CN105417842A - 高浓度难降解液晶电子工业废水的深度处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开高浓度难降解液晶电子工业废水的深度处理方法：a)无机废水进入第一物化反应池调节PH，加氯化钙，进入絮凝池，加混凝剂和絮凝剂，进入第一高效澄清器；有机废水进入第二物化反应池调节PH，加混凝剂和絮凝剂，进入第二高效澄清器；b)将第一、第二高效澄清器中的废水排入水解酸化厌氧池中混合、处理，然后经过缺氧池和好氧池处理；c)废水进入膜生物反应池中处理；d)废水进入活性炭过滤器，出水杀菌，加阻垢剂和还原剂，调节PH后排入精密过滤器；e)废水进入RO反渗透膜分离装置处理形成中水。本发明将废水经过处理形成中水进行回用或达标排放；对废水适应性强，经济性好，处理成本较低，占地面积少，便于工程应用及推广。
Description
技术领域
本发明涉及液晶电子工业废水深度处理技术领域，尤其涉及一种高浓度难降解液晶电子工业废水的深度处理方法。
背景技术
液晶电子工业行业是重污染行业，其生产工艺过程复杂，涉及到种类繁多的化学品，各工序产生的工艺废水、废液种类比较多，污水成分复杂，液晶电子废水包括无机废水和有机废水，无机废水中的主要污染物为氟化物、重金属铜离子、磷酸盐等，有机废水中的主要污染物为有机氮、有机硫、高分子等难生物降解物质，还含有一定浓度的季铵盐、TMAH(四甲基氢氧化铵)等对微生物有强烈抑制作用或优良杀菌性能的物质，其COD(化学需氧量)、氨氮和总氮浓度高，pH波动范围大。
目前针对液晶电子废水深度处理技术有化学混凝沉淀法、生物接触氧化法、离子交换吸附法、膜分离法、臭氧活性炭法等，随着国家新环保法出台，对企业排放废水水质的要求越来越高，为了减少污染物排放总量，节约水资源，终端出水要求回用，回用水质要达到《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)Ⅳ类水标准，企业按照原有的常规处理工艺，难以达到高标准中水回用标准，急需开发出技术上可行，经济上高效组合的深度处理工艺。
因此，有必要提供一种新的废水处理方法来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够将液晶电子废水转换成达标的中水的高浓度难降解液晶电子工业废水的深度处理方法。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
一种高浓度难降解液晶电子工业废水的深度处理方法，包括以下步骤：
a)收集无机废水，将无机废水送入无机调节池，无机调节池调节出水量，无机调节池的出水进入第一物化反应池，加入强酸或者强碱调节PH值，将调节好的PH值记为第一PH值，加入氯化钙，第一物化反应池的出水进入絮凝池，加入混凝剂和絮凝剂，使无机废水中的重金属离子及重金属化合物发生化学反应沉淀；絮凝池的出水进入第一高效澄清器进行泥水分离，去除沉淀后的氟化物、重金属离子及重金属化合物；
收集有机废水，将有机废水送入有机调节池，有机调节池调节出水量，有机调节池的出水进入第二物化反应池，加入强酸或者强碱调节PH值，将调节好的PH值记为第二PH值，加入混凝剂和絮凝剂，第二物化反应池的出水进入第二高效澄清器进行泥水分离；
b)将所述第一高效澄清器和所述第二高效澄清器的出水排入水解酸化厌氧池中混合，所述水解酸化厌氧池中设有悬挂式塑料生物填料，经过水解酸化厌氧生物处理工艺，将废水中难降解的有机大分子转化为易降解的有机小分子，出水经过好氧池和缺氧池处理后去除有机物、总氮、氨氮；
