CN103755103A

CN103755103A - 一种液晶显示器工业废水深度处理工艺

Info

Publication number: CN103755103A
Application number: CN201410034223.XA
Authority: CN
Inventors: 隋军; 汪传新; 马振强; 李捷; 邱维; 马以勇
Original assignee: Guangzhou Municipal Engineering Design & Research Institute Co Ltd
Current assignee: Guangzhou Municipal Engineering Design & Research Institute Co Ltd
Priority date: 2014-01-24
Filing date: 2014-01-24
Publication date: 2014-04-30
Anticipated expiration: 2034-01-24
Also published as: CN103755103B

Abstract

本发明公开了一种液晶显示器工业废水深度处理工艺，主要包括以下步骤：采用传统的水处理技术对液晶显示器工业废水进行预处理，然后进入水解酸化池改善废水的可生化性，再经过BNR（生物营养盐去除）单元处理后，将上清液导入臭氧高级氧化反应器中，去除废水中低浓度难降解有机物，随后，臭氧高级氧化反应器出水依次序流经BAF（曝气生物滤池）、高效沉淀池、微滤池、消毒池。在以上各部分共同的作用下，促使液晶显示器工业废水中的难降解污染物被分解，达到净化水的目的。本发明的工艺不仅可减少处理、投资成本及占地面积，且能处理传统工艺所不能去除的污染物，将液晶显示器工业废水深度处理，处理后出水水质指标满足《地表水环境质量标准GB3838-2002》的IV类地表水水质要求，实现工业废水的无害化和资源化。

Description

一种液晶显示器工业废水深度处理工艺

技术领域

本发明涉及一种工业废水深度处理工艺，尤其是涉及一种采用物化、生化、臭氧高级氧化及膜法的集成技术，对液晶显示器工业废水进行深度处理的工艺，属于污水处理领域。

背景技术

目前，在工业废水处理方面，低水平处理工艺较多，即将工业废水经过简单处理后，出水满足《污水排入城市下水道水质标准》（CJ343-2010）的要求即可；或者进一步处理后，满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中较低级的排放标准，出水水质要求不是很严格。随着水环境质量的恶化，对排放水的水质提出了越来越严格的要求，尤其是排入水环境质量要求较高的受纳水体时。对于工业废水而言，由于工业类型、生产工艺的不同，其产生的工业废水中的污染物成分复杂、水质水量波动大等，在工业废水的处理过程中，不仅要去除各种有机、无机污染物，还需要对工业废水进行特种污染物质的处理。物化法以其出水水质稳定、可靠，是目前较多采用的工业废水处理方法；但物化法的处理效果完全依赖于所投加的药剂，抗冲击性差、且处理成本高；尤其是当排放水水质要求比较严格时，物化法几乎难以满足要求。因此，开发一套稳定、可靠、节能、高效的工业废水深度处理工艺是当前急需解决的问题。

液晶显示器件、尤其是第8.5代薄膜晶体管液晶显示器件（TFT-LCD）项目属于国家发改委、科技部、商务部2004年4月30日发布的《当前优先发展的高技术产业化重点领域指南》中重点优先发展的电子信息产业类别中第20项“大尺寸薄膜晶体管液晶显示器件（TFT-LCD）”。但是，在该项目的TFT加工工艺、彩色滤光器加工工艺、单元装配工艺和模块装配工艺等生产过程中，使用含有重金属和氟化物的原辅材料，并大量使用有毒有害的有机物作为溶剂或清洗剂，产生大量的高浓度工业废水。液晶显示器工业废水是经初步处理之后的含氟废水、H₂O₂废水、有机废水等各种废水的混合外排水为主的工业废水，其中含有H₂O₂、磷酸盐、氟、铜、丙二醇醚酯、乙醇胺、二乙二醇单甲醚、甲基甲酰胺等各种高浓度难降解有毒有害物质。该类废水污染严重且可生化性很低，经过常规的物化处理也难以满足《污水排入城市下水道水质标准》（CJ343-2010）的要求，若要满足较高排放标准的要求，则需增加物化处理工序，且难以保证能够稳定达到深度处理的要求。根据目前物化、生化、高级氧化和膜集成技术的应用发展现状，在液晶显示器工业废水深度处理上采用物化、生化、高级氧化及膜集成技术是有效的技术解决手段。

