公布日：2023.12.01
申請日：2023.10.25
分類號：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/72(2023.01)I;C02F1/52(2023.01)I;C02F1/78(2023.01)I;C02F1/467(2023.01)I;C02F1/00(2023.01)I;C02F3/02(2023.01)I;C02F3/
28(2023.01)I;C02F3/12(2023.01)I;C02F101/30(2006.01)N;C02F103/34(2006.01)N
摘要
本發明公開了一種用于處理太陽能晶硅金剛線切片廢水的方法，其具體包括先采用壓濾及混凝沉淀去除懸浮硅粉后，對該廢水進行強氧化還原反應，進行開環斷鏈作用。再采用強堿進行縮合催化反應，將氧化反應產生的毒性醛基進行縮合，降低廢水毒性。然后采用多級厭氧水解及好氧工藝進行處理。通過強氧化及堿性催化絮凝反應，大幅降低廢水毒性，使其適用于生化處理。通過該組合工藝對高濃度晶體硅金剛線切片廢水處理時，當進水COD濃度在低于30000mg/L時，最終生化出水COD濃度可達到低于500mg/L。
權利要求書
1.一種用于處理太陽能晶硅金剛線切片廢水的方法，其包括以下步驟：1、將廢水經過壓濾處理去除懸浮硅粉；2、采用強氧化工藝對廢水進行強氧化處理；其特征在于：其還包括以下步驟：3、向廢水中添加堿性催化劑進行堿性催化縮合反應；4、對反應后的廢水進行絮凝沉淀處理并分離除去沉淀物和絮凝物；5、對處理后的廢水循環交替進行厭氧水解及好氧曝氣，所述厭氧水解的過程中利用厭氧水解菌將廢水中的大分子有機物分解為小分子有機物，所述好氧曝氣的過程中利用好氧菌對分解得到的所述小分子有機物進行降解。
2.根據權利要求1所述的一種用于處理太陽能晶硅金剛線切片廢水的方法，其特征在于：步驟2中所述強氧化工藝為芬頓氧化工藝、臭氧氧化工藝、電催化氧化工藝中的一種或者多種。
3.根據權利要求2所述的一種用于處理太陽能晶硅金剛線切片廢水的方法，其特征在于：當采用芬頓氧化工藝對廢水進行強氧化處理時，先調節廢水pH3.0-6.0，再投加27%雙氧水，投加量為2.0-20.0g/L，硫酸亞鐵投加量為0.5-5.0g/L，反應溫度10-90℃，反應時間1.0-6.0h；當采用臭氧氧化工藝對廢水進行強氧化處理時，臭氧的投加濃度為30-300mg/L，反應時間20-200分鐘，反應溫度10-50℃。
4.根據權利要求1所述的一種用于處理太陽能晶硅金剛線切片廢水的方法，其特征在于：步驟3中所述堿性催化劑包括堿金屬或堿土金屬的氧化物、氫氧化物、碳酸鹽、有機胺類化合物以及陰離子交換樹脂、固體堿催化劑中的一種或多種組合物，堿性催化縮合反應中，反應溫度為15-95℃，反應時間大于10分鐘，當采用了陰離子交換樹脂、固體堿催化劑以外的催化劑時，溶液體系pH值>9.5，當僅采用陰離子交換樹脂和/或固體堿催化劑時，催化劑的使用不受溶液pH值影響。
5.根據權利要求1所述的一種用于處理太陽能晶硅金剛線切片廢水的方法，其特征在于：步驟3中所述堿性催化劑為氫氧化鈉、碳酸鈉、氫氧化鉀、碳酸鉀、氫氧化鈣中的一種或兩種以上組合物，投加濃度為0.5-5.0g/L。
