公布日：2023.09.29
申請日：2023.08.31
分類號：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/24(2023.01)N;C02F1/78(2023.01)N;C02F1/72(2023.01)N;C02F1/66(2023.01)N;C02F1/00(2023.01)N;C02F3/12(2023.01)N
摘要
本發(fā)明涉及一種硅片切割液廢水的處理系統(tǒng)及方法和應(yīng)用，所述處理系統(tǒng)包括依次連接的一級臭氧裝置、一級好氧裝置、二沉池、二級臭氧裝置、二級好氧裝置和三沉池。本發(fā)明提供的處理系統(tǒng)和方法能夠利用臭氧‑生化組合實現(xiàn)對硅切片廢水的處理，且處理方法簡單，處理系統(tǒng)產(chǎn)地面積小，污泥產(chǎn)生量小，處理成本低，并且處理后的廢水完全能夠滿足排放標(biāo)準(zhǔn)。
權(quán)利要求書
1.一種硅片切割液廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述處理系統(tǒng)包括依次連接的一級臭氧裝置、一級好氧裝置、二沉池、二級臭氧裝置、二級好氧裝置和三沉池；所述一級好氧裝置和所述二級好氧裝置中均含有活性污泥；所述一級臭氧裝置和所述二級臭氧裝置均包括臭氧氣浮區(qū)和臭氧催化氧化區(qū)；所述臭氧氣浮區(qū)用于對廢水進(jìn)行氣浮處理，所述臭氧催化氧化區(qū)用于對廢水進(jìn)行氧化處理；在所述一級臭氧裝置和所述二級臭氧裝置中，臭氧的進(jìn)氣口均設(shè)置于所述臭氧催化氧化區(qū)，臭氧由所述臭氧催化氧化區(qū)通入，然后進(jìn)入所述臭氧氣浮區(qū)；所述處理系統(tǒng)還包括浮渣收集裝置，所述浮渣收集裝置與所述臭氧氣浮區(qū)相連，用于收集一級臭氧裝置中產(chǎn)生的氣浮浮渣；所述處理系統(tǒng)還包括污泥濃縮裝置，所述污泥濃縮裝置與所述二沉池、所述二級臭氧裝置和所述三沉池相連；所述處理系統(tǒng)還包括第一回流管道和第二回流管道，所述第一回流管道連接所述二沉池和所述一級好氧裝置，所述第二回流管道連接所述三沉池和所述二級好氧裝置。
2.一種利用權(quán)利要求1所述的處理系統(tǒng)處理硅片切割液廢水的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：（1）待處理廢水進(jìn)入所述一級臭氧裝置中的臭氧氣浮區(qū)進(jìn)行氣浮處理，浮渣通過浮渣收集裝置進(jìn)行收集處理；（2）氣浮處理后的廢水進(jìn)入所述一級臭氧裝置中的臭氧催化氧化區(qū)進(jìn)行氧化預(yù)處理，同時，在所述一級臭氧裝置中的臭氧催化氧化區(qū)中引入過氧化氫，并加入氫氧化物調(diào)節(jié)溶液pH值為7-8.5；（3）氧化預(yù)處理后的廢水進(jìn)入所述一級好氧裝置，與其中含有的活性污泥進(jìn)行第一次生化處理；（4）第一次生化處理后的廢水進(jìn)入所述二沉池進(jìn)行沉淀，部分沉淀污泥通過第一回流管道回流至所述一級好氧裝置中，剩余部分沉淀污泥流入所述污泥濃縮裝置進(jìn)行后處理；（5）二沉池中的上清液進(jìn)入所述二級臭氧裝置中的臭氧氣浮區(qū)進(jìn)行氣浮處理，污泥浮渣流入所述污泥濃縮裝置進(jìn)行后處理；（6）二級臭氧裝置中氣浮處理后的廢水進(jìn)入所述二級臭氧裝置中的臭氧催化氧化區(qū)進(jìn)行氧化處理，同時，在所述二級臭氧裝置中的臭氧催化氧化區(qū)中引入過氧化氫，并加入氫氧化物調(diào)節(jié)溶液pH值為7-8.5；（7）氧化處理后的廢水進(jìn)入所述二級好氧裝置，與其中含有的活性污泥進(jìn)行第二次生化處理；（8）第二次生化處理后的廢水進(jìn)入所述三沉池進(jìn)行沉淀，部分沉淀污泥通過第二回流管道回流至所述二級好氧裝置中，剩余部分沉淀污泥流入所述污泥濃縮裝置進(jìn)行后處理；（9）三沉池中的上清液檢測達(dá)標(biāo)，進(jìn)行排放。