目前对于液晶显示器工业废水处理的研究主要集中在经简单处理后排入城市下水道，与城市污水混合进入城市污水处理厂集中处理，这种针对较低排放标准的处理技术已经比较成熟；但是，在液晶显示器工业废水深度处理方面的技术研究及开发还停留在较低水平上，尤其是针对出水排放至地表水IV类水体的处理技术。目前，一些研究机构进行了液晶显示器工业废水深度处理回用方面的技术研究，如“多级混凝沉淀+膜过滤”工艺，其主要是通过投加化学药剂与废水中的污染物形成非溶解性物质，而后通过絮凝沉淀去除颗粒物，达到膜过滤装置进水水质要求；且处理后的出水大多回用于厂区生产线中，水质要求不是很严格。另一方面，这种工艺投药量大、流程长，投资及运行成本高，且膜污染、堵塞、损伤情况较严重，不宜大规模的推广应用。综上原因，目前国内外还没有一种针对液晶显示器工业废水深度处理方面的处理工艺。

总之，液晶显示器工业废水深度处理存在以下难点：

1、液晶显示器各工序排放的综合性工业废水毒性大、污染物种类多、浓度高，处理后出水水质指标难以满足地表水IV类水体水质的要求；

2、液晶显示器工业废水可生化性很低，难以利用传统的污水生物处理方法对该类工业废水进行处理；

3、需综合考虑液晶显示器工业废水中各种污染物的理化特性，结合各种处理工艺的特点，选取经济、高效的深度处理工艺。

发明内容

本发明的目的是设计一种液晶显示器工业废水深度处理工艺，其可实现液晶显示器工业废水的深度处理，且处理后出水水质指标优于地表水IV类的要求。

本发明通过如下技术方案来实现：

一种液晶显示器工业废水深度处理工艺，包括以下处理步骤。

1）预处理，采用传统的水处理技术对液晶显示器工业废水进行预处理，并向废水中添加调节pH值药剂，使之pH值调节至6.5~7.5。

2）水解酸化，将上述预处理后的液晶显示器工业废水导入水解酸化池中，通过池中富集的厌氧微生物及兼氧微生物的作用，将不溶性有机物水解为溶解性有机物，将难生物降解的大分子物质转化为易生物降解的小分子物质的过程，从而改善废水的可生化性。

3）生物营养盐去除，将水解酸化池出水导入BNR（生物营养盐去除）单元，利用其中富集的微生物菌群对废水中的C、N、P进行高效去除，并对该混合液进行泥水分离。

4）臭氧高级氧化反应，经泥水分离后的上清液进入臭氧高级氧化反应器中，去除废水中残留的难降解有机物。

5）曝气生物过滤，臭氧高级氧化反应器出水进入曝气生物滤池（BAF），去除废水中残留的有机物及氨氮，BAF运行一定时间后，使用反冲洗水冲洗截留在滤料表面的污染物和脱落的生物膜，冲洗后的反冲洗水回流至水解酸化池。

6）高效沉淀，经BAF处理后的出水进入高效沉淀池，同时在高效沉淀池的上游进水口处投加混凝剂或氧化剂，对废水中的污染物（SS、COD、TP）进行进一步的深度去除。

7）微滤，将高效沉淀池出水导入微滤池中，去除废水中残留的污染物和胶体，微滤设备运行一定时间后，使用反冲洗水冲洗截留在微滤膜表面的污染物和胶体，冲洗后的反冲洗水回流至水解酸化池。

8）消毒，经上述各单元处理后的出水进入消毒池，经杀菌消毒后的出水达到地表水IV类水体标准的要求。

步骤2）中，处理废水在水解酸化池有效停留时间不低于6h，且池体中可填充填料。

步骤4）中，臭氧高级氧化反应产生的氧气引至步骤3）的BNR单元中供好氧微生物使用。

步骤5）的曝气生物过滤运行一定时间后，使用反冲洗水冲洗截留在滤料表面的污染物和脱落的生物膜，冲洗后的反冲洗水回流至步骤2）的水解酸化池。

步骤7）的微滤运行一定时间后，使用反冲洗水冲洗截留在微滤膜表面的污染物和胶体，冲洗后的反冲洗水回流至步骤2）的水解酸化池。

步骤3）中，BNR单元的泥水分离可以通过设置“沉淀池+微滤池”实现，也可以采用膜过滤形式，其出水水质需满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中一级A指标的要求。

