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太阳能电池生产废水处理运行实践

   日期:2022-04-24     来源:工业水处理    

太阳能当作一种可再生资源,具备清理、取之不竭、用之不尽等特性,近些年慢慢获得宣传和运用。做为消化吸收和存储太阳能的主要原材料,太阳能充电电池的制造也逐步扩张。

殊不知,太阳能充电电池在生产过程中会造成很多的污染物质。与别的化工废水对比,太阳能发电工业废水关键由很多酸碱性废水、偏碱废水、浓度较高的氟废水、浓度较高的氮废水等有机物污染物质构成,污水中还带有难溶解的聚乙二醇等有机化学污染物质。在其中,酸碱性废水中F-浓度值达到1万mg/L,综合性TN污水通常达到200~600mg/L。脱氮所需氮源匮乏,出水量规定严苛,污水处理艰难。

本工程以泰兴某光伏企业工业废水为研究对象,选用三级混凝沉淀+曝气生物滤池+水解酸化池-硝化反应生物化学法解决工业废水。根据操作过程,强调了污水处理全过程中存在的不足,并指出了有目的性的解决方法。

本探讨致力于为类似太阳能充电电池污水处理工艺的设计方案和运作给予参照。

1.水体和水流量。

1.1设计方案水流量和水体。

泰兴某光学工程规模为年产量2.1GWN型单晶体两面太阳能充电电池,污水首要来源于单晶硅片制绒、清理、蔓延制结、湿刻蚀、离子注入、淬火、PECVD三氧化二铝、氮化硅膜、油墨印刷、煅烧等环节中形成的废水。

依据污水的特性,生产车间将污水分成浓酸污水和浓碱废水。一般污水和生活污水处理分成四类,根据生产车间离心水泵运输至污水污水池。检测2018-2020年污水处理站渗水水体和水流量,結果见表1。

因为太阳能充电电池生产制造间断性,具体排出的污水品质起伏比较大,尤其是浓酸污水pH.F-TN等污染物质含量改变比较大,对污水处理系统造成一定危害。

1.2设计方案出水量指标值。

本新项目污水排出推行《电池工业污染物排放标准》(GB30484-2013)中表2新创建公司间接性排放标准限制值。最终,污水排进工业区污水处理站进一步解决,做到标准规定后排出。

2建筑工程设计

2.1生产流程

该污水具备非常典型的行业废水特点,如污染物质含量高(关键为F-和TN)、水体变化大、污染物质占比失调等。本新项目选用分质搜集、等级分类处置的标准,根据三级混凝沉淀+曝气生物滤池+水解酸化池-硝化反应生物化学池加工工艺实现解决。生产流程如下图1所显示。

针对浓酸污水中的浓度较高的F-,一级混凝沉淀关键经过与偏碱污水混和后添加Ca(OH)2和CACL2开展解决。CA(OH)2主要运用于中合污水酸值。与此同时,CA2+和F-产生CAF2沉积,与此同时添加PAC和PAM,加强斜板沉淀池,提升沉积实际效果。但CAF2在18℃时溶解性为0.0016g(以100g水计),即水里仍有7.9mg/LF-没法除去。当水里有盐时,CAF2的溶解性会进一步提升。仅有钙质解决,F-难以实现规范。二级混凝土反映池关键添加AL2(SO4)3。PAC.PAM,反映pH根据NAOH和HCL开展调整。AL2(SO4)3水解反应后产生AL(OH)3絮体,污水中的F-根据吸咐和网捕进一步除去。

三级混凝土反映关键加上Na2CO3.PAC.PAM,PAC可以进一步除去污水中的F-,Na2CO3可以除去过多的CA2+,避免生物化学池曝气盘积垢、淤泥增厚等不良危害。

针对太阳能发电污水中无法溶解的聚乙二醇等污染物质,曝气生物滤池可合理提升污水的生物化学工作能力,为之后的水解酸化池给予氮源。与此同时,生活污水处理进到水解酸化后段,与工业废水混和,水体匀称。针对浓度较高的TN,根据加上氮源,可高效除去污水中的浓度较高的磷酸盐。与此同时,硝化反应加工工艺将高锰酸盐指数转换为硝化反应氮,流回到水解酸化池环节,进一步除去污水中的COD,保证出水量合格。

2.2关键设计主要参数

有机化学解决:一级混凝土反映池设计方案混和時间112s,斜板沉淀池時间17.15min。一级沉砂池直徑11.8m,表层负载0.48m3/(m2.d)。二级混凝土反映池斜板沉淀池時间10.7min。二级沉砂池直徑14.6m,表层负载1.0m3/(m2.d)。三级混凝土反映池斜板沉淀池時间31min。三级沉淀池直徑14.6m,表层负载1.0m3/(m2.d)。

生物化学解决:水解酸化设计方案水力发电停留的时间7.5h,淤泥浓度值3000mg/L。水解酸化池池设计方案水力发电停留的时间56.06h,设计方案企业VSS水解酸化池负载0.12kg/(kg·d)(NOx-n),硝化反应池设计方案水力发电停留的时间19.23h,合理水位5.0m。

3加工工艺运作实际效果。

3.1污水F-除去实际效果

F-污水关键借助混凝沉淀法解决,各废水渗水及一级沉砂池出水量F-浓度值转变如下图2所显示。

Al2(SO4)3在二级混凝沉淀池中的泥量为30~40mg/L,PAM投加量为1~2mg/L,NaoH和HCL操纵污水pH为6.5~8.0。

结果显示,二级混凝沉淀池出水量F-浓度值可调节在2.51~33.87mg/L,污泥负荷为49.38%~94.11%。三级混凝沉淀池出水量F-可合理降到2.04~12.49mg/L。

