CN108002658A - 一种单晶硅电池制造产生的异丙醇污水处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单晶硅电池制造产生的异丙醇污水处理系统，包括浓异丙醇碱废液储罐、含氟稀异丙醇废水储池、第一提升泵、第二提升泵、第一pH调节池、第二pH调节池、第一浮除初沉池、第二浮除初沉池、厌氧池、除氟絮凝沉淀装置、水解酸化池、活性污泥池、二沉池、清水排放池、刮吸泥机、污泥泵站。本发明将在单晶硅电池生产中制绒阶段使用异丙醇后产生的浓异丙醇碱废液与含氟稀异丙醇废水进行综合处理，经过各自的预处理，合流进行生物处理，并将同时进行生物处理后的出水和活性污泥进行充分多方面回用，提高废物回用率，大大减少废弃液与废弃物的排放。

Description

一种单晶硅电池制造产生的异丙醇污水处理系统

技术领域

本发明涉及太阳能污水处理领域，特别涉及一种单晶硅电池制造产生的异丙醇污水处理系统。

背景技术

由于其安全、少污染、可循环和资源无限的优良属性，太阳能成为人类发展所必由的清洁能源，与其他能源的可获得性相比，优势十分明显，中国的光伏行业从2004开始飞速发展，目前太阳能电池产量已连续多年世界第一，光伏发电市场也逐渐起步，初具规模，行业整体蒸蒸日上。但是太阳能电池生产过程本身会产生多种多样成分复杂的废气废水废渣，若不能及时有效地进行处理会对外部环境产生严重的污染，不符合太阳能“清洁产品”的自身形象。

单晶硅电池片是将单晶硅片依次通过清洗、制绒、扩散、刻蚀、等离子化学气相沉积、丝网印刷等工序制得。其中制绒工序是利用不同晶向的单晶硅在碱性溶液中腐蚀速率不同的原理，使清洗干净的单晶硅片在碱性溶液中腐蚀出类似金字塔不规格排列的绒面结构，降低单晶硅电池的表面反射率，提高短路电流，最终提高电池的光电转换效率。碱腐蚀硅时，伴随腐蚀的进行硅片表面会有气泡产生，气泡的尺寸与溶液粘度、溶液表面张力有关，气泡的直径、密度和腐蚀反应的速率限定了硅片表面织构的几何特征。在腐蚀溶液中加入异丙醇一可以改善硅与溶液的润湿程度，起到表面活性剂的作用，二可以调节气泡的大小和数量，起到消泡的作用，三可以调节反应生成物硅酸钠在腐蚀溶液中的浓度，调节对硅片的腐蚀力度，起到调节溶液的粘滞特性的作用。因此在制绒工序后会产生浓异丙醇碱废液，紧随制绒的化学清洗常用氢氟酸，清洗后会产生含氟稀异丙醇废水，含有不同浓度的这两种异丙醇有机废水一直是单晶硅电池生产中废水处理的重要部分与治理难点。

发明内容

本发明的目的是提供一种单晶硅电池制造产生的异丙醇污水处理系统，采用生物处理法综合治理浓异丙醇碱废液与含氟稀异丙醇废水，充分利用各处理环节的出水和出泥，提高废物回用率，将废弃液与废弃物的排放降至最低。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种单晶硅电池制造产生的异丙醇污水处理系统，包括浓异丙醇碱废液储罐、含氟稀异丙醇废水储池、第一提升泵、第二提升泵、第一pH调节池、第二pH调节池、第一浮除初沉池、第二浮除初沉池、厌氧池、除氟絮凝沉淀装置、水解酸化池、活性污泥池、二沉池、清水排放池；所述浓异丙醇碱废液储罐、第一提升泵、第一pH调节池、第一浮除初沉池、厌氧池依次管道串联，所述含氟稀异丙醇废水储池、第二提升泵、第二pH调节池、第二浮除初沉池、除氟絮凝沉淀装置依次管道串联，所述水解酸化池、活性污泥池、二沉池、清水排放池依次管道串联，所述厌氧池、所述除氟絮凝沉淀装置通过各自的管道与所述水解酸化池连接。

作为优选，所述二沉池与所述清水排放池之间设有用于将所述二沉池的出水泵回至所述厌氧池和水解酸化池的第三提升泵。

作为优选，所述二沉池底部设有独立的下污泥接口，所述下污泥接口上管道连接有污泥泵站，所述污泥泵站用于将所述二沉池收集的部分活性污泥分别泵回至所述厌氧池、水解酸化池、活性污泥池中。