当经步骤5）或步骤6）处理的出水水质已满足排放标准要求时，可直接进入步骤8的消毒池。

本发明有如下突出的实质性特点和显著进步：

1）经过水解酸化处理，利用池中富集的厌氧微生物及兼氧微生物的作用，可以将废水中非溶解性有机物转变为溶解性有机物，将难生物降解的有机物转变为易生物降解的有机物，提高了废水的可生化性；

2）采用低耗高效的生物法，利用富集的微生物菌群降解废水中的污染物；

3）臭氧高级氧化、曝气生物滤池及高效沉淀池的组合，实现对水中残留的污染物进一步生化处理；

4）臭氧高级氧化工艺中的副产物O₂用于生化处理，提高生化单元降解效能的同时，降低了处理能耗；

5）微滤工艺作为消毒出水前的最后一道工序，可以截留前段工艺出水中残留的悬浮物、细菌等；

经本发明处理可获得高品质的液晶显示器工业废水排放水。

附图说明

图1是本发明的工艺流程示意图。

图2为本发明的实施例一设备布置及工艺流程示意图。

图3为本发明的实施例二设备布置及工艺流程示意图。

具体实施方式

实施例一

某LCD项目，其各生产工序产生的各类生产废水在经厂内污水处理站分类处理后，混合排放，本实施例是针对该混合排放水进行处理。

一种液晶显示器工业废水深度处理工艺，包括设备有：细格栅1、水解酸化池2、生物营养盐去除（BNR）单元3、臭氧高级氧化反应器4、曝气生物过滤（BAF）池5、高效沉淀池6、后微滤池7、二氧化氯消毒池8，其中生物营养盐去除（BNR）单元3采用沉淀池+微滤池，即包括厌氧/缺氧1/好氧1/缺氧2/好氧2生化反应池、二沉池和前微滤。

本实施例的废水处理步骤如下：

一种液晶显示器工业废水深度处理工艺，包括以下处理步骤：

1）预处理，采用传统的水处理技术对液晶显示器工业废水进行预处理，预处理后的废水进入细格栅1，并向废水中添加调节pH值药剂，使之pH值调节至6.5~7.5，细格栅1的栅条间隙为3mm，过栅流速0.75m/s。

2）水解酸化，将步骤1）预处理后的液晶显示器工业废水导入水解酸化池2中，通过水解酸化池2中富集的厌氧微生物及兼氧微生物的作用，将不溶性有机物水解为溶解性有机物，将难生物降解的大分子物质转化为易生物降解的小分子物质的过程，从而改善废水的可生化性，废水在水解酸化池2的停留时间8h。

3）生物营养盐去除，将步骤2）中水解酸化池2的出水导入BNR单元3（即生物营养盐去除单元3），该单元包括串联的厌氧→缺氧1→好氧1→缺氧2→好氧2→二沉池→前微滤池，经步骤2）水解酸化处理后的废水分三点进入BNR单元3，三个进水点位分别为厌氧、缺氧1和缺氧2，三点进水水量依次为I1=0.4Q、I2=0.4Q、I3=0.2Q（其中，Q为总处理废水量）；利用其中富集的微生物菌群对废水中的C、N、P进行高效去除，并对该混合液进行泥水分离，废水由前微滤池排出，污泥由二沉池排放或部分回流至厌氧池；

生化反应池中污泥浓度MLSS为4.2g/L，污泥负荷为0.104 kgCODcr/kgMLSS.d，池体总水力停留时间为18.5h（其中，厌氧池1.0h、缺氧1池3.0h、好氧1池4.0h、缺氧2池4.0h、好氧2池6.0h），二沉池至厌氧池的回流量r=0.6Q，缺氧2池至厌氧池的回流量R2=2.9Q，好氧2池至缺氧1池的回流量R3=0.6Q；

二沉池为平流式沉淀池，池体表面负荷为0.9m³/(m²·h)，沉淀时间为2.0h；

前微滤池孔径为10μm，过滤速度为134m³/(m²·h)，前微滤池设备运行一定时间后，使用反冲洗水冲洗截留在微滤膜表面的污染物和胶体，冲洗后的反冲洗水回流至水解酸化池2。

