太阳能单晶硅片切割废水处理工程实例

王璐璐;张之丹

【摘 要】太阳能单晶硅片切割废水含有大量的聚乙二醇高分子有机物、单晶硅和碳化硅无机物粉末,可生化性较差.采用调节沉淀-气浮-水解酸化-接触氧化组合工艺处理太阳能单晶硅片切割废水.工程运行结果表明,该工艺对CODCr、BOD5、SS的去除率分别为90.5％、80％、84.7％,处理后出水达到DB 21/1627-2008《辽宁省污水综合排放标准》的要求. 【期刊名称】《工业用水与废水》 【年(卷),期】2013(044)006 【总页数】3页(P71-73)

【关键词】单晶硅切割废水;调节沉淀;气浮;水解酸化;接触氧化 【作 者】王璐璐;张之丹

【作者单位】锦州市环境监测中心站,辽宁锦州 121000;辽宁天怿环境保护有限公司,沈阳 110032 【正文语种】中 文 【中图分类】X703.1

辽宁某光伏企业集团新建年产2 000 t单晶硅、4 000万片硅片的工程项目。该项目配套建设1座污水处理站，用于处理硅片切割加工废水。设计处理规模为3 000 m3／d，处理出水达到DB 21／1627—2008《辽宁省废水综合排放标准》［1］

的要求后，出水排入城市污水管网。 1 废水水质

废水主要来自单晶硅棒切割生产车间，废水排放量为3 000 m3／d。废水中主要含有大量的聚乙二醇高分子有机物和单晶硅、碳化硅无机物粉末以及少量的表面活性剂，冬季水温偏低，水量、水质具有波动性，氮、磷含量低，m（BOD5）／m（CODCr）≈0.16，废水的可生化性较差。 设计进水水质及排放标准见表1。 表1 设计进水水质及排放标准 2 废水处理工艺及特点 2.1 工艺流程

该废水中主要含有聚乙二醇、表面活性剂和微小无机颗粒物，可生化性差，水量变化较大，对生化处理的影响很大。为了保证生化处理的高效、稳定运行，在生化处理前设置必要的预处理过程，通过预处理降低污染物有机负荷，即在最大程度地去除废水中的微小颗粒物、表面活性剂的同时提高废水的可生化性，以保证后续生化处理的正常可靠运行。因此，本废水处理工艺采用调节沉淀－气浮－水解酸化－接触氧化－二沉池的处理工艺。工艺流程见图1。 图1 废水处理工艺流程

车间排出的废水经污水渠沉淀去除部分SS后进入污水处理站的集水池，在污水渠内设置平板格栅拦截废水中的固体污染物，防止其堵塞污水提升泵。集水池内的废水提升至调节沉淀池，在泵出口管道上安装管道混合器，并加入PAC和PAM，混凝反应生成的絮状物在调节沉淀池内沉淀，并均衡水质、水量。调节沉淀池出水提升至气浮池，在气浮池前再次加入PAC和PAM，经管道混合器进入气浮池，进一步去除废水中的细小SS和表面活性剂。气浮池出水自流入水解池，在兼性菌和产酸微生物的作用下，大分子的聚乙二醇被厌氧菌较好地降解［2］，将水中的

大分子、不易生物降解的有机物降解为易生物降解的小分子有机物，提高废水的可生化性。水解池出水自流至接触氧化池，在氧化池进水端视水质状况投加营养盐（尿素和磷酸二铵），调整废水C、N、P的质量比，在鼓风曝气作用下，利用好氧微生物将废水中的有机物降解去除［3］。氧化池出水进入平流式二沉池，在沉淀池内沉淀氧化池出水中挟带的部分脱落生物膜。沉淀池出水达标排放。 将二沉池产生的剩余污泥泵入贮泥池，调节沉淀池和气浮池产生的浮渣也定期排入贮泥池，贮泥池内污泥经离心脱水机脱水，产生的泥饼定期外运至有资质的单位处置。 2.2 工艺特点

