一种光伏废水深度处理工艺及处理系统的制作方法

本发明属于工业废水处理，具体涉及一种光伏废水深度处理工艺及处理系统，其能够将光伏废水处理达到再生回用标准。

背景技术：

1、作为绿色能源，太阳能光伏能源近年来得到了迅速的发展。但是，目前光伏电池生产过程中仍存在较为严重的污染，尤其是水污染物的排放不可忽视。光伏企业的废水主要来自于单晶硅及多晶硅生产线中的制绒和清洗工段，会用到以氢氟酸为主且含硝酸、盐酸的混合酸作为蚀刻剂和清洗剂，导致排放的生产废水主要由大量的酸性废液、碱性废液、高浓度含氟废液、高浓度含氮废液等无机污染物组成，同时废水中还含有难降解的聚乙二醇等有机污染物。

2、目前，光伏生产企业内部一般自建有废水预处理系统，对各类废水按照各自特点进行分类预处理与ph值调节处理，通过预处理去除废水中的固体悬浮物、消除废水酸碱腐蚀性、降低废水的cod含量，使得废水的ph值及固体悬浮物含量和cod值等指标达到《电池工业污染物排放标准》的处理要求，具体如表1所示。从表1可知，废水经预处理系统后，虽然达到了《电池工业污染物排放标准》的要求，但仍含有大量难降解有机物、高浓度氟化物等物质，若直接排入城镇污水厂处理，将显著提高城镇污水的cod、含盐量、氯化物、钙离子和硫酸根离子，降低污水厂出水cod的达标可靠性，提高废水的结垢倾向。

3、表1电池工业污染物排放标准

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5、因此，非常有必要在光伏产业园单独建设废水集中处理设施，对园区内各光伏生产企业预处理后的废水统一收集并集中二次处理，使得废水能够被再生回用。然而，废水集中设施在实施中至少存在以下待解决问题：

6、（1）废水种类多、水质情况复杂。产业园区各股生产废水统一收集，存在进水水质不稳定问题，进入污水站的氟化物和总氮浓度波动较大，导致物化除氟加药量变化大、生化脱氮系统冲击负荷较大，废水处理工艺不易控制。

7、（2）废水处理效果不稳定。由于光伏废水中的污染物质种类繁多、含量不均，因此采用单一的处理技术很难达到理想的处理效果。在实际运行过程中，往往需要采用多种不同技术的组合来处理废水，这不仅增加了设备投资成本和处理难度，而且也容易导致处理效果不稳定。

8、（3）出水难稳定达标。污水经过处理若达到《地表水环境质量标准》（gb3838-2002）“准iv类”排放标准（表2）或其他回用标准较为困难，该标准对各污染物去除率要求高，传统一级和二级处理满足不了出水要求，需要三级深度强化处理，氟化物、cod、总氮、悬浮物为光伏废水深度处理的重点对象。

9、表2 《地表水环境质量标准》“准iv类”排放标准

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11、（4）废水处理成本高。除氟是光伏废水需要重点解决的问题之一，其处理成本占光伏废水处理成本的50%左右，选择合理的除氟工艺是降低运行成本的关键问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明旨在提供一种适用于光伏产业生产废水的深度处理工艺及系统，以实现光伏产业生产废水的再生回用。

2、本发明的技术方案具体如下：

3、本发明第一方面提供了一种光伏废水深度处理工艺，具体为：将废水依次经过均质调节池、混凝气浮池、除硬沉淀池、反硝化生物滤池1（即dn生物滤池1）、曝气生物滤池1（即cn生物滤池1）、反硝化生物滤池2（即dn生物滤池2）、除氟沉淀池、臭氧氧化池、曝气生物滤池2（即cn生物滤池2）、转盘过滤池以及消毒池处理，曝气生物滤池1的部分出水回流至dn生物滤池1；