作为优选，所述污泥泵站上设有流量分配阀，用于控制各泵至所述厌氧池、水解酸化池、活性污泥池的回流污泥的流量。

作为优选，所述除氟絮凝沉淀装置包括依次串联的除氟反应池、混凝反应池、絮凝池，所述除氟反应池与第二浮除初沉池管道连接，所述絮凝池与所述水解酸化池管道连接。

作为优选，所述絮凝池底部设有独立的污泥卸口，所述污泥卸口上管道连接有将所述絮凝池沉淀的污泥泵回至所述除氟反应池的第四提升泵。

作为优选，所述第一pH调节池、第二pH调节池、除氟反应池、混凝反应池、絮凝池中均固设有搅拌机，所述厌氧池、水解酸化池、活性污泥池、二沉池中均固设有曝气机。

作为优选，所述絮凝池、二沉池底部均设有刮吸泥机，所述刮吸泥机以及所述污泥泵站通过各自的管道与污泥脱水机独立连接。

作为优选，所述二沉池底部设有独立的下污泥接口，所述下污泥接口与所述污泥泵站管道连接。

作为优选，所述污泥脱水机上设有压滤液出口，所述压滤液出口上管道连接有用于将所述污泥脱水机压滤出的压滤液泵回所述厌氧池的第五提升泵。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

一种单晶硅电池制造产生的异丙醇污水处理系统，将在制绒阶段使用异丙醇后产生的浓异丙醇碱废液与含氟稀异丙醇废水进行综合处理，浓异丙醇碱废液经过pH值调节、浮除初沉、厌氧处理，含氟稀异丙醇废水经过pH值调节、浮除初沉、除氟处理之后进行合流，在水解酸化池中进行进一步的水解、酸化，随后在活性污泥池进一步降解，继而在二沉池中对已降解的污水进行最后的沉淀，完成废水的主体处理；在清洁处理浓异丙醇碱废液和含氟稀异丙醇废水的同时，将生物处理后的出水和活性污泥进行充分回用，大大减少废弃液与废弃物的排放；在尾料处理中将多余的经过处理后符合排放标准的无机废弃液与无机废弃物收集处理后排放至外部环境中。

附图说明

图1为根据本发明实施例的单晶硅电池制造产生的异丙醇污水处理系统的一种优选结构的示意图。

具体实施方式

下面结合附图以及优选的方案对本发明做进一步详细的说明。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

实施例：如图1所示，一种单晶硅电池制造产生的异丙醇污水处理系统，包括浓异丙醇碱废液储罐10、含氟稀异丙醇废水储池20、第一提升泵11、第二提升泵21、第一pH调节池12、第二pH调节池22、第一浮除初沉池13、第二浮除初沉池23、厌氧池14、除氟絮凝沉淀装置24、水解酸化池3、活性污泥池4、二沉池5、清水排放池6；所述浓异丙醇碱废液储罐10、第一提升泵11、第一pH调节池12、第一浮除初沉池13、厌氧池14依次管道串联，所述含氟稀异丙醇废水储池20、第二提升泵21、第二pH调节池22、第二浮除初沉池23、除氟絮凝沉淀装置24依次管道串联，所述水解酸化池3、活性污泥池4、二沉池5、清水排放池6依次管道串联，所述厌氧池14、所述除氟絮凝沉淀装置24通过各自的管道与所述水解酸化池3连接。

串联设置的浓异丙醇碱废液储罐10、第一提升泵11、第一pH调节池12、第一浮除初沉池13为浓异丙醇碱废液的预处理环节，对浓异丙醇碱废液进行中和反应，调整废液的pH值，并除去残存的油脂、浮渣和泥砂；同样串联设置的含氟稀异丙醇废水储池20、第二提升泵21、第二pH调节池22、第二浮除初沉池23为含氟稀异丙醇废水的第一预处理环节，同样对含氟稀异丙醇废水进行中和反应，调整废水的pH值，除去残存的油脂、浮渣和泥砂，为下一步处理做准备。

厌氧池14管道连接第一浮除初沉池13和水解酸化池3，作为浓异丙醇碱废液的第一道生物处理，利用厌氧菌对浓异丙醇碱废液进行厌氧处理，使大部分难溶的异丙醇转变为可溶有机物，大幅降低异丙醇的浓度，去除大量的COD，提高污水的可生化性，为进一步处理做好准备。