6.根據權利要求1所述的一種用于處理太陽能晶硅金剛線切片廢水的方法，其特征在于：步驟5中采用厭氧水解池進行厭氧水解，采用好氧曝氣池進行好氧曝氣，先將廢水通入所述厭氧水解池進行厭氧水解后再通入所述好氧曝氣池進行好氧曝氣，好氧曝氣后經過沉淀將好氧曝氣池出水回流至所述厭氧水解池實現循環交替進行厭氧水解及好氧曝氣。
7.根據權利要求6所述的一種用于處理太陽能晶硅金剛線切片廢水的方法，其特征在于：好氧出水內回流至厭氧水解池的流量設計為正常進水流量的50-400%。
8.根據權利要求6所述的一種用于處理太陽能晶硅金剛線切片廢水的方法，其特征在于：所述厭氧水解池包括厭氧濾池、ABR反應器、UASB反應器、IC反應器、EGSB反應器、水解酸化池、微氧水解池中的一種或多種組合使用，其采用的水力攪拌方式包括：布水攪拌、內回流攪拌、潛水攪拌機攪拌、推流攪拌、穿孔曝氣管攪拌中的一種或多種組合使用，厭氧水解工藝單元的水力停留時間為24-96h，反應溫度15-38℃，池內溶解氧低于0.5mg/L；所述好氧曝氣池包括活性污泥曝氣池、AO池、SBR池、MBR曝氣池、接觸氧化池、MBBR池、氧化溝、曝氣生物濾池中的一種或多種組合使用，好氧曝氣池單元的水力停留時間為24-144h，反應溫度15-38℃，池內溶解氧大于1.0mg/L。
9.根據權利要求6-8任一所述的一種用于處理太陽能晶硅金剛線切片廢水的方法，其特征在于：厭氧水解和好氧曝氣時，在厭氧水解池和好氧曝氣池內各投加3.0-30.0g/L的粉末活性炭作為所述厭氧水解菌和所述好氧菌的附著載體，粉末活性炭的粒徑為80-400目。
10.根據權利要求1所述的一種用于處理太陽能晶硅金剛線切片廢水的方法，其特征在于：在收集太陽能晶硅金剛線切片廢水時，將晶硅金剛線切割過程中產生的清洗廢水單獨收集，步驟5中，在進入厭氧水解前，向廢水中混合低溫或者常溫的所述清洗廢水。
發明內容
針對現有技術難以有效處理晶硅金剛線切割產生的廢冷卻液高濃廢水的問題，本發明提供了一種用于處理太陽能晶硅金剛線切片廢水的方法，其運行穩定、成本低、管理穩定且能有效處理高濃度的晶硅金剛線切割冷卻液廢水。
其技術方案是這樣的：一種用于處理太陽能晶硅金剛線切片廢水的方法，其包括以下步驟：1、將廢水經過壓濾處理去除懸浮硅粉；2、采用強氧化工藝對廢水進行強氧化處理；其特征在于：其還包括以下步驟：3、向廢水中添加堿性催化劑進行堿性催化縮合反應；4、對反應后的廢水進行絮凝沉淀處理并分離除去沉淀物和絮凝物；5、對處理后的廢水循環交替進行厭氧水解及好氧曝氣，所述厭氧水解的過程中利用厭氧水解菌將廢水中的大分子有機物分解為小分子有機物，所述好氧曝氣的過程中利用好氧菌對分解得到的所述小分子有機物進行降解。
進一步的，步驟2中所述強氧化工藝為芬頓氧化工藝、臭氧氧化工藝、電催化氧化工藝中的一種或者多種。
更進一步的，當采用芬頓氧化工藝對廢水進行強氧化處理時，先調節廢水pH3.0-6.0，再投加27%雙氧水，投加量為2.0-20.0g/L，硫酸亞鐵投加量為0.5-5.0g/L，反應溫度10-90℃，反應時間1.0-6.0h；當采用臭氧氧化工藝對廢水進行強氧化處理時，臭氧的投加濃度為30-300mg/L，反應時間20-200分鐘，反應溫度10-50℃。
