CN102765859A - 同时去除砷化镓晶片生产加工废水中砷和cod的处理方法 - Google Patents

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骆坚平
潘涛
郭行
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Abstract

本发明涉及同时去除砷化镓晶片生产加工废水中砷和化学需氧量的处理方法，属于废水处理技术领域。将废水输送至调节反应池，通过氧化还原反应去除原水中的二氯异氰尿酸钠；经上述处理的废水用泵提升至混凝沉淀池，进行序批式混凝沉淀反应，工艺过程依次为进水、加药、混凝、沉淀和出水；经上述处理的废水从中间池用泵提升至序批式活性污泥池，进行好氧生物处理，工艺过程依次为进水、曝气、沉淀和排水，最终出水中砷和COD浓度可同时达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级B标准。本发明的方法可同时去除砷化镓晶片生产加工废水中的砷、二氯异氰尿酸钠和COD等污染物，处理效率高，运行稳定性高。

Description

同时去除砷化镓晶片生产加工废水中砷和COD的处理方法
技术领域
本发明涉及同时去除砷化镓晶片生产加工废水中砷和化学需氧量(COD)的处理方法，属于废水处理技术领域。
背景技术
在砷化镓晶体的合成、生长、切割、研磨、抛光、清洗等过程中会产生大量的高含砷、高COD废水(砷浓度：20～100mg/L；COD浓度：1000～3000mg/L)，同时含有大量具有较好分散性能的悬浮颗粒(SS)(浓度：500～800mg/L)和二氯异氰尿酸钠消毒剂(浓度300～600mg/L)，属于一类难处理的工业废水。
目前，对此类废水的处理主要侧重于化学沉淀法除砷，几乎不涉及COD的去除。而且，由于废水中含有大量水溶性较好的二氯异氰尿酸钠，化学沉淀几乎不能将其去除，沉淀上清液仍具有极强的杀菌消毒性能，不适合直接采用生化法来去除COD。因此，企业更多地采用的对策为：首先将其与其它污水(如生活污水)混合，使二氯异氰尿酸钠浓度稀释至对微生物无明显毒性的水平，然后再进行生化处理(如活性污泥法)。这无疑将极大增加工业废水的处理规模和企业的运行成本。目前为止，尚未发现能成功应用于此类废水的，并可同时去除砷和COD的处理技术。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述不能同时去除砷化镓晶片生产加工废水中砷和COD的问题，提出了一种能同时去除砷化镓晶片生产加工废水中砷和COD的处理方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
本发明的同时去除砷化镓晶片生产加工废水中砷和COD的处理方法，其具体步骤为：
1)通过合适的最低液位控制，使砷化镓晶片生产加工废水进入调节反应池后至少能停留1h以上；根据来水流量，定量投加药剂A和药剂B，调节反应池中混合反应液pH值一般处于2.5～4之间，正好处于最佳pH反应区间，不需额外pH调节。本单元的主要目的是应用fenton反应去除原水中的二氯异氰尿酸钠，以及降解部分有机物。
2)将废水从调节反应池用泵提升至混凝沉淀池，进行序批式混凝沉淀反应，工艺过程依次为进水、加药、混凝、沉淀和出水，出水进入中间池。此单元主要去除废水中绝大部分砷和悬浮物。
3)将废水从中间池用泵提升至序批式活性污泥(SBR)池，进行好氧生物处理，工艺过程依次为进水、曝气、沉淀和排水，曝气过程需投加药剂F以维持系统具有足够的碱度，最终出水中砷和COD浓度可同时达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级B标准。
上述砷化镓晶片生产加工废水砷浓度为20～100mg/L，COD浓度为1000～3000mg/L，SS浓度为500～800mg/L，二氯异氰尿酸钠消毒剂浓度为300～600mg/L；
调节反应池对二氯异氰尿酸钠去除率大于99％；
混凝沉淀池对悬浮物去除率为86～93％，对砷去除率为大于99.5％，对COD的去除率为10～30％(混凝沉淀池处理效率均以原水为基准计算)；SBR池对COD的去除率大于95％。
经过上述过程处理后的出水CODCr≤60mg/L，砷≤0.05mg/L，SS≤20mg/L，色度≤10倍，pH为6～9，均达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级B标准，而且吨水运行费用与目前处理此类废水的主流工艺——化学沉淀除砷工艺相比没有增加。
上述步骤2)中加药为加入药剂C、药剂D和药剂E；
上述药剂A为硫酸亚铁，反应液中亚铁离子浓度为110～160mg/L；药剂B为双氧水，反应液中双氧水浓度为400～600mg/L，双氧水与亚铁离子摩尔比控制(4～8)∶1；药剂C为氯化铁，反应液中最终铁离子浓度为1000～1200mg/L；药剂D为氢氧化钠，调节溶液pH值为6.5～7.0；药剂E为聚丙烯酰胺，絮凝时反应液聚丙烯酰胺浓度为3～4mg/L；药剂F为碳酸钠，为SBR池补充碱度，使出水碱度维持在150mg/L左右。
上述SBR池进水时间1.5h、曝气时间6.5h、沉淀时间1.5h、排水时间2.5h，一个周期为12h，污泥浓度为3000～3500mg/L，污泥停留时间8～12d。
有益效果
本发明的方法可同时去除砷化镓晶片生产加工废水中的砷、二氯异氰尿酸钠和COD等污染物，处理效率高，运行稳定性高。
附图说明
图1是本发明的同时去除砷化镓晶片生产加工废水中砷和COD的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明，但实施例并不限制本发明的保护范围。
实施例
1)来水流量为10m3/h，通过控制最低液位使调节反应池内至少始终保留10m3反应液，(即水力停留时间不少于1h)；定量投加硫酸亚铁和双氧水，使反应液中亚铁离子浓度为150mg/L，过氧化氢浓度为560mg/L，调节反应池中混合反应液pH值在2.7～2.8，正好处于最佳pH反应区间，不需额外pH调节。本单元的主要目的是应用fenton反应以去除原水中的二氯异氰尿酸钠，以及部分去除原水中的COD。
2)将废水从调节反应池用泵提升至混凝沉淀池，进行序批式混凝沉淀反应，工艺过程依次为进水、加氯化铁使最终反应液铁离子浓度为1200mg/L；混凝搅拌10min，然后通过氢氧化钠调节pH值为7.0，投加聚丙烯酰胺使其最终反应液浓度为4mg/L；沉淀15min；排出上清水，出水进入中间池。此单元主要去除废水中绝大部分砷和悬浮物。
3)将废水从中间池用泵提升至SBR池，进行序批式好氧生物处理，过程依次为进水、曝气、沉淀和排水，曝气过程中需投加碳酸钠，投加量为300mg/L，出水碱度为150mg/L。
经上述处理后，最终出水中砷和COD浓度均能达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级B标准。
上述砷化镓晶片生产加工废水砷浓度为45mg/L，COD浓度为1850mg/L，SS浓度为644mg/L，二氯异氰尿酸钠消毒剂浓度为450mg/L；调节反应池出水二氯异氰尿酸钠基本无检出，浓度低于2mg/L；混凝沉淀池出水悬浮物浓度49mg/L，砷浓度为0.12mg/L，COD浓度1512mg/L；SBR池出水砷浓度0.03mg/L，COD浓度52mg/L，SS为15mg/L，色度为5倍，pH为7.2，均达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级B标准，而且吨水运行费用与目前此类废水的主流处理工艺——化学沉淀除砷工艺相接近。
上述SBR池进水时间1.5h、曝气时间6.5h、沉淀时间1.5h、排水时间2.5h，污泥浓度为3500mg/L，污泥停留时间10d。
经过上述方法对砷化镓晶片生产加工废水同时除砷和COD的效果如表1所示。
表1 砷和COD去除效果
Figure BSA00000762316100041
Figure BSA00000762316100051