c)将去除有机物、总氮和氨氮后的废水排入膜生物反应池中处理；
d)将膜生物反应池的出水排入活性炭过滤器，进行过滤和反冲洗处理，出水经过紫外线杀菌消毒，加入阻垢剂和还原剂，调节PH值后排入精密过滤器中进行过滤；
e)将精密过滤器的出水排入RO反渗透膜分离装置处理，形成中水。
优选的，步骤a)中所述第一PH值为8.5，所述第二PH值为8，所述混凝剂包括聚合氯化铝，所述絮凝剂包括聚丙烯酰胺，所述强碱包括氢氧化钠，所述强酸包括硫酸。
优选的，步骤b)中所述水解酸化厌氧池内设有用于使所述膜生物反应池内的污泥回流的水下潜水搅拌机。
优选的，步骤b)中所述好氧池包括一级好氧池和二级好氧池，所述缺氧池包括一级缺氧池和二级缺氧池，所述水解酸化厌氧池的出水依次经过所述一级缺氧池、一级好氧池、二级缺氧池和二级好氧池进行处理；一级缺氧池水力停留时间为7小时，一级缺氧池中的反硝化负荷为0.02kgNO3-N/kgMLVSS.d,污泥浓度为4500mg/L；一级好氧池水力停留时间为15小时，污泥负荷为0.194kgBOD5/kgMLSS.d，污泥浓度为5500mg/L，气水比为23:1；二级缺氧池水力停留时间为4.8小时，反硝化负荷为0.02kgNO3-N/kgMLVSS.d，污泥浓度为4500mg/L；二级好氧池水力停留时间为12小时，污泥负荷为0.06kgBOD5/kgMLSS.d，污泥浓度为6500mg/L，污泥龄为35d(天)，气水比为10:1。
优选的，步骤c)中所述膜生物反应池内设有膜体，所述膜体包括中空纤维PVDF膜，所述中空纤维PVDF膜的膜孔径为0.1微米，平均膜通量为18.3LMH，所述膜生物反应池中的活性污泥浓度为6000-12000mg/L,溶解氧为2mg/L，所述膜生物反应池的污泥浓度为8000mg/L，污泥回流比为400％，混合液回流比为200％。
优选的，步骤d)中所述活性炭过滤器底层设置石英砂垫层和反冲洗装置，所述活性炭过滤器内部还设有活性炭，所述活性炭为煤质炭或椰壳炭；所述精密过滤器的过滤孔径为5微米。
优选的，步骤e)中所述RO反渗透膜分离装置包括反渗透膜，所述反渗透膜的膜通量不大于18LMH。
与现有技术相比，本发明高浓度难降解液晶电子工业废水的深度处理方法的有益效果在于：本发明将废水经过化学沉淀、水解酸化厌氧处理、二级缺氧好氧生化处理、膜生物反应处理、RO膜反渗透处理高效组合，使废水形成中水进行回用或达标排放；本发明对废水适应性强，经济性好，处理成本较低，占地面积少，便于工程应用及推广。
附图说明
图1为本发明高浓度难降解液晶电子工业废水的深度处理方法的处理步骤图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进一步进行描述。
请参阅图1所示，本发明提供一种高浓度难降解液晶电子工业废水的深度处理方法，包括以下步骤：
a)收集无机废水，将无机废水送入无机调节池，无机调节池调节出水量，无机调节池的出水进入第一物化反应池，加入强酸或者强碱调节PH值，将调节好的PH值记为第一PH值，加入氯化钙，第一物化反应池的出水进入絮凝池，加入混凝剂和絮凝剂，使无机废水中的重金属离子及重金属化合物发生化学反应沉淀；絮凝池的出水进入第一高效澄清器进行泥水分离，去除沉淀后的氟化物、重金属离子及重金属化合物；
收集有机废水，将有机废水送入有机调节池，有机调节池调节出水量，有机调节池的出水进入第二物化反应池，加入强酸或者强碱调节PH值，将调节好的PH值记为第二PH值，加入混凝剂和絮凝剂，第二物化反应池的出水进入第二高效澄清器进行泥水分离；
