CN112159033A - 一种光伏废水深度处理系统及应用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光伏废水深度处理系统及应用方法，包括废水处理单元和废水回用单元；所述废水处理单元由依次连接的均质调节池，混凝气浮池、沉淀除硅池、复合式两段AO生物池、二沉池、污泥泵房、粉碳吸附混凝沉淀池、V型滤池构成；所述废水回用单元由超滤模块和反渗透模块构成；所述废水处理单元通过卧式离心泵与所述废水回用单元连接，该系统在进一步去除污水中的污染物的同时，提供企业工艺用水水源，主要解决水资源短缺地区光伏行业发展受限问题。

Description

一种光伏废水深度处理系统及应用方法

技术领域

本发明涉及特种工业废水深度处理及回用领域，具体涉及一种光伏废水深度处理系统及应用方法。

背景技术

在全球化石能源日近枯竭的严峻形式下，光伏发电技术不断进步，产业化技术基本成熟，世界各国陆续出台了一系列推动光伏行业发展的法规和政策，未来相当长的一段时期内光伏行业将进入高速发展期。

光伏行业同时也是一个高耗水、高污染行业，在我国大多数水资源短缺和水环境恶化的地区属于限制性发展行业，光伏废水深度处理和回用技术从提高水资源承载力的角度解决了制约光伏行业发展的瓶颈问题。

光伏废水主要来自其生产工艺的切割、研磨、精磨、抛光等工序，其水质具有高氟、高盐、高硅、高氮、PH低的特点，企业处理至达到电池工业排放标准的过程中又使用了大量的氯化钙和氢氧化钙，造成污水中氯离子和钙离子浓度特别高。企业排水虽然达到了行业排放标准，污水中的常规污染物浓度不高，但离子性指标中的硅、钙、氟成为制约深度处理和回用的关键因素，普遍遇到了下游污水处理设施不愿意接收的困局。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明提供一种光伏废水深度处理及回用系统该系统在进一步去除污水中的污染物的同时，提供企业工艺用水水源，主要解决水资源短缺地区光伏行业发展受限问题。

本发明采用如下技术方案实施：

一种光伏废水深度处理系统，包括废水处理单元和废水回用单元；

--所述废水处理单元由依次连接的均质调节池，混凝气浮池、沉淀除硅池、复合式两段AO生物池、二沉池、污泥泵房、粉碳吸附混凝沉淀池、V型滤池构成；

--所述废水回用单元由超滤模块和反渗透模块构成；所述废水处理单元通过卧式离心泵与所述废水回用单元连接。

还包括浓盐水除氟单元。

还包括污泥深度脱水单元，所述污泥深度脱水单元由污泥泵房和污泥深度脱水模块构成。所述的混凝气浮池通过投加盐酸将PH调至5-6，投加絮凝剂和助凝剂，通过气浮作用去除污水中的大量单质硅和胶体硅。

所述的沉淀除硅池通过投加氧化钙将PH调节至10-11，投加絮凝剂和助凝剂，形成硅酸钙沉淀，从而去除污水中大量的硅酸根，末端通过投加盐酸将PH回调至9以下后进入后续生物池。

所述的复合式两段AO生物池通过投加填料形成泥膜共生系统强化了高盐环境下生物处理能力，通过在后置缺氧段投加碳源强化了系统的脱氮能力。

所述的粉碳吸附混凝沉淀池通过投加粉末活性炭吸附去除污水中的部分难降解COD，降低后续反渗透系统的清洗频次；粉碳投加量与去除COD的比值按照5：1考虑。

所述的超滤模块采用外压式中空纤维膜组件；所述的反渗透模块通过投加高硅阻垢剂，降低反渗透表面的结垢倾向。

本发明还提供一种废水深度处理及回用系统的污水处理方法，包括如下步骤：

所述均质调节池中污水在自吸泵的抽送下排入混凝气浮池，

所述混凝气浮池通过投加盐酸将PH调至5-6，投加絮凝剂和助凝剂后采用气浮原理去除污水中的胶体硅和单质硅；之后通过重力流管道进入沉淀除硅池，

所述沉淀除硅池投加氧化钙将PH调至10-11，硅酸根与钙离子形成硅酸钙沉淀，沉淀污泥通过转子泵送至污泥深度脱水系统，产水通过投加盐酸将PH调至9以下后进入复合式两段AO生物池；

