太阳能光伏制造废水除氟降氮处理技术

　　由于晶体硅太阳能电池板生产过程中大量使用氢氟酸、硝酸等化学品，从而产生高浓度含氟含氮生产废水。废水除氟常用的方法为絮凝沉淀，降氮方法有协同反硝化等，江苏省某硅片太阳能板生产企业采用两级絮凝沉淀+反硝化+A/O工艺对生产废水进行除氟降氮，根据中试监测结果，生产废水中氟化物、总氮、硝酸盐氮和氨氮去除率分别为99.6%、96.8%、98.3%和66.7%。本文以该企业为例，介绍其生产废水除氟降氮工艺及运行监测效果。

　　1、废水来源及特性

　　江苏省某光伏企业主要从事太阳能级及电子级多晶硅片、单晶硅片的研发与生产，太阳能电池及组件的研发。该企业硅片生产过程中产生的含氟、含氮废水主要来源于硅片酸洗、开孔、扩孔、清洗等工序。

　　2、废水水质情况

　　2.1 废水水量、水质

　　根据企业自检及多次取样的检测结果，各工段生产废水水量、水质如表1所示。

　　注:含酸废水主要来源于高浓度酸洗工序，高氟废水来源于挖孔、扩孔、酸洗等工序，低氟废水主要来源于水洗、酸洗等工序。

　　2.2 设计排放要求

　　企业生产废水经厂内预处理后接入区域市政污水管网，送污水处理厂集中处理，生产废水污染物排放标准执行《GB30484-2013电池工业污染物排放标准》表2中的间接排放标准，具体见表2。

　　3、废水处理工艺

　　3.1 废水处理工艺

　　3.2 工艺流程说明

　　3.2.1 除氟

　　(1)调节池

　　含酸废水、高氟废水和低氟废水排入调节池中，平均停留时间约9h。调节水质和水量后，由调节池提升泵送至一级除氟反应池。

　　(2)一级除氟反应池、一级除氟沉淀池

　　一级除氟反应池内加入石灰乳液，并通过pH计控制石灰投加系统的启停，废水中的氟与石灰反应生成氟化钙。待池中pH稳定后，加入PAM，废水中悬浮物絮凝。反应池底部设有搅拌机，避免池底出现沉淀。

　　一级除氟反应池出水自流进入一级除氟沉淀池，废水中的悬浮物，在重力作用下慢慢沉降。上清液自流进入二级除氟系统，污泥排入物化污泥池。

　　(3)二级除氟反应池、二级除氟沉淀池

　　二级除氟反应池内加入氯化钙溶液，并通过pH计监控池中pH值，废水中的氟与投加的氯化钙反应生成氟化钙。待池中pH稳定后，依次加入聚合硫酸铁和PAM。反应池底部设有搅拌机，避免池底出现沉淀。

　　二级除氟反应池出水自流进入二级除氟沉淀池，废水中的悬浮物在重力作用下慢慢沉降。上清液自流进入脱氮装置，污泥排入物化污泥池。

　　3.2.2 脱氮

　　废水中氮的主要形态为硝态氮，企业采用高效脱氮菌种和高效反应器，利用甲醇和营养盐作为主要反硝化电子供体，通过反硝化微生物将硝态氮还原为氮气，从而达到脱氮目标。

　　反硝化细菌是化能异养菌，总的反硝化方程为:

　　反硝化速率的决定因素为反硝化细菌的活性和反硝化细菌的数量，企业采用的高效生物脱氮技术中的菌种的比活性高达1.6gNO-3―N/gVSS.d，反硝化细菌的浓度可以达到17g/L，菌种活性和菌种数量是传统反硝化工艺的5～10倍。

　　企业采用的高效生物脱氮反应器内置特殊的三相分离器模块，具有良好气液分离效果和传质效果，可有效形成反硝化颗粒污泥，提高反应器的污泥浓度，从而提高整体的处理负荷。(1)高效脱氮进水池

　　高效脱氮进水池的主要功能是调节废水的pH、温度、营养盐和C/N比，以适合高效生物脱氮反应器的正常运行。pH通过投加H2SO4来调节，温度通过蒸汽来调节。作为碳源的甲醇和营养盐也投加到该进水池中。并设有潜水搅拌机对废水进行搅拌，起到防止其中的固形物沉淀及均匀混和的作用。进水池的出水由高效脱氮供料泵输送至高效生物脱氮反应器。

　　(2)高效脱氮反应器

　　高效脱氮进水池的废水通过提升泵提升进入高效脱氮反应器，废水中的硝态氮被还原成氮气排出，从而达到对氮的去除。

　　3.2.3 A/O系统

　　为了确保在高效脱氮系统启动和检修时，污水设施排水能达标排放，企业设置了A/O系统。

　　高效脱氮反应器出水自流进入缺氧池，利用废水中的有机成分作为碳源，将混合液中硝基氮还原为氮气。好氧池去除污水中的COD，将氨氮转化为硝态氮。好氧池出水自流进入二沉池，在重力作用下，实现泥水分离。二沉池的进口底部设贮泥斗，采用刮泥机机械清泥。

　　二沉池出水自流进入组合气浮中，气浮出水达标排放，污泥则通过气浮污泥泵排入现有生化污泥池。

　　3.2.4 污泥处理单元

　　污水处理设施产生的物化污泥主要为含氟污泥，利用板框脱水机脱水后外运处置，生化污泥利用叠螺脱水后外运处置。

　　4、构筑物设计

　　企业污水处理设施构筑物设计参数见表3。

　　5、运行情况

　　企业废水处理设施进行了中试，根据中试实验报告，各处理单元主要污染物出水浓度及去除率统计结果见表4。

　　6、结语

　　中试期间统计数据表明，企业高含氟含氮废水经高效脱氮反应器处理后，处理效果良好，系统对氟化物、总氮、硝酸盐氮、氨氮的总去除率分别为99.6%、96.8%、98.3%、66.7%，各污染物浓度均可满足《GB30484-2013电池工业污染物排放标准》中表2间接排放标准要求。(来源：江苏智环科技有限公司)