b)将所述第一高效澄清器和所述第二高效澄清器的出水排入水解酸化厌氧池中混合，所述水解酸化厌氧池中设有悬挂式塑料生物填料，经过水解酸化厌氧生物处理工艺，将废水中难降解的有机大分子转化为易降解的有机小分子，提高废水生化性，出水经过好氧池和缺氧池处理后去除有机物、总氮、氨氮；
c)将去除有机物、总氮和氨氮后的废水排入膜生物反应池中处理；
d)将膜生物反应池的出水排入活性炭过滤器，进行过滤和反冲洗处理，出水经过紫外线杀菌消毒，加入阻垢剂和还原剂，调节PH值后排入精密过滤器中进行过滤；
e)将精密过滤器的出水排入RO反渗透膜分离装置处理，形成中水，中水直接回收利用或者经过次氯酸钠消毒后使用。
在步骤a)中，所述第一PH值为8.5，所述第二PH值为8，所述混凝剂包括聚合氯化铝，所述絮凝剂包括聚丙烯酰胺，所述强碱包括氢氧化钠，所述强酸包括硫酸。所述重金属离子及重金属化合物包括氟化物、铜离子和磷酸盐，无机废水经过第一高效澄清器处理后出水水质指标为：PH值控制为7.5，氟化物浓度≤10mg/L，铜浓度≤1mg/L，总磷浓度≤1mg/L。有机废水经过第二高效澄清器处理后出水水质的PH控制为7.5。
其中，无机废水与氯化钙、混凝剂和絮凝剂的化学反应原理如下：
2HF+CaCl2→CaF2(S)+2HCl(pH＞8)
CaF2(S)+混凝剂→CaF2(絮体)
CaF2(絮体)+絮凝剂→CaF2(大絮体)
Cu2++2OH-→Cu(OH)2(pH＞8)
在具体应用时，所述第一PH值和第二PH值可以在合理的误差范围内波动，所述混凝剂和絮凝剂也可以采用其它具有混凝和絮凝作用的物质替换聚合氯化铝和聚丙烯酰胺。
在步骤b)中，所述悬挂式塑料生物填料有抗老化能力，填料的比表面积≥200m2/m3，填充率20％，其亲水性良好，具有抗紫外线、抗老化能力，使用寿命长，无毒、适于微生物挂膜生长。所述水解酸化厌氧池水力停留时间为8小时，水解厌氧池负荷为0.8kgBOD/m3.d，污泥浓度为3500mg/L。废水经过膜生物反应池处理后，BOD/COD(生化需氧量/化学需氧量)从0.15提高至0.3。
所述水解酸化厌氧池内设有用于使所述膜生物反应池内的污泥回流的水下潜水搅拌机，其污泥回流比为30％，其能够使好氧池中的剩余活性污泥回流，从而保证水解酸化厌氧池中的生物浓度，确保水解酸化厌氧生物处理工艺发挥较好的效果。
步骤b)中所述好氧池中的DO(溶氧量)为2mg/L，好氧池包括一级好氧池和二级好氧池，所述缺氧池中的DO小于0.5mg/L,缺氧池包括一级缺氧池和二级缺氧池，所述水解酸化厌氧池的出水依次经过所述一级缺氧池、一级好氧池、二级缺氧池和二级好氧池进行处理；一级缺氧池水力停留时间为7小时，一级缺氧池中的反硝化负荷为0.02kgNO3-N/kgMLVSS.d,污泥浓度为4500mg/L；一级好氧池水力停留时间为15小时，污泥负荷为0.194kgBOD5/kgMLSS.d，污泥浓度为5500mg/L，气水比为23:1；二级缺氧池水力停留时间为4.8小时，反硝化负荷为0.02kgNO3-N/kgMLVSS.d，污泥浓度为4500mg/L；二级好氧池水力停留时间为12小时，污泥负荷为0.06kgBOD5/kgMLSS.d，污泥浓度为6500mg/L，污泥龄为35天，气水比为10:1。
在本实施例中，可在所述一级缺氧池和二级缺氧池中加入乙酸钠和磷酸补充碳和磷，在所述一级好氧池和二级好氧池中加入碳酸钠增加废水的碱度。
在缺氧池中，回流污泥中的反硝化菌利用原污水中的有机物作为碳源，将回流混合液中的大量硝态氮还原成N2，从而达到脱氮的目的。然后进入后续的好氧池，进行有机物的生物氧化、有机氮的氨化和氨氮的硝化等生物反应，二级好氧池后设膜生物反应池，膜生物反应池中的部分污泥回流至一级缺氧池，以提供充足的微生物。同时，还将好氧池内的混合液回流至缺氧池，以保证缺氧池内有足够的硝酸盐。这种处理方式的优点是：处理负荷特别大，CODcr、BOD5、N、P去除率高，并具有污泥量少，不发生污泥膨胀。