生物化学解决后,出水量F-的浓度值进一步减少,根本原因是生物化学淤泥具备一定的粘附功效和生活污水处理的稀释液功效,最后出水量F-可以平稳做到规范。

3.2污水TN除去实际效果。

因为生物化学池渗水TN为280~500mg/L,COD仅为60~150mg/L,污水中氮源匮乏,必须加上氮源做为水解酸化池电子器件经销商,给予动能。本新项目选用葡萄糖水做为氮源,葡萄糖水具体泥量约为400~600mg/L。TN除去实际效果见图4。

从图4可以看得出,生物化学池出水量TN可靠性小于35mg/L,污泥负荷为91.39%~98.02%,可以平稳做到设计规范。与此同时,对出入水高锰酸盐指数开展检验,渗水NH3-N为6.10~35mg/L,出水量NH3-N为4.50~12.00mg/L,NH3-N污泥负荷为21.60%~78.85%。除此之外,经检测,最后出水量COD为31~80mg/L,表明污水中仍有一定难溶解的化学物质。

3.3经济发展技术指标分析

项目总投资约3250万余元,包含土建工程、安装设备、调节、设计方案等。废水处理具体运作成本费为9.52元/t,在其中吨污水处理水电费为1.10元,药物费为7.21元(见表3),污泥处置费为1.04元(吨混凝土量2.97KG,水分含量60%),人工费用为0.17元。

4实际操作中的问题及解决方案

4.1H2O2的危害操纵

在现实生产过程中,生产车间每过5~7天轮番清理一次生产流水线,关键选用HNO3.HF.H2O2.NaOH等药物协同清理。H2O2一次消耗量可达3.5~4.5t,最终随污水排进浓碱污水。H2O2还原性强,如果不采用控制方法,会对生物化学池导致严重影响。实践活动表明,当不采用控制方法时,水解酸化池池的最大氧化还原电位(ORP)可达300mV以上,远远地超出氧气不足水解酸化池需要的氧化还原电位-80mV。微生物水解酸化池遭受抑止,水解酸化池污泥负荷减少60%~80%化系统软件最少必须48~72h才可以彻底恢复,给运作产生较大艰难。

根据多次实践活动,采取一定的有效措施加强污水池水解酸化池吹脱,协助加上氧化性化学物质(如硝酸亚铁),提升生物化学池淤泥浓度值(MLSS>5000mg/L),可以有效地解决H2O2清理污水的冲击性。关键缘故是在偏碱条件下,水解酸化池吹脱可以推动H2O2的迅速溶解,进而迅速减少进水里的H2O2浓度值。硝酸亚铁可被H2O2空气氧化,Fe2+可做为金属催化剂,推动H2O2与物质等氧化性化学物质的反映。生物化学池污泥浓度提升后,活力微生物菌种总产量提升,H2O2耐冲击性提升,系统软件耐冲击性提升。

为进一步提高加工工艺运作安全系数,提议相近工程项目加强初期生产工艺流程科学研究,独立搜集强金属氧化物、强还特定物等系统软件强冲击性污水,依据污水处理站具体运作迟缓泵注污水处理工艺,降低系统的危害。

4.2二次混凝土反映pH操纵

操作过程中,当二次混凝土反映pH操纵在6.5~7.5时,F-除去实际效果最好是,出水量F-浓度值最少为3mg/L;当pH小于5.5且超出8.0时,出水量F-浓度值反倒上升。关键因素是Al2(SO4)3水解反应转化成的Al(OH)3是两性关系氢氧化镍,pH对Al3+水解反应形状的遍布危害非常大。

当pH数值7时,Zeta电位差随pH值的增高而扩大,pH值>7时,Zeta电位差随pH值的增高而减少。F-关键根据静电感应与Al3(OH)45+.Al7(OH)174+等高价位正离子紧密结合,随后被溶解产生的Al(OH)3除去。Zeta电位差越高,F-除去实际效果越好。

提议严控混凝土反映pH值,提升F-解决实际效果,降低使用量。针对铝盐絮凝剂除氟等工程项目,设计应考虑到pH精准操纵的方式方法,如pH粗调合精调的融合。实践活动表明,当反映pH值太高低时,淤泥疏松,沉积时间长,由于pH值较低,铝盐水解反应关键为单铝和低聚铝,高聚铝和固体Al(OH)3的比率较小,无法沉积。

在低pH反映情况下应用铝盐做为水处理絮凝剂时,提议选用加砂机械设备回应池或磁混凝沉砂池,提升沉积速率和实际效果。

操纵4.30淤泥线状胀大

太阳能工业废水中微生物菌种生长发育所需要的营养成分占比失调,尤其是磷、铁等营养元素欠缺,氮源占比提升,产甲烷菌表层低粘度化学物质提升,系统软件中很多生化反应遭受抑止,微生物菌种物种构造产生变化,线状菌等低营养成分微生物菌种大量的繁育,造成生物化学池线状菌性淤泥常常胀大,淤泥地基沉降特性差,比较严重时SV30%以上。

本工程根据加上磷酸二氢钾(KH2PO4)、FeSO4等药品来调整微生物所需的微量元素。实践活动表明,当KH2PO4和FeSO4各自为2mg/L和0.5mg/L时,可以有效地操纵线状菌性淤泥的胀大,SV30可以平稳地保证在30%~40%。

5结果

(1)选用三级混凝沉淀+曝气生物滤池+水解酸化池-硝化反应生物化学法解决浓度较高的含氟量氮太阳能充电电池工业废水,出水源污染排放物指标值可平稳达到《电池工业污染物排放标准》(GB30484-2013)中表2要求的排出限制值。

(2)在运转环节中,应加强对H2O2、二次混凝土反映pH和生物化学池营养元素的操纵,提升运作操纵实际效果。


 
 
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