4）臭氧高级氧化反应，经步骤3）泥水分离后的上清液进入臭氧高级氧化反应器4中，去除废水中残留的难降解有机物；臭氧投加浓度为50mg/L、臭氧接触时间为44.5min；臭氧高级氧化反应产生的氧气引至步骤3）的BNR单元中供好氧微生物使用。

5）曝气生物过滤（BAF），步骤4）的臭氧高级氧化反应器4出水进入曝气生物滤池5，去除废水中残留的有机物及氨氮，曝气生物滤池5的填料为烧结岩破碎滤料，滤料粒径2.5~2.9mm，滤层厚度2.9m，采用单孔膜空气扩散器，滤池滤速为3m/h，BOD₅负荷为0.8kg/(m³·d)，空床时间70min，曝气气水比1.5:1，曝气生物滤池5运行一定时间后，使用反冲洗水冲洗截留在滤料表面的污染物和脱落的生物膜，冲洗后的反冲洗水回流至水解酸化池2；滤池运行为自动控制辅助手动控制，反冲洗周期为48小时，反冲洗历时16min。

6）高效沉淀，经步骤5）BAF处理后的出水进入高效沉淀池6，同时在高效沉淀池6的上游进水口处投加PAC=100mg/L、PAM=1.0mg/L，沉淀池表面负荷为40m³/(m²·h)；对废水中的污染物（SS、COD、TP）进行进一步的深度去除。

7）微滤，将高效沉淀池出水导入后微滤池7中，去除废水中残留的污染物和胶体，后微滤池孔径为10μm，过滤速度为200m³/(m²·h)，微滤池7中的微滤设备运行一定时间后，使用反冲洗水冲洗截留在微滤膜表面的污染物和胶体，冲洗后的反冲洗水回流至水解酸化池2。

8）消毒，经上述各单元处理后的出水进入消毒池，经本实施例处理后，处理前、后的主要水质数据见下表（mg/L）：

处理后出水水质满足《地表水环境质量标准 GB3838-2002》的IV类地表水指标的要求。

实施例二

LCD厂区各生产工序产生的废水，经各处理站分类处理后混合排放，利用图3所示流程对该混合排放水进行处理。

一种液晶显示器工业废水深度处理工艺，包括设备有：细格栅1、水解酸化池2、生物营养盐去除（BNR）单元3、臭氧高级氧化反应器4、曝气生物过滤（BAF）池5、高效沉淀池6、微滤池7、二氧化氯消毒池8，其中生物营养盐去除（BNR）单元3采用膜池，即包括厌氧/缺氧1/好氧/缺氧2/膜池。

本实施例的废水处理步骤如下：

3）生物营养盐去除（BNR），将水解酸化池2的出水导入BNR单元3（即生物营养盐去除单元3），该单元包括串联的厌氧→缺氧1→好氧→缺氧2→膜池，经步骤2）水解酸化处理后的混排废水分三点进入BNR单元3，三个进水点位分别为厌氧、缺氧1和缺氧2，三点进水水量依次为I1=0.4Q、I2=0.4Q、I3=0.2Q（其中，Q为总处理废水量）；利用其中富集的微生物菌群对废水中的C、N、P进行高效去除，并对该混合液进行泥水分离，废水由膜池排出，污泥由膜池排放或部分回流至好氧池；

生化反应单元中污泥浓度MLSS为7.0g/L，池体总水力停留时间为15.5h（其中，厌氧池1.5h、缺氧1池4.0h、好氧池5.0h、缺氧2池3.0h、膜池2.0h），膜组件材料为帘式中空纤维膜，膜丝公称孔径为0.4μm，膜通量为17L/(m²·h)，膜池气水比为15:1，膜池至好氧池的回流量为3Q，好氧池至缺氧1池的回流量为2Q，缺氧2池至厌氧池的回流量为2Q。

4）臭氧高级氧化反应，经步骤3）泥水分离后的上清液进入臭氧高级氧化反应器4中，去除废水中残留的难降解有机物；臭氧投加浓度为50mg/L、臭氧接触时间为44.5min，臭氧高级氧化反应产生的氧气引至步骤3）的BNR单元中供好氧微生物使用。