所述生物池中污水去除大部分有机物和氮素以后重力流进入二沉池，经过泥水分离后，沉淀污泥进入污泥泵房，通过污泥泵回流至生物池前端，上清液重力流进入后续粉碳吸附混凝沉淀模块；

所述粉碳吸附混凝沉淀模块投加粉末活性炭与污水充分混合，然后投加混凝剂和助凝剂，最后进入沉淀池泥水分离，沉淀污泥通过转子泵送至污泥深度脱水单元，上清液重力流进入后续V型滤池；

所述V型滤池内污水进一步去除悬浮物和部分有机物后，通过加压泵提升至超滤模块；

所述超滤模块产水经高压泵加压后进入反渗透模块；

所述反渗透模块产水经水泵送至企业作为工艺用水，反渗透模块产生的浓盐水重力流进入后续浓盐水除氟单元；在除氟单元内，通过投加絮凝剂和助凝剂除氟处理后经水泵加压，通过专管送至下游污水厂稀释并继续处理；

混凝气浮池、沉淀除硅池、污泥泵房和浓水除氟单元产生的污泥经污泥泵送至污泥深度脱水单元，经深度脱水后外运。

有益效果

1、本发明针对光伏废水高硅、高硬、高盐、高氟的特点，将混凝气浮和沉淀除硅作为第一个处理环节，分别去除污水中的胶体硅、单质硅和硅酸根，避免其对后续生物处理、深度处理和双膜系统的影响；采用复合式两级AO生物处理池强化高盐环境下生物处理去除有机物和脱氮效果；采用粉碳吸附混凝沉淀池去除部分难降解有机物；采用双膜系统去除污水中的盐分，产水作为企业的工艺用水；浓盐水经过除氟处理后排入下游污水处理厂稀释和继续处理后外排，充分利用下游污水处理设施的稀释和处理能力，大大降低了浓盐水的处理成本。除氟系统采用了先浓缩后除氟的整体治理思路，减少了药剂投加量，降低了处理成本。

2、本发明采用混凝气浮和沉淀除硅去除了污水中以单质粉末、胶体和硅酸根形态存在的大量的硅，保障后续处理系统的稳定运行；采用复合式两段AO生物池提高了高盐环境下去除有机物和脱氮能力；采用浓缩后的浓盐水除氟单元，提高了除氟效果、降低了药剂投加量；采用浓盐水通过专管排入下游污水处理厂，充分利用下游污水处理厂的稀释和生物处理功能，最大程度的降低了浓盐水处理成本，有效削弱了盐分对受纳水体的影响。

附图说明

图1为本发明一种光伏废水深度处理及回用系统的工艺流程图。

其中，附图标记具体说明如下：均质调节池1、混凝气浮池2、沉淀除硅池3、复合式两段AO生物池4、二沉池5、粉碳吸附混凝沉淀池6、V型滤池7、超滤模块8、反渗透模块9、浓盐水除氟模块10、污泥泵房11、污泥深度脱水单元11。

具体实施方式：

本发明公开了一种光伏废水深度处理及回用系统，主要用于光伏企业排水达到《电池工业污染物排放标准》(GB30484-2013)后继续处理和回用领域。主要包括依次连接的均质调节池、混凝气浮池、沉淀除硅池、复合式两段AO生物池、二沉池、污泥泵房、粉碳吸附混凝沉淀池、V型滤池、超滤模块和反渗透模块；反渗透模块产水回用于企业生产用水，产生的浓水经除氟处理后通过专用管道排到下游污水处理厂稀释和继续处理后排入收纳水体；气浮池、除硅池以及二沉池产生的污泥经深度脱水后外运处置。

本发明采用混凝气浮池和沉淀除硅池去除了污水中以单质粉末、胶体和硅酸盐形态存在的硅，保障后续处理系统的稳定运行；采用复合式两段AO生物池提高了高盐环境下去除有机物和脱氮能力；采用浓缩后的浓盐水除氟单元，提高了除氟效果、降低了药剂投加量；采用浓盐水通过专管排入下游污水处理厂，充分利用下游污水处理厂的稀释和生物处理功能，最大程度的降低了浓盐水处理成本，有效削弱了盐分对受纳水体的影响。