在步骤c)中，所述膜生物反应池内设有膜体，所述膜体包括中空纤维PVDF膜，所述中空纤维PVDF膜的膜孔径为0.1微米，平均膜通量为18.3LMH，所述膜生物反应池中的活性污泥浓度为6000-12000mg/L,溶解氧为2mg/L，所述膜生物反应池的污泥浓度为8000mg/L，污泥回流比为400％，混合液回流比为200％。废水经过膜生物反应池处理后出水水质指标为：PH为7.46，COD≤45mg/L，SS(悬浮物)≤4mg/L，氨氮≤0.6mg/L，总氮≤4.5mg/L，总磷≤0.1mg/L，氟化物≤3.2mg/L，铜≤0.1mg/L。
所述膜生物反应池能够把生物处理工艺所依赖的微生物从生物培养液(混合液)中分离出来，微生物得以在膜生物反应池内高浓度地保留下来，同时保证出水中基本上不含微生物和其他悬浮物。由于膜组件可以进行高效的固液分离，克服了传统工艺中出水水质不够稳定、污泥容易膨胀等不足，从而具有下列优点：
①高效地进行固液分离，抗冲击负荷能力强，出水水质优质稳定，可以完全去除SS，对细菌和病毒也有很好的截留效果，出水可直接回用；
②由于膜的高效截留作用，可使微生物完全截留在膜生物反应池内，实现反应器水力停留时间(HRT)和污泥龄(SRT)的完全分离，使运行控制更加灵活稳定；
③膜生物反应池内能维持高浓度的微生物量，可高达6000-12000mg/L以上，处理装置容积负荷高，占地面积可减少到传统活性污泥法的1/3到1/5；
④有利于增殖缓慢的微生物如硝化细菌的截留和生长，系统硝化效率得以提高，也可增长一些难降解有机物在系统中的水力停留时间，有效地将分解难降解有机物的微生物滞留在膜生物反应池内，有利于难降解有机物降解效率的提高；
⑤膜生物反应池在低污泥负荷下运行，剩余污泥产量低，降低了污泥处理费用；
⑥膜生物反应池可滤除细菌、病毒等有害物质，可节省加药消毒所带来的长期运行费用。
在步骤e)中，所述RO反渗透膜分离装置包括反渗透膜，所述反渗透膜采用聚酰胺复合膜，所述反渗透膜的反渗透回收率≥70％，脱盐率≥95％，所述反渗透膜的膜通量不大于18LMH，经过所述RO反渗透膜分离装置处理后形成中水，中水可通过次氯酸钠消毒，出水水质指标为：pH为6.92，COD≤3mg/L，氨氮≤0.03mg/L，总氮≤0.35mg/L，总磷≤0.01mg/L，氟化物≤0.108mg/L，铜≤0.02mg/L，余氯≤0.3mg/L，优于《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)Ⅲ类水。
在步骤d)中，所述活性炭过滤器底层设置石英砂垫层和反冲洗装置，所述活性炭过滤器内部还设有活性炭，所述活性炭为煤质炭或椰壳炭，能够过滤水中的游离物、微生物、部分重金属离子，并能有效降低水的色度，起到吸附作用，加装活性炭过滤器可以保护反渗透膜，降低RO反渗透膜分离装置的运行成本；所述精密过滤器采用熔喷PP滤芯，过滤孔径为5微米，其对反渗透膜也起到保护作用。
以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种高浓度难降解液晶电子工业废水的深度处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