5）曝气生物过滤（BAF），臭氧高级氧化反应器4出水进入曝气生物滤池5，去除废水中残留的有机物及氨氮，曝气生物滤池5的填料为烧结岩破碎滤料，滤料粒径2.5~2.9mm，滤层厚度2.9m，采用单孔膜空气扩散器，滤池滤速为3m/h，BOD₅负荷为0.8kg/(m³·d)，空床时间70min，曝气气水比1.5:1，BAF运行一定时间后，使用反冲洗水冲洗截留在滤料表面的污染物和脱落的生物膜，冲洗后的反冲洗水回流至水解酸化池2；滤池运行为自动控制辅助手动控制，反冲洗周期为48小时，反冲洗历时16min。

6）高效沉淀，经BAF处理后的出水进入高效沉淀池6，同时在高效沉淀池6的上游进水口处投加PAC=100mg/L、PAM=1.0mg/L，沉淀池表面负荷为40m³/(m²·h)；对废水中的污染物（SS、COD、TP）进行进一步的深度去除。

7）微滤，将高效沉淀池出水导入后微滤池7中，去除废水中残留的污染物和胶体，后微滤池孔径为10μm，过滤速度为200m³/(m²·h)，微滤设备运行一定时间后，使用反冲洗水冲洗截留在微滤膜表面的污染物和胶体，冲洗后的反冲洗水回流至水解酸化池2。

8）消毒，经上述各单元处理后的出水进入消毒池，经图3所示流程中各单元处理后，处理前、后的主要水质数据见下表（mg/L）：

Claims

1.一种液晶显示器工业废水深度处理工艺，其特征在于包括以下处理步骤：

1）预处理，采用传统的水处理技术对液晶显示器工业废水进行预处理，并向废水中添加调节pH值药剂，使之pH值调节至6.5~7.5；

2）水解酸化，将经步骤1）预处理后的液晶显示器工业废水导入水解酸化池中，通过水解酸化池中富集的厌氧微生物及兼氧微生物的作用，将不溶性有机物水解为溶解性有机物，将难生物降解的大分子物质转化为易生物降解的小分子物质，从而改善废水的可生化性；

3）生物营养盐去除，将步骤2）中水解酸化池出水导入BNR单元，利用其中富集的微生物菌群对废水中的C、N、P进行高效去除，并对该混合液进行泥水分离；

4）臭氧高级氧化反应，经步骤3）泥水分离后的上清液进入臭氧高级氧化反应器中，去除废水中残留的难降解有机物；

5）曝气生物过滤，步骤4）中臭氧高级氧化反应器出水进入曝气生物滤池，去除废水中残留的有机物及氨氮；

6）高效沉淀，经步骤5）曝气生物过滤处理后的出水进入高效沉淀池，同时在高效沉淀池的上游进水口处投加混凝剂或氧化剂，对废水中的污染物（SS、COD、TP）进行进一步的深度去除；

7）微滤，将步骤6）的高效沉淀池出水导入微滤池中，去除废水中残留的污染物和胶体；

8）消毒，经步骤1）至7）处理后的出水进入消毒池，经杀菌消毒后的出水达到地表水IV类水体标准的要求；

步骤2）中，处理废水在水解酸化池有效停留时间不低于6h；

步骤4）中，臭氧高级氧化反应产生的氧气引至步骤3）的BNR单元中供好氧微生物使用；

步骤5）的曝气生物过滤运行一定时间后，使用反冲洗水冲洗截留在滤料表面的污染物和脱落的生物膜，冲洗后的反冲洗水回流至步骤2）的水解酸化池；

2.根据权利要求1所述液晶显示器工业废水深度处理工艺，其特征在于：所述步骤3）中，BNR单元的泥水分离通过设置沉淀池+微滤池来实现，该单元包括串联的厌氧→缺氧1→好氧1→缺氧2→好氧2→二沉池→前微滤池。

3.根据权利要求1所述液晶显示器工业废水深度处理工艺，其特征在于：所述步骤3）中，BNR单元的泥水分离采用膜过滤形式来实现，该单元包括串联的厌氧→缺氧1→好氧→缺氧2→膜池。

4.根据权利要求1或2或3所述液晶显示器工业废水深度处理工艺，其特征在于：当经步骤5）或步骤6）处理的出水水质已满足排放标准要求时，可直接进入步骤8）的消毒池。