本处理工艺技术成熟、操作简单可靠、管理方便，处理后出水能够稳定达到DB 21／1627—2008的要求。采用调节沉淀、混凝气浮等多级预处理工艺，使废水中的固体污染物、无机颗粒SS、表面活性剂等均被预处理系统有效去除，防止进入后续的生物处理系统造成物理性损伤，为生物处理系统创造了一个良好的工作环境。水解池采用多点均衡布水形式，利用兼性厌氧的水解和产酸菌，将废水中大分子、难生物降解的有机物质转化为易生物降解的小分子有机物质，提高了废水可生化性，因此，水解池出水更易于被好氧菌降解，使得在后续的好氧单元可以用较短的时间和较低的电耗完成净化过程，具有效率高、能耗低的特点。生物接触氧化工艺兼有活性污泥法及生物膜法的特点，具有生物种类多、活性生物量大、容积负荷高、占地相对较小、抗冲击负荷强、可间歇运行、无污泥膨胀等优点［4－5］。 3 主要处理构筑物及设备参数

主要处理构筑物及设备参数见表2、表3。 4 工程运行情况

废水处理站于2011年10月建成投入运行，经3个多月的调试进入稳定运行状态。于2012年1月通过当地市级环境监测中心站连续72 h的监测，运行结果见表4。

由表4可知，经过气浮池后废水中含有的大量细小颗粒物质及表面活性剂被去除，SS的去除率达到了78%。

废水在水解池中利用水解和产酸菌，将不溶性有机物水解成溶解性有机物，大分子物质分解成小分子物质，m（BOD5）／m（CODCr）值由0.21上升到0.42，大大提高了废水的可生化性。 表2 主要构筑物参数 表3 主要机电设备参数

表4 运行结果注：表中的数值为平均值。

废水在接触氧化池中利用高浓度的好氧微生物，在鼓风曝气作用下可有效去除废水中的污染物质，CODCr、BOD5的去除率分别为86%和85.4%。

二沉池的出水CODCr、BOD5、SS浓度均低于设计指标，并且满足DB 21／1627—2008的要求，通过了当地市环保局组织的工程验收。 5 工程投资及经济分析

工程总投资474.2万元，其中土建工程费用251万元（含综合处理间），设备费用200万元（含电气仪表和全部安装），其它费用23.2万元。工程占地3 060 m2。

日常运行费用包括：电费0.36元／t；药剂费0.79元／t；人工费0.12元／t；折合废水处理成本为1.27元／t。 6 结论

（1）单晶硅片生产废水的治理难点在于无机碳化硅颗粒的去除。根据废水水质特征，首先将废水进行预沉淀，泥水分离去除废水中的无机SS杂质，然后加入PAC和PAM进行混凝气浮处理，进一步去除微小SS和表面活性剂等部分有机物。 （2）采用多点均衡布水的水解酸化生物处理工艺。高分子有机聚合物聚乙二醇可被专一性厌氧菌降解为小分子的乙二醇，产生乙醛、乙醇、乙酸等中间产物，提高

废水的可生化性。

（3）该系统投资省、直接运行费用低、CODCr去除率高（可达90%以上）、运行稳定、操作简单。抗冲击负荷能力较强，技术成熟。 参考文献：

［1］DB 21／1627—2008，辽宁省废水综合排放标准［S］.

［2］陈天明，张雁秋，霍明健.晶硅切割废砂浆回收企业废水处理工程实例［J］.环境工程，2013，（3）：15-17.

［3］北京水环境技术与设备研究中心，北京市环境保护科学研究院，国家城市环境污染控制工程技术研究中心.三废处理工程技术手册（废水卷）［M］.北京：化学工业出版社，2000.

［4］宁蔚，施卫红，周正华.水解酸化-生物接触氧化工艺处理生物制药废水［J］.工业用水与废水，2008，39（2）：94-96.

［5］郭冀峰，逯延军，杨学武.混凝-水解-好氧生物接触氧化-生物炭柱工艺处理化工废水［J］.工业用水与废水，2010，41（4）：27-30.