所述除氟絮凝沉淀装置24作为含氟稀异丙醇废水进行生物处理之前重要的除氟装置，完成第二预处理环节，包括依次串联的除氟反应池241、混凝反应池242、絮凝池243，所述除氟反应池241与第二浮除初沉池23管道连接，所述絮凝池243与所述水解酸化池3管道连接。在除氟反应池241中进行初步处理，使用过量钙盐，使废水中的氟离子形成易于沉淀的盐微粒，并进一步调节废水的pH值；在混凝池中对废水做进一步处理，使用混凝剂使盐微粒混凝成颗粒较大的悬浮沉淀；最后在絮凝池使用絮凝剂，使氟盐聚合成块，沉淀在絮凝池底部。所述絮凝池243底部设有独立的污泥卸口244，所述污泥卸口244上管道连接有将所述絮凝池243沉淀的污泥泵回至所述除氟反应池241的第四提升泵245，絮凝池243沉淀的污泥中具有成块的氟盐，使用第四提升泵245将其泵回除氟反应池241作为晶种，利于晶核的形成，增加晶核数量，有利于后续沉淀的形成，最大限度的去除氟离子，同时沉淀中含有大量未利用的钙盐，回用污泥可充分利用钙盐，减少钙盐使用量。

串联设置的水解酸化池3、活性污泥池4和二沉池5作为主生物处理环节，经过厌氧处理的浓异丙醇碱废液与经过除氟处理的含氟稀异丙醇废水合流至水解酸化池3中，进行进一步的水解、酸化，将非溶性的异丙醇全部转变为易生物降解的有机物，提高废水的可生化性；活性污泥池将已转变为易降解有机物的废水进行好氧降解，形成污泥状絮凝物；二沉池对已降解的污水进行泥水分离，污泥浓缩。

所述二沉池5与所述清水排放池6之间设有用于将所述二沉池5的出水泵回至所述厌氧池14和水解酸化池3的第三提升泵7。在处理清洁处理浓异丙醇碱废液和含氟稀异丙醇废水的同时，将生物处理后的出水回流至厌氧池14和水解酸化池3，用于稀释进水浓度，降低冲击负荷，并降低厌氧池进水的含盐量。所述厌氧池14与所述活性污泥池4上均设有生活废水接口。用于接入生活废水，提高厌氧池14与活性污泥池4中营养物的含量，进一步稀释含盐量，保证系统稳定运行。

所述二沉池5底部设有独立的下污泥接口51，所述下污泥接口51上管道连接有污泥泵站8，所述污泥泵站8用于将所述二沉池5收集的部分活性污泥分别泵回至所述厌氧池14、水解酸化池3、活性污泥池4中；所述污泥泵站8上设有流量分配阀81，用于控制各泵至所述厌氧池14、水解酸化池3、活性污泥池4的回流污泥的流量。将生物处理后的活性污泥通过下污泥接口51由污泥泵站8接收，依设定比例将活性污泥分别回流至厌氧池14、水解酸化池3和活性污泥池4，提高了上述处理池中活性污泥的浓度，强化生物处理的能力。处理出水和活性污泥的多工序回用，充分利用了本应排放的废弃物，大大减少了废弃液与废弃物的排放。

所述第一pH调节池12、第二pH调节池22、除氟反应池241、混凝反应池242、絮凝池243中均固设有搅拌机91，所述厌氧池14、水解酸化池3、活性污泥池4、二沉池5中均固设有曝气机92。搅拌机91的曝气效率较低，适合要求较低的预处理中，而曝气机92的曝气效率更高，更适合在要求较高的厌氧池14、水解酸化池3、活性污泥池4和二沉池5中使用，从而既经济又有效的保证了第一pH调节池12、第二pH调节池22、除氟反应池241、混凝反应池242、絮凝池243中添加剂的均匀，均匀翻动厌氧池14、水解酸化池3、活性污泥池4、二沉池5中的活性污泥层，增强生物活性，增加微生物与污水的接触面积，促进处理效果。