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，在所述方法中，引入的臭氧總量為設(shè)計COD去除量的1.2-3倍；和/或，在所述步驟（2）和（6）中，引入的過氧化氫與臭氧的體積比各自獨立地選自(0.3-0.8):1。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，在所述方法中，所述廢水在所述一級臭氧裝置和二級臭氧裝置中的停留時間各自獨立地選自15-45min；和/或，在所述方法中，所述廢水在所述一級好氧裝置和二級好氧裝置中的停留時間各自獨立地選自10-24h。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，在所述步驟（3）中，所述氧化預(yù)處理后的廢水的ORP值為280-350mV；和/或，在所述步驟（3）中，所述第一次生化處理的DO值為2-6mg/L；和/或，在所述步驟（7）中，所述氧化處理后的廢水的ORP值為280-350mV；和/或，在所述步驟（7）中，所述第二次生化處理的DO值為2-6mg/L。
6.權(quán)利要求1所述的處理系統(tǒng)或權(quán)利要求2-5中任一項所述的方法在處理光伏硅片切割液廢水中的應(yīng)用。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種硅片切割液廢水的處理系統(tǒng)及方法和應(yīng)用。本發(fā)明提供的處理系統(tǒng)和方法能夠利用臭氧-生化組合實現(xiàn)對硅切片廢水的處理，且處理方法簡單，處理系統(tǒng)產(chǎn)地面積小，污泥產(chǎn)生量小，處理成本低，并且處理后的廢水完全能夠滿足排放標(biāo)準(zhǔn)。
第一方面，本發(fā)明提供了一種硅片切割液廢水處理系統(tǒng)，所述處理系統(tǒng)包括依次連接的一級臭氧裝置、一級好氧裝置、二沉池、二級臭氧裝置、二級好氧裝置和三沉池。
由于硅片切割液廢水中含有大量復(fù)雜的有機(jī)成分，且懸浮物濃度高，因此，其屬于高難度難降解的有機(jī)廢水，若僅采用單一的廢水處理工藝，則處理效率低，且大多數(shù)有機(jī)物無法降解，難以實現(xiàn)排放標(biāo)準(zhǔn)。而本發(fā)明提供的硅片切割液廢水處理系統(tǒng)能夠通過采用臭氧-生化組合工藝的方式，使處理后的硅片切割液廢水滿足排放標(biāo)準(zhǔn)，具體而言：
當(dāng)待處理廢水通入本發(fā)明提供的處理系統(tǒng)后，在臭氧裝置中，先利用臭氧氣浮除去微米級硅粉及氧化硅顆粒等懸浮物，同時臭氧還可以對大分子的有機(jī)物進(jìn)行降解；而后在好氧裝置中，利用好氧微生物等對降解后的有機(jī)物進(jìn)行進(jìn)一步降解，最后再次通過臭氧-生化組合的方法處理，完全能夠確保廢水達(dá)到排放的標(biāo)準(zhǔn)。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述一級好氧裝置和所述二級好氧裝置中均含有活性污泥。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述一級臭氧裝置和所述二級臭氧裝置均包括臭氧氣浮區(qū)和臭氧催化氧化區(qū)；所述臭氧氣浮區(qū)用于對廢水進(jìn)行氣浮處理，所述臭氧催化氧化區(qū)用于對廢水進(jìn)行氧化處理。
本發(fā)明所述的臭氧裝置和好氧裝置均可以采用目前現(xiàn)有的裝置進(jìn)行組合即可，本發(fā)明提供的污水處理系統(tǒng)無需額外增加占地面積和體積，占地面積小，處理成本低。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述處理系統(tǒng)還包括浮渣收集裝置，所述浮渣收集裝置與所述臭氧氣浮區(qū)相連，用于收集一級臭氧裝置中產(chǎn)生的氣浮浮渣。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述處理系統(tǒng)還包括污泥濃縮裝置，所述污泥濃縮裝置與所述二沉池、所述二級臭氧裝置和所述三沉池相連。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述處理系統(tǒng)還包括第一回流管道和第二回流管道，所述第一回流管道連接所述二沉池和所述一級好氧裝置，所述第二回流管道連接所述三沉池和所述二級好氧裝置。