a)收集无机废水，将无机废水送入无机调节池，无机调节池调节出水量，无机调节池的出水进入第一物化反应池，加入强酸或者强碱调节PH值，将调节好的PH值记为第一PH值，加入氯化钙，第一物化反应池的出水进入絮凝池，加入混凝剂和絮凝剂，使无机废水中的重金属离子及重金属化合物发生化学反应沉淀；絮凝池的出水进入第一高效澄清器进行泥水分离，去除沉淀后的氟化物、重金属离子及重金属化合物；
收集有机废水，将有机废水送入有机调节池，有机调节池调节出水量，有机调节池的出水进入第二物化反应池，加入强酸或者强碱调节PH值，将调节好的PH值记为第二PH值，加入混凝剂和絮凝剂，第二物化反应池的出水进入第二高效澄清器进行泥水分离；
b)将所述第一高效澄清器和所述第二高效澄清器的出水排入水解酸化厌氧池中混合，所述水解酸化厌氧池中设有悬挂式塑料生物填料，经过水解酸化厌氧生物处理工艺，将废水中难降解的有机大分子转化为易降解的有机小分子，出水经过好氧池和缺氧池处理后去除有机物、总氮、氨氮；
c)将去除有机物、总氮和氨氮后的废水排入膜生物反应池中处理；
d)将膜生物反应池的出水排入活性炭过滤器，进行过滤和反冲洗处理，出水经过紫外线杀菌消毒，加入阻垢剂和还原剂，调节PH值后排入精密过滤器中进行过滤；
e)将精密过滤器的出水排入RO反渗透膜分离装置处理，形成中水。
2.如权利要求1所述的高浓度难降解液晶电子工业废水的深度处理方法，其特征在于：步骤a)中所述第一PH值为8.5，所述第二PH值为8，所述混凝剂包括聚合氯化铝，所述絮凝剂包括聚丙烯酰胺，所述强碱包括氢氧化钠，所述强酸包括硫酸。
3.如权利要求1所述的高浓度难降解液晶电子工业废水的深度处理方法，其特征在于：步骤b)中所述水解酸化厌氧池内设有用于使所述膜生物反应池内的污泥回流的水下潜水搅拌机。
4.如权利要求1所述的高浓度难降解液晶电子工业废水的深度处理方法，其特征在于：步骤b)中所述好氧池包括一级好氧池和二级好氧池，所述缺氧池包括一级缺氧池和二级缺氧池，所述水解酸化厌氧池的出水依次经过所述一级缺氧池、一级好氧池、二级缺氧池和二级好氧池进行处理；一级缺氧池水力停留时间为7小时，一级缺氧池中的反硝化负荷为0.02kgNO3-N/kgMLVSS.d,污泥浓度为4500mg/L；一级好氧池水力停留时间为15小时，污泥负荷为0.194kgBOD5/kgMLSS.d，污泥浓度为5500mg/L，气水比为23:1；二级缺氧池水力停留时间为4.8小时，反硝化负荷为0.02kgNO3-N/kgMLVSS.d，污泥浓度为4500mg/L；二级好氧池水力停留时间为12小时，污泥负荷为0.06kgBOD5/kgMLSS.d，污泥浓度为6500mg/L，污泥龄为35天，气水比为10:1。
5.如权利要求3所述的高浓度难降解液晶电子工业废水的深度处理方法，其特征在于：步骤c)中所述膜生物反应池内设有膜体，所述膜体包括中空纤维PVDF膜，所述中空纤维PVDF膜的膜孔径为0.1微米，平均膜通量为18.3LMH，所述膜生物反应池中的活性污泥浓度为6000-12000mg/L,溶解氧为2mg/L，所述膜生物反应池的污泥浓度为8000mg/L，污泥回流比为400％，混合液回流比为200％。
6.如权利要求1所述的高浓度难降解液晶电子工业废水的深度处理方法，其特征在于：步骤d)中所述活性炭过滤器底层设置石英砂垫层和反冲洗装置，所述活性炭过滤器内部还设有活性炭，所述活性炭为煤质炭或椰壳炭；所述精密过滤器的过滤孔径为5微米。
7.如权利要求1所述的高浓度难降解液晶电子工业废水的深度处理方法，其特征在于：步骤e)中所述RO反渗透膜分离装置包括反渗透膜，所述反渗透膜的膜通量不大于18LMH。
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