Claims (8)

1.同时去除砷化镓晶片生产加工废水中砷和COD的处理方法，其特征在于具体步骤为：
1)将砷化镓晶片生产加工废水进入调节反应池中，且在调节反应池中的停留时间在1h以上；投加药剂A和药剂B，使调节反应池中混合反应液pH值为2.5～4；
2)将步骤1)中调节反应池中的废水用泵提升至混凝沉淀池，进行序批式混凝沉淀反应，工艺过程依次为进水、加入药剂C、混凝、加入药剂D调节pH值，再加入药剂E，然后沉淀和出水，最后进入中间池；
3)将步骤2)中中间池中的废水用泵提升至序批式活性污泥池，进行好氧生物处理，工艺过程依次为进水、曝气、沉淀和排水，曝气过程投加药剂F，最终出水中砷和COD浓度可同时达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级B标准。
2.根据权利要求1所述的同时去除砷化镓晶片生产加工废水中砷和COD的处理方法，其特征在于：砷化镓晶片生产加工废水砷浓度为20～100mg/L，COD浓度为1000～3000mg/L，SS浓度为500～800mg/L，二氯异氰尿酸钠消毒剂浓度为300～600mg/L。
3.根据权利要求1所述的同时去除砷化镓晶片生产加工废水中砷和COD的处理方法，其特征在于：药剂A为硫酸亚铁，反应液中亚铁离子浓度为110～160mg/L；药剂B为双氧水，反应液中双氧水浓度为400～600mg/L，双氧水与亚铁离子摩尔比为(4～8)∶1。
4.根据权利要求1所述的同时去除砷化镓晶片生产加工废水中砷和COD的处理方法，其特征在于：药剂C为氯化铁，反应液中最终铁离子浓度为4000～5000mg/L。
5.根据权利要求1所述的同时去除砷化镓晶片生产加工废水中砷和COD的处理方法，其特征在于：药剂D为氢氧化钠，调节溶液pH值为6.5～7.0。
6.根据权利要求1所述的同时去除砷化镓晶片生产加工废水中砷和COD的处理方法，其特征在于：药剂E为聚丙烯酰胺，絮凝时反应液聚丙烯酰胺浓度为3～4mg/L。
7.根据权利要求1所述的同时去除砷化镓晶片生产加工废水中砷和COD的处理方法，其特征在于：药剂F为碳酸钠，使出水碱度为150mg/L。
8.根据权利要求1所述的同时去除砷化镓晶片生产加工废水中砷和COD的处理方法，其特征在于：序批式活性污泥池进水时间1.5h、曝气时间6.5h、沉淀时间1.5h、排水时间2.5h，一个周期为12h，污泥浓度为3000～3500mg/L，污泥停留时间8～12d。
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