通過設(shè)置回流裝置，能夠保證好氧裝置中的污泥量，維持曝氣池內(nèi)的污泥濃度，進(jìn)而保證生化反應(yīng)的持續(xù)進(jìn)行，且此種操作還能夠保證污泥的產(chǎn)生量小，降低處理成本。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，一級臭氧裝置和二級臭氧裝置中均還包括了pH變送器、臭氧濃度計、ORP變送器、過氧化氫計量泵、進(jìn)水流量計連接PLC自控裝置等，一方面能夠?qū)崿F(xiàn)對處理過程的監(jiān)控，另一方面能夠?qū)崿F(xiàn)自動化控制。其中：ORP為氧化還原電位，通過臭氧裝置出水的ORP值，判斷出水中的臭氧或過氧化氫殘余量，通過PLC控制過氧化氫加藥量，避免影響后續(xù)生化作用。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，一級好氧裝置和二級好氧裝置中，均設(shè)置有曝氣裝置，需投加維持微生物所需微量元素，利用微生物消化分解經(jīng)臭氧氧化分解后的有機(jī)物，去除COD，和吸附部分硅粉、碳化硅顆粒。
第二方面，本發(fā)明提供了一種利用第一方面所述的處理系統(tǒng)處理硅片切割液廢水的方法，所述方法包括如下步驟：
待處理廢水進(jìn)入一級臭氧裝置中依次進(jìn)行氣浮處理和氧化預(yù)處理，然后進(jìn)入一級好氧裝置中進(jìn)行生化處理，最后進(jìn)入二沉池進(jìn)行沉淀；
二沉池中的上清液進(jìn)入二級臭氧裝置，經(jīng)過臭氧-過氧化氫處理后，進(jìn)入二級好氧裝置中進(jìn)行第二次生化處理，最后通過三沉池排放上清液。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述方法包括如下步驟：
（1）待處理廢水進(jìn)入所述一級臭氧裝置中的臭氧氣浮區(qū)進(jìn)行氣浮處理，浮渣通過浮渣收集裝置進(jìn)行收集處理；
（2）氣浮處理后的廢水進(jìn)入所述一級臭氧裝置中的臭氧催化氧化區(qū)進(jìn)行氧化預(yù)處理，同時，在所述一級臭氧裝置中的臭氧催化氧化區(qū)中引入過氧化氫，并加入氫氧化物調(diào)節(jié)溶液pH值為7-8.5，例如7.5、7.8、8.0、8.2等；
（3）氧化預(yù)處理后的廢水進(jìn)入所述一級好氧裝置，與其中含有的活性污泥進(jìn)行第一次生化處理；
（4）第一次生化處理后的廢水進(jìn)入所述二沉池進(jìn)行沉淀，部分沉淀污泥通過第一回流管道回流至所述一級好氧裝置中，剩余部分沉淀污泥流入所述污泥濃縮裝置進(jìn)行后處理；
（5）二沉池中的上清液進(jìn)入所述二級臭氧裝置中的臭氧氣浮區(qū)進(jìn)行氣浮處理，污泥浮渣流入所述污泥濃縮裝置進(jìn)行后處理；
（6）二級臭氧裝置中氣浮處理后的廢水進(jìn)入所述二級臭氧裝置中的臭氧催化氧化區(qū)進(jìn)行氧化處理，同時，在所述二級臭氧裝置中的臭氧催化氧化區(qū)中引入過氧化氫，并加入氫氧化物調(diào)節(jié)溶液pH值為7-8.5，例如7.5、7.8、8.0、8.2等；
（7）氧化處理后的廢水進(jìn)入所述二級好氧裝置，與其中含有的活性污泥進(jìn)行第二次生化處理；
（8）第二次生化處理后的廢水進(jìn)入所述三沉池進(jìn)行沉淀，部分沉淀污泥通過第二回流管道回流至所述二級好氧裝置中，剩余部分沉淀污泥流入所述污泥濃縮裝置進(jìn)行后處理；
（9）三沉池中的上清液檢測達(dá)標(biāo)，進(jìn)行排放。