進一步的，步驟3中所述堿性催化劑包括堿金屬或堿土金屬的氧化物、氫氧化物、碳酸鹽、有機胺類化合物以及陰離子交換樹脂、固體堿催化劑中的一種或多種組合物，堿性催化縮合反應中，反應溫度為15-95℃，反應時間大于10分鐘，當采用了陰離子交換樹脂、固體堿催化劑以外的催化劑時，溶液體系pH值>9.5，當僅采用陰離子交換樹脂和/或固體堿催化劑時，催化劑的使用不受溶液pH值影響。
進一步的，步驟3中所述堿性催化劑為氫氧化鈉、碳酸鈉、氫氧化鉀、碳酸鉀、氫氧化鈣中的一種或兩種以上組合物，投加濃度為0.5-5.0g/L。
進一步的，步驟5中采用厭氧水解池進行厭氧水解，采用好氧曝氣池進行好氧曝氣，先將廢水通入所述厭氧水解池進行厭氧水解后再通入所述好氧曝氣池進行好氧曝氣，好氧曝氣后經過沉淀將好氧曝氣池出水回流至所述厭氧水解池實現循環交替進行厭氧水解及好氧曝氣。
更進一步的，好氧出水內回流至厭氧水解池的流量設計為正常進水流量的50-400%。
更進一步的，所述厭氧水解池包括厭氧濾池、ABR反應器、UASB反應器、IC反應器、EGSB反應器、水解酸化池、微氧水解池中的一種或多種組合使用，其采用的水力攪拌方式包括：布水攪拌、內回流攪拌、潛水攪拌機攪拌、推流攪拌、穿孔曝氣管攪拌中的一種或多種組合使用，厭氧水解工藝單元的水力停留時間為24-96h，反應溫度15-38℃，池內溶解氧低于0.5mg/L；所述好氧曝氣池包括活性污泥曝氣池、AO池、SBR池、MBR曝氣池、接觸氧化池、MBBR池、氧化溝、曝氣生物濾池中的一種或多種組合使用，好氧曝氣池單元的水力停留時間為24-144h，反應溫度15-38℃，池內溶解氧大于1.0mg/L。
更進一步的，厭氧水解和好氧曝氣時，在厭氧水解池和好氧曝氣池內各投加3.0-30.0g/L的粉末活性炭作為所述厭氧水解菌和所述好氧菌的附著載體，粉末活性炭的粒徑為80-400目。
進一步的，在收集太陽能晶硅金剛線切片廢水時，將晶硅金剛線切割過程中產生的清洗廢水單獨收集，步驟5中，在進入厭氧水解前，向廢水中混合低溫或者常溫的所述清洗廢水。
本發明的有益效果為：1、通過在強氧化工藝（如芬頓氧化）和厭氧好氧生化工藝中間增加一個堿性催化縮合反應單元，將該廢水強氧化產生的毒性醛類、酮類進行縮合反應，轉為為易降解，無毒性的醛醇縮合物。同時通過堿性高溫反應，將部分難降解大分部析出廢水，再通過絮凝沉淀的方式進行分離。通過堿性催化縮合反應后，廢水顏色由透明無色轉為透明黃色，同時乙醛等特殊刺激性臭味消失。通過該反應后，可以大幅降低廢水對厭氧的抑制作用，提高厭氧處理效率。
2、通過將好氧曝氣池沉淀后的出水回流50%-400%至厭氧水解池前段，將厭氧水解與好氧曝氣形成內循環交替式運行。利用厭氧水解菌將大分子有機物如聚乙二醇PEG-400、聚氧乙烯醚、聚氧丙烯醚分解為乙二醇、乙醛、異丁醛、乙醇等小分子有機物，該類小分子有機物在厭氧中不易降解，同時醛類對厭氧菌具有毒性抑制作用。而乙二醇、乙醛、異丁醛、乙醇等小分子有機物在好氧環境中易于降解。通過厭氧好氧的交替回流，可以充分發揮厭氧水解對大分子具有強水解斷鏈能力，好氧對小分子具有快速降解優勢。同時解除中間產物對厭氧的毒性抑制。通過采用該交替循環工藝，大幅提高常規厭氧水解和好氧對該廢水的處理效果。
3、另外，通過在厭氧水解池和好氧曝氣池內各投加3.0-30.0g/L的粉末活性炭作為特殊菌種附著載體，粉末活性炭的粒徑為80-400目，利用粉末活性炭作為工程菌的附著載體，有利于投加菌種快速附著，防止其流失。
（發明人：紀群;夏冬香;鄭浩;李媛媛）
