置503連接。沉淀池為豎流式沉淀池。膜反應(yīng)器池底部與通氣裝置702連接。
[0039]光伏有機廢水經(jīng)過格柵集水井，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)，加入氫氧化鈉、PAC、PAM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膜的過濾后，抽吸出水，出水達標排放。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，沉淀池污泥和部分膜反應(yīng)器內(nèi)的污泥混合液排入污泥池，進入污泥脫水系統(tǒng)(如板框壓濾機)進行污泥脫水，脫水污泥中含有大量硅粉和碳化硅粉，可以回收后加以利用或者銷售。
[0040]實施例1
[0041](I)光伏有機廢水進入格柵集水池1，停留時間0.5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小時，通風設(shè)備向預(yù)處理池203底部通氣使廢水均質(zhì)；
[0042](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(NaOH)Jf pH值調(diào)節(jié)為8_9，向混凝池內(nèi)投加混凝劑PAC，向絮凝池A內(nèi)投加助凝劑PAM，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分別為500mg/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分鐘；
[0043](3)絮凝處理后的混合液流入沉淀池4停留2.5~3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 ；
[0044](4)沉淀處理 后的液體進入水解酸化池，利用通氣裝置，采用空氣攪拌方式，每4小時攪拌15分鐘；廢水在水解酸化池中的停留時間為12~13小時；
[0045](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6小時；每分鐘通氣量與預(yù)曝氣池容積比為1:20~50 ；
[0046](6)廢水用膜反應(yīng)器池處理，廢水在膜反應(yīng)器池中的停留時間為12~13小時；通過膜組件過濾后出水，符合要求的上清液排放，利用通氣裝置702向其中通氣，每分鐘通氣量與膜反應(yīng)器池容積比為1:50。
[0047]利用與膜組件上方連接的吸水閥門703將膜反應(yīng)器處理后的上清液水抽出排放。
[0048]根據(jù)水質(zhì)狀況，膜反應(yīng)器池中的有O~100%混合液體從膜反應(yīng)器中部抽出，回流至水解酸化池，200~600%的混合液回流至預(yù)曝氣池。
[0049]污泥池內(nèi)的污泥經(jīng)脫水后，干燥的污泥可回收利用，分離的液體送回調(diào)節(jié)池內(nèi)。
[0050]關(guān)閉曝氣池及MBR池曝氣管路，靜置沉淀后，排放上清液至調(diào)節(jié)池，排出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。
[0051]膜組件上方還連接反沖洗閥門704，清洗時，關(guān)閉吸水閥門，清洗用水經(jīng)反沖洗閥門流入膜組件進行清洗，將混合液送至污泥池或調(diào)節(jié)池，或者其他排放口。
[0052]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。
[0053]某光伏電池企業(yè)500t/d光伏有機廢水處理，經(jīng)上述工藝處理后進出水水質(zhì)見表1和表2。
[0054]其中膜反應(yīng)器池使用南京瑞潔特膜分離有限公司16組平板膜膜組件，運行近3年，出水COD穩(wěn)定在60mg/L以下，SS小于5mg/L，膜組件平均半年以上清洗一次。出水水質(zhì)穩(wěn)定且膜污染得到有效控制。
[0055]表1進出水水質(zhì)指標
【權(quán)利要求】
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(I)、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(I)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.—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O~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。
【文檔編號】C02F1/56GK103613252SQ201310659001
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年12月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月8日
【發(fā)明者】冀世鋒, 巢晨驊, 高春梅, 邢云青, 李迎, 陳思思, 胡茂剛 申請人:上海海洋大學