如图1所示，一种光伏废水深度处理及回用系统，包括废水处理单元和废水回用单元；

--所述废水处理单元由依次连接的均质调节池1，混凝气浮池2、沉淀除硅池3、复合式两段AO生物池4、二沉池5、粉碳吸附混凝沉淀池6、V型滤池7构成；

--所述废水回用单元由超滤模块8和反渗透模块9构成；所述废水处理单元通过卧式离心泵与所述废水回用单元连接。其中：

所述的均质调节池1与混凝气浮池2之间设有自吸泵，所述的混凝气浮池1、沉淀除硅池3、复合式两段AO生物池4、二沉池5之间通过重力流管道连接，所述的二沉池5底部通过排泥管道与污泥泵房11连接、二沉池5出水通过自吸泵与粉碳吸附混凝沉淀池6连接，所述的粉碳吸附混凝沉淀池6与V型滤池7通过重力流管道连接，V型滤池7与超滤模块8之间设有卧式离心泵，超滤模块8与反渗透9之间设有高压泵。所述的反渗透9产水通过增压泵回用于厂区生产用水，浓盐水重力流进入除氟单元10后，通过自吸泵采用专管排入下游污水处理处理厂稀释并继续处理后排入受纳水体。混凝气浮池2、沉淀除硅池3以及污泥泵房11产生的污泥通过水泵压力流送至污泥深度脱水单元，脱水后外运处置。

(1)作为优选的技术方案：所述的混凝气浮池通过投加盐酸将PH调至5-6，投加絮凝剂和助凝剂，通过气浮作用去除污水中的大量单质硅和胶体硅。

(2)作为优选的技术方案：所述的沉淀除硅池通过投加氧化钙将PH调节10-11，投加絮凝剂和助凝剂，形成硅酸钙沉淀，从而去除污水中大量的硅酸根，末端通过投加盐酸将PH回调至9以下后进入后续生物处理系统。

(3)作为优选的技术方案：所述的复合式两段AO生物池通过投加填料形成泥膜共生系统强化了高盐环境下生物处理能力，通过在后置缺氧段投加碳源强化了系统的脱氮能力。

(4)作为优选的技术方案：所述的粉碳吸附混凝沉淀池通过投加粉末活性炭吸附去除污水中的部分难降解COD，降低后续反渗透系统的清洗频次，延长其使用寿命，同时削弱浓盐水中的难降解COD对下游污水处理厂的影响。粉碳投加量与去除COD的比值按照5：1考虑。

(5)作为优选的技术方案：所述的超滤模块采用外压式中空纤维膜组件。

(6)作为优选的技术方案：所述的反渗透模块通过投加专用的高硅阻垢剂，尽可能降低反渗透表面的结垢倾向，减少清洗频次，延长使用寿命。

(5)作为优选的技术方案：所述的浓水除氟单元采用了先浓缩后处理的解决方案，提高了氟化物和钙离子的浓度，降低了处理难度。通过投加大量的强电解质作为絮凝剂，加速了阻垢剂失效，强化了氟化钙的沉淀效果。

本发明的处理工艺如下：厂区污水通过压力流排入均质调节池1；在自吸泵的抽送下排入混凝气浮池2，先通过投加盐酸将PH调至5-6，投加絮凝剂和助凝剂后采用气浮原理去除污水中的胶体硅和单质硅；之后通过重力流管道进入沉淀除硅池3，先投加氧化钙将PH调至10-11，硅酸根与钙离子形成硅酸钙沉淀，沉淀污泥通过转子泵送至污泥深度脱水系统12，产水通过投加盐酸将PH调至9以下后进入复合式两段AO生物池4；生物池中去除大部分有机物和氮素以后重力流进入二沉池5，经过泥水分离后，沉淀污泥进入污泥泵房11，通过污泥泵回流至生物池4前端，上清液重力流进入后续粉碳吸附混凝沉淀池6；首先投加粉末活性炭与污水充分混合，然后投加混凝剂和助凝剂，最后进入沉淀池泥水分离，沉淀污泥通过转子泵送至污泥深度脱水单元12，上清液重力流进入后续V型滤池7。污水在V型滤池7内进一步去除悬浮物和部分有机物后，通过加压泵提升至超滤模块8,；超滤模块8产水经高压泵加压后进入反渗透模块9。反渗透模块9产水经水泵送至企业作为工艺用水，反渗透系统9产生的浓盐水重力流进入后续浓盐水除氟单元10。在除氟单元10内，通过投加絮凝剂和助凝剂除氟处理后经水泵加压，通过专管送至下游污水厂稀释并继续处理。混凝气浮池2、沉淀除硅池3、污泥泵房11和浓水除氟系统12产生的污泥经污泥泵送至污泥深度脱水单元12，经深度脱水后外运。