4、初始废水中的污染物包括：cod 70-150 mg/l，ss 20-140 mg/l，氨氮 5-30 mg/l，总氮20-40 mg/l，tp 0.5-2 mg/l，氟化物 3-8 mg/l。

5、通过本发明工艺，消毒池出水可以达到《地表水环境质量标准》“准iv类”排放标准，且氟化物含量小于2 mg/l，该标准满足《流域水污染物综合排放标准》（db37/3416.1-2018）。

6、优选地，在上述光伏废水深度处理工艺中，均质调节池中设有曝气装置且其利用压缩空气进行曝气搅拌，在均衡水质、水量的同时，能够对含有还原性物质的废水进行预氧化。在本发明一些具体实施例中，通过在池底设置穿孔曝气管实现。

7、优选地，在上述光伏废水深度处理工艺中，混凝气浮池依次包括混合区、絮凝区和气浮区，通过液碱调节混合区废水ph至9-10.5后投加聚合氯化铝（pac），絮凝区投加聚丙烯酰胺（pam），且气浮区设有溶气汽浮装置。

8、更为优选地，在混凝气浮池中，混合区的停留时间为2-4 min，絮凝区的停留时间为15-20 min，溶气回流比为10-20%，pac投加量为200-300 mg/l，pam投加量为1-2 mg/l，且碱液为氢氧化钠溶液。

9、优选地，在上述光伏废水深度处理工艺中，除硬沉淀池依次包括混合区、絮凝区和沉淀区，混合区投加na2co3和pac，絮凝区投加pam。更为优选地，在除硬沉淀池中，混合物的停留时间为2-4 min，絮凝区的停留时间为15-20 min，碳酸钠投加量为400-600 mg/l，pac投加量为200-300 mg/l，pam投加量为1-2 mg/l。

10、优选地，在上述光伏废水深度处理工艺中，dn生物滤池1、cn生物滤池1、dn生物滤池2和cn生物滤池2中均设有承托层和滤池滤料层；其中，

11、dn生物滤池1的滤速为6-8 m/h，no3-n去除负荷为0.8-1.0 kg no3-n/(m3·d)，投加适量乙酸钠作为碳源；cn生物滤池1的滤速为2.5-5 m/h，硝化负荷为0.4-0.6 kg nh3-n/(m3·d)；

12、dn生物滤池2的滤速为2.5-5 m/h，no3-n去除负荷为0.2-0.4 kg no3-n/(m3·d)；cn生物滤池2的滤速为2.5-5 m/h，硝化负荷为0.2-0.4 kg nh3-n/(m3·d)。

13、在本发明的一些实施例中，滤池滤料层采用粒径3-6 mm的改性火山岩，承托层为鹅卵石承托层，其下层粒径为φ16-32 mm且上层粒径为φ8-16 mm。

14、优选地，在上述光伏废水深度处理工艺中，除氟沉淀池包含混合区、吸附区、中和区、絮凝区和沉淀区，且各区域通过池体分隔；于混合区投加有铝铁硅复合盐，吸附区不添加药剂以便于铝铁硅复合盐充分发挥吸附作用和离子交换作用，中和区投加naoh调节ph至10-11，絮凝区投加pam，沉淀区用于沉淀各类悬浮物。本工艺采用铝铁硅复合盐除氟，铝铁硅复合盐在水中形成胶体颗粒对氟离子强吸附，而且铝铁硅复合盐中部分铝以聚羟阳离子形态存在，其部分oh-能够与f-产生离子交换最后得到al13fn(oh)m，同时铝铁硅复合盐不影响cn生物滤池2的正常运行，不会造成滤料堵塞。

15、更为优选地，在除氟沉淀池中，混合区停留时间为2-4 min，吸附区停留时间为15-20 min，中和区停留时间为5-10 min，絮凝区停留时间为5-10 min，沉淀区的表面负荷为4-6 m3/(m2·h)，铝铁硅复合盐投加量为1000-1200 mg/l。