所述絮凝池243、二沉池5底部均设有刮吸泥机93，所述刮吸泥机93以及所述污泥泵站8通过各自的管道与污泥脱水机94独立连接。絮凝池243中多余的污泥以及二沉池5中多余的污泥通过刮吸泥机93刮除，直接输送至污泥脱水机94内进行污泥脱水处理。所述污泥脱水机94上设有压滤液出口941，所述压滤液出口941上管道连接有用于将所述污泥脱水机94压滤出的压滤液泵回所述厌氧池14的第五提升泵141，污泥脱水处理后的压滤液通过第五提升泵141泵回厌氧池14，用于补充厌氧池水分，降低含盐浓度，提高厌氧处理效果。而经过压滤后的污泥经过干燥后外运至外部环境中，经二沉池5回用仍然有余的上层清液经清水排放池6暂存后排放至外部环境中。

Claims (9)

1.一种单晶硅电池制造产生的异丙醇污水处理系统，其特征在于，包括浓异丙醇碱废液储罐（10）、含氟稀异丙醇废水储池（20）、第一提升泵（11）、第二提升泵（21）、第一pH调节池（12）、第二pH调节池（22）、第一浮除初沉池（13）、第二浮除初沉池（23）、厌氧池（14）、除氟絮凝沉淀装置（24）、水解酸化池（3）、活性污泥池（4）、二沉池（5）、清水排放池（6）；所述浓异丙醇碱废液储罐（10）、第一提升泵（11）、第一pH调节池（12）、第一浮除初沉池（13）、厌氧池（14）依次管道串联，所述含氟稀异丙醇废水储池（20）、第二提升泵（21）、第二pH调节池（22）、第二浮除初沉池（23）、除氟絮凝沉淀装置（24）依次管道串联，所述水解酸化池（3）、活性污泥池（4）、二沉池（5）、清水排放池（6）依次管道串联，所述厌氧池（14）、所述除氟絮凝沉淀装置（24）通过各自的管道与所述水解酸化池（3）连接。

2.根据权利要求1所述的一种单晶硅电池制造产生的异丙醇污水处理系统，其特征在于：所述二沉池（5）与所述清水排放池（6）之间设有用于将所述二沉池（5）的出水泵回至所述厌氧池（14）和水解酸化池（3）的第三提升泵（7）。

3.根据权利要求1所述的一种单晶硅电池制造产生的异丙醇污水处理系统，其特征在于：所述二沉池（5）底部设有独立的下污泥接口（51），所述下污泥接口（51）上管道连接有污泥泵站（8），所述污泥泵站（8）用于将所述二沉池（5）收集的部分活性污泥分别泵回至所述厌氧池（14）、水解酸化池（3）、活性污泥池（4）中。

4.根据权利要求3所述的一种单晶硅电池制造产生的异丙醇污水处理系统，其特征在于：所述污泥泵站（8）上设有流量分配阀（81），用于控制各泵至所述厌氧池（14）、水解酸化池（3）、活性污泥池（4）的回流污泥的流量。

5.根据权利要求3所述的一种单晶硅电池制造产生的异丙醇污水处理系统，其特征在于：所述除氟絮凝沉淀装置（24）包括依次串联的除氟反应池（241）、混凝反应池（242）、絮凝池（243），所述除氟反应池（241）与第二浮除初沉池（23）管道连接，所述絮凝池（243）与所述水解酸化池（3）管道连接。

6.根据权利要求5所述的一种单晶硅电池制造产生的异丙醇污水处理系统，其特征在于：所述絮凝池（243）底部设有独立的污泥卸口（244），所述污泥卸口（244）上管道连接有将所述絮凝池（243）沉淀的污泥泵回至所述除氟反应池（241）的第四提升泵（245）。

7.根据权利要求5所述的一种单晶硅电池制造产生的异丙醇污水处理系统，其特征在于：所述第一pH调节池（12）、第二pH调节池（22）、除氟反应池（241）、混凝反应池（242）、絮凝池（243）中均固设有搅拌机（91），所述厌氧池（14）、水解酸化池（3）、活性污泥池（4）、二沉池（5）中均固设有曝气机（92）。

8.根据权利要求5所述的一种单晶硅电池制造产生的异丙醇污水处理系统，其特征在于：所述絮凝池（243）、二沉池（5）底部均设有刮吸泥机（93），所述刮吸泥机（93）以及所述污泥泵站（8）通过各自的管道与污泥脱水机（94）独立连接。

9.根据权利要求8所述的一种单晶硅电池制造产生的异丙醇污水处理系统，所述污泥脱水机（94）上设有压滤液出口（941），所述压滤液出口（941）上管道连接有用于将所述污泥脱水机（94）压滤出的压滤液泵回所述厌氧池（14）的第五提升泵（141）。