以上应用了具体个例对本发明进行了阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所述技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以作出若干简单推演、变形或替换。

Claims (9)

1.一种光伏废水深度处理系统，包括废水处理单元和废水回用单元；其特征在于：

--所述废水处理单元由依次连接的均质调节池，混凝气浮池、沉淀除硅池、复合式两段AO生物池、二沉池、粉碳吸附混凝沉淀池、V型滤池构成；

--所述废水回用单元由超滤模块和反渗透模块构成；所述废水处理单元通过卧式离心泵与所述废水回用单元连接。

2.如权利要求1所述的一种光伏废水深度处理系统，其特征在于：还包括浓盐水除氟单元。

3.如权利要求2述的一种光伏废水深度处理系统，其特征在于：污泥外运单元，所述污泥外运单元由污泥泵房和污泥深度脱水模块构成。

4.如权利要求1所述的一种光伏废水深度处理系统，其特征在于，所述的混凝气浮池通过投加盐酸将PH调至5-6，投加絮凝剂和助凝剂，通过气浮作用去除污水中的大量单质硅和胶体硅。

5.如权利要求1所述的一种光伏废水深度处理系统，其特征在于，所述的沉淀除硅池通过投加氧化钙将PH调节10-11，投加絮凝剂和助凝剂，形成硅酸钙沉淀，从而去除污水中大量的溶解性硅，末端通过投加盐酸将PH回调至9以下后进入后续生物池。

6.如权利要求1所述的一种光伏废水深度处理系统，其特征在于，所述的复合式两段AO生物池通过投加填料形成泥膜共生系统强化了高盐环境下生物处理能力，通过在后置缺氧段投加碳源强化了系统的脱氮能力。

7.如权利要求1所述的一种光伏废水深度处理系统，其特征在于，所述的粉碳吸附混凝沉淀池通过投加粉末活性炭吸附去除污水中的部分难降解COD，降低后续反渗透系统的清洗频次；粉碳投加量与去除COD的比值按照5：1考虑。

8.如权利要求1所述的一种光伏废水深度处理系统，其特征在于：所述的超滤模块采用外压式中空纤维膜组件；所述的反渗透模块通过投加高硅阻垢剂，降低反渗透表面的结垢倾向。

9.采用如权利要求3所述的一种废水深度处理系统的方法，其特征在于：

所述均质调节池中的污水在自吸泵的抽送下排入混凝气浮池，

所述混凝气浮池通过投加盐酸将PH调至5-6，投加絮凝剂和助凝剂后采用气浮原理去除污水中的胶体硅和单质硅；之后通过重力流管道进入沉淀除硅池，

所述沉淀除硅池投加氧化钙将PH调至10-11，硅酸根与钙离子形成硅酸钙沉淀，沉淀污泥通过转子泵送至污泥深度脱水系统，产水通过投加盐酸将PH调至9以下后进入复合式两段AO生物池；

所述生物池中去除大部分有机物和氮素以后重力流进入二沉池，经过泥水分离后，沉淀污泥进入污泥泵房，通过污泥泵回流至生物池前端，上清液重力流进入后续粉碳吸附混凝沉淀模块；

所述粉碳吸附混凝沉淀模块投加粉末活性炭与污水充分混合，然后投加混凝剂和助凝剂，最后进入沉淀池泥水分离，沉淀污泥通过转子泵送至污泥深度脱水单元，上清液重力流进入后续V型滤池；

所述V型滤池内污水经进一步去除悬浮物和部分有机物后，通过加压泵提升至超滤模块；

所述超滤模块产水经高压泵加压后进入反渗透模块；

所述反渗透模块产水经水泵送至企业作为工艺用水，反渗透模块产生的浓盐水重力流进入后续浓盐水除氟单元；在除氟单元内，通过投加絮凝剂和助凝剂除氟处理后经水泵加压，通过专管送至下游污水厂稀释并继续处理；

混凝气浮池、沉淀除硅池、污泥泵房和浓水除氟单元产生的污泥经污泥泵送至污泥深度脱水单元，经深度脱水后外运。

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