在本發(fā)明提供的利用上述系統(tǒng)處理廢水的方法中，待處理的切割液廢水先氣浮后氧化，此種操作能夠避免在氧化過程中添加氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH值，反而會導(dǎo)致硅粉溶解，增加水中硅酸鹽含量的不良后果；同時，由于氣浮處理需要的臭氧較少，因此，將臭氧的進(jìn)氣口設(shè)置在臭氧催化氧化區(qū)，既能夠保證氧化分解的充分進(jìn)行，同時殘余的臭氧尾氣還能夠進(jìn)行臭氧氣浮，除去大部分的微米級硅粉及氧化硅顆粒等懸浮物，而除去的懸浮物還可以利用浮渣收集槽進(jìn)行收集，進(jìn)一步回收利用。
在臭氧催化氧化區(qū)中，由于廢水偏酸性，且氧化過程不斷產(chǎn)酸，會導(dǎo)致廢水的pH降低，進(jìn)而影響臭氧氧化分解效率，因此，在利用臭氧進(jìn)行有機(jī)物的氧化分解過程中，需要投加一定量的氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH值。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，在所述方法中，引入的臭氧總量為設(shè)計COD去除量的1.2-3倍，例如1.5倍、1.6倍、1.8倍、2.0倍、2.2倍、2.5倍、2.8倍等。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，在所述步驟（2）和（6）中，引入的過氧化氫與臭氧的體積比各自獨立地選自(0.3-0.8):1，例如0.4:1、0.5:1、0.6:1、0.7:1等，所述臭氧指的是投加的臭氧總量。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，在所述方法中，所述廢水在所述一級臭氧裝置和二級臭氧裝置中的停留時間各自獨立地選自15-45min，例如20min、25min、30min、35min、40min等。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，在所述方法中，所述廢水在所述一級好氧裝置和二級好氧裝置中的停留時間各自獨立地選自10-24h，例如12h、15h、18h、20h、22h等。
為了避免臭氧或過氧化氫的殘余量對后續(xù)的生化反應(yīng)造成影響，因此，本發(fā)明通過ORP變送器（臭氧裝置中包括）來監(jiān)控臭氧或過氧化氫的殘余量，同樣也能夠避免臭氧或過氧化氫的浪費。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，在所述步驟（3）中，所述氧化預(yù)處理后的廢水的ORP值為280-350mV，例如290mV、300mV、310mV、320mV、330mV、340mV等。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，在所述步驟（3）中，所述第一次生化處理的DO值為2-6mg/L，例如3mg/L、4mg/L、5mg/L等。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案，在所述步驟（7）中，所述氧化處理后的廢水的ORP值為280-350mV，例如290mV、300mV、310mV、320mV、330mV、340mV等。
和/或，在所述步驟（7）中，所述第二次生化處理的DO值為2-6mg/L。
第三方面，本發(fā)明提供了第一方面所述的處理系統(tǒng)或第二方面所述的方法在處理光伏硅片切割液廢水中的應(yīng)用。
本發(fā)明實施例提供的技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點：
本發(fā)明提供的處理系統(tǒng)和方法能夠利用臭氧-生化組合實現(xiàn)對硅切片廢水的處理，且處理方法簡單，處理系統(tǒng)產(chǎn)地面積小，污泥產(chǎn)生量小，處理成本低，并且處理后的廢水完全能夠滿足排放標(biāo)準(zhǔn)。
（發(fā)明人：黎澤華;張立言;朱希坤;劉牡;孫凱;韓慧銘;蘇英強(qiáng);段夢緣;劉亞順）