16、优选地，在上述光伏废水深度处理工艺中，除氟沉淀池的出水进入臭氧氧化池与臭氧充分接触，以去除生物难降解的cod并提高废水的可生化性，其中臭氧氧化池接触反应时间为30-60 min，臭氧投加量为10-20 mg/l。

17、优选地，在上述光伏废水深度处理工艺中，dn生物滤池1、cn生物滤池1、dn生物滤池2和cn生物滤池2均配套设置有鼓风机，用于为各生物滤池提供空气冲洗，同时为cn生物滤池1和cn生物滤池2提供生物曝气。

18、优选地，在上述光伏废水深度处理工艺中，还设置有污泥浓缩池以及与其连接的污泥脱水系统。混凝气浮沉淀池、除硬沉淀池和除氟沉淀池的污泥排入污泥浓缩池，各生物滤池的反洗排水经过收集提升后也进入污泥浓缩池。

19、更为优选地，污泥脱水系统包括污泥调理单元和污泥脱水单元，其中污泥调理单元所用调理剂包括石灰和铁盐（如聚合氯化铁），污泥脱水单元可采用板框脱水机压滤压榨脱水。

20、本发明第二方面提供了一种光伏废水深度处理系统，用于通过上述工艺实现对光伏废水的深度处理，其以两级物化处理+两级生化处理为主体单元，具体包括依次连接的均质调节池、混凝气浮池、除硬沉淀池、反硝化生物滤池1、曝气生物滤池1、反硝化生物滤池2、除氟沉淀池、臭氧氧化池、曝气生物滤池2、转盘过滤池以及消毒池，且曝气生物滤池1与反硝化生物滤池1之间设有回流装置。

21、优选地，在上述光伏废水深度处理系统中，还可以包括污泥污泥浓缩池和污泥脱水系统。

22、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

23、（1）本发明提供的光伏废水深度处理工艺以两级物化+两级生化处理为主体单元，其中生化采用多段反硝化生物滤池和曝气生物滤池取代传统的活性污泥池，具有抗负荷冲击能力强，系统运行稳定，总氮去除率高，出水水质更高，占地面积更小的特点。

24、（2）由于初始废水中氟含量较低，采用常规钙盐很难有效且经济地除氟，故本发明采用铝铁硅复合盐进行深度除氟，同时基于光伏废水特点对除氟沉淀池进行设计，在除氟的同时达到同步去除悬浮物和总磷的作用，减少设备单体数量，有利于降低总投资和运行成本。

25、（3）在dn生物滤池2和cn生物滤池2之间依次设置除氟沉淀池和臭氧氧化池，该组合能够有效保证出水水质和处理效果的稳定性，而且也更为经济。其原理包括： dn生物滤池2出水经过臭氧氧化，可以将水中可生化性差的大分子难降解有机物降解为小分子有机物，提高水体的可生化性，有利于后续流程更彻底去除水中cod；除氟沉淀池中通过投加铝铁硅酸盐，不仅可以有效除氟，还可以达到同步去除悬浮物和总磷的作用，从而减少了水中悬浮物对臭氧的消耗，有利于提高臭氧氧化池的直接氧化和间接氧化能力，较少臭氧设备投资即可实现显著效果；经过前述流程，cn生物滤池2能够作为出水保障单元，可以更为彻底地去除cod、氨氮、悬浮物等污染物。

26、（4）在本发明工艺的后段流程，采用“臭氧+曝气生物滤池+纤维转盘滤池”的处理系统，能确保光伏废水中的难降解有机物、总磷、悬浮物等各项污染物的彻底去除，产水稳定达标，运行成本低，运行灵活性强。

27、（5）经本发明工艺处理后，水质达到了《地表水环境质量标准》“准iv类”排放标准，而且氟化物含量满足国内地方标准中《流域水污染物综合排放标准》的控制指标，故其能够作为环卫、绿化、景观等市政杂用水回用，实现了废水的资源化利用。