申请日2015.04.30
公开(公告)日2015.08.12
IPC分类号C02F9/14
摘要
本发明提供了一种微波-MBR-混凝复合工艺处理切割液废水的方法，包括以下步骤：一、将双氧水与切割液废水按体积比为1∶(800～1200)加入到微波罐中，然后密封微波罐，之后放入微波炉中，在功率为300W～400W的条件下微波消解3min～10min;二、进行MBR处理;三、将混凝剂加入到MBR处理后的切割液废水中进行混凝处理;四、固液分离，得到处理后的切割液废水。本发明微波-MBR-混凝复合工艺处理切割液废水的方法是一种新的、有效的硅片切割液废水的处理工艺，经本发明处理后的切割液废水的COD去除率高达88%以上，既节约了成本，同时又满足了实际工程的需要，取得了技术上的巨大进步。
权利要求书
1.一种微波-MBR-混凝复合工艺处理切割液废水的方法，其特征在 于，该方法包括以下步骤：
步骤一、将双氧水与切割液废水按体积比为1∶(800～1200)加入到微 波罐中，然后密封微波罐，之后将密封后的微波罐放入微波炉中，在功率 为300W～400W的条件下微波消解3min～10min;所述切割液废水为太阳能 光伏电池制造过程中硅片切割工序产生的切割液废水;
步骤二、对步骤一中微波消解后的切割液废水进行MBR处理，并在 MBR处理过程中控制水力停留时间为4h～12h，溶解氧的浓度为 1mg/L～5mg/L;
步骤三、将混凝剂加入到步骤二中MBR处理后的切割液废水中进行 混凝处理;所述混凝剂的加入量为每升切割液废水中加入20mg～40mg混 凝剂，所述混凝剂为聚合硫酸铝铁、氯化铝和聚合氯化铝中的任意一种与 聚丙烯酰胺混合而成的混合物;
步骤四、采用离心法对步骤三中MBR处理后的切割液废水进行固液 分离，得到处理后的切割液废水。
2.根据权利要求1所述的一种微波-MBR-混凝复合工艺处理切割液 废水的方法，其特征在于，步骤一中所述切割液废水的COD为 1000mg/L～5000mg/L。
3.根据权利要求1所述的一种微波-MBR-混凝复合工艺处理切割液 废水的方法，其特征在于，步骤一中所述双氧水的质量百分比浓度为30%。
4.根据权利要求1所述的一种微波-MBR-混凝复合工艺处理切割液 废水的方法，其特征在于，步骤二中所述水力停留时间为10h，所述溶解 氧的浓度为2mg/L。
5.根据权利要求1所述的一种微波-MBR-混凝复合工艺处理切割液 废水的方法，其特征在于，步骤三中所述混凝剂为聚合硫酸铝铁与聚丙烯 酰胺混合而成的混合物。
6.根据权利要求5所述的一种微波-MBR-混凝复合工艺处理切割液 废水的方法，其特征在于，步骤三中所述混凝剂为聚合硫酸铝铁与聚丙烯 酰胺按质量比4∶1混合而成的混合物。
说明书
一种微波-MBR-混凝复合工艺处理切割液废水的方法
技术领域
本发明属于环境污染与治理技术领域，涉及一种高浓度工业污染废水 的处理技术，具体涉及一种微波-MBR-混凝复合工艺处理切割液废水的方 法。
背景技术
近年来随着能源与环境污染等问题日益严重，太阳能作为一种相对清 洁的能源已经成为人们开发利用的热点。但太阳能光伏电池制造过程中， 要将单晶硅或多晶硅切割成薄片状，为了避免切割过程中硅被高温氧化、 确保切面平整，会使用大量的切割液进行润滑、降温和保护。因而，硅片 切割工序会产生大量的切割液废水，按成份分类主要包括油性切割液和水 基切割液两大类废水，前者是以油类、脂肪酸、脂肪酸盐、表面活性剂、 消泡剂和水等组成;后者是以聚乙二醇、适量表面活性剂、金属螯合等复 配组成。它们均含有大量的人工合成的有机物，水质成分复杂，具有高 COD(Chemical Oxygen Demand，化学需氧量)值，极难处理。
现今，切割液废水的主要处理方法有物理处理法、化学处理法和生物 处理法。物处理法主要有絮凝法、吸附法、萃取法和膜分离法等，但单独 利用物理法处理切割液废水，处理效率低、难度大，往往作为一种预处理 的手段应用于废水处理。化学处理法有Fenton氧化法、沉淀法等，该法化 学试剂用量大，成本高。生物处理法主要包括各种好氧、厌氧生物处理法 和组合的高级氧化法，是利用微生物的代谢作用来分解、转化水体中的有 毒有害化学物质和其它各种超标组分的生物技术，具有无二次污染等特 点，但对人工合成的有机物降解能力有限、效率低，不适合高浓度切割液 废水处理。由此可见，只用单一的一种方法处理效果不佳，因此急需研究 新的处理技术，对其进行改造。
微波消解通常是指在密闭容器里利用微波快速加热进行各种物质的 溶解，试样在高温增压条件下快速溶解消化。其中的微波加热是利用介质 的介电损耗而发热，在极短的时间内使介质分子达到极化状态，加剧分子 的运动与碰撞。微波法具有体系受热均匀，无滞后效应，大大加快反应速 度，缩短反应周期的特点。可以作为一种预处理手段对切割液废水进行初 步处理。
膜生物反应器(MBR)作为生物处理法的一种，综合了生物处理技术 和膜的分离技术的优点，用膜组件代替传统的二沉池，可以进行高效的固 液分离，克服了传统工艺出水水质不稳定、污泥易膨胀等不足，具有许多 其它生物处理工艺无法比拟的明显优势。
混凝法是一种去除废水中悬浮物质和胶体的分离技术。通过投加混凝 剂来破坏胶体的稳定性，使废水中的胶体和细小悬浮物聚集成具有可分离 性的絮凝体，再利用固液分离等技术将其去除。混凝剂有氯化铝(AlCl3)、 聚合氯化铝(PAC)、聚丙烯酰胺(PAM)以及聚合硫酸铝铁(PAFS) 等。聚合硫酸铝铁兼有铝盐净水效果优良，铁盐沉降速度快、水处理成本 低等优点;同时还克服了铝盐成本较高、沉淀效果不理想、过量铝残存于 水中对人体有害、沉淀效果不理想、过量铝残存于水中对人体有害，铁盐 容易产生泛黄和变黑的不足。
通过资料查新发现，目前，国内外对太阳能光伏电池制造过程中产生 的切割液废水的处理大多采用的传统“好氧生化”处理方法，普遍存在运行 状况不佳、难以稳定运行以及排水不能达标等问题。
目前为止，尚未发现用微波-MBR-混凝复合工艺处理切割液废水的相 关报道。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种 微波-MBR-混凝复合工艺处理切割液废水的方法。该方法是一种新的、有 效的硅片切割液废水的处理工艺，经该方法处理后的切割液废水的COD 去除率高达88%以上，既节约了成本，同时又满足了实际工程的需要，取 得了技术上的巨大进步。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种微波-MBR-混 凝复合工艺处理切割液废水的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、将双氧水与切割液废水按体积比为1∶(800～1200)加入到微 波罐中，然后密封微波罐，之后将密封后的微波罐放入微波炉中，在功率 为300W～400W的条件下微波消解3min～10min;所述切割液废水为太阳能 光伏电池制造过程中硅片切割工序产生的切割液废水;
步骤二、对步骤一中微波消解后的切割液废水进行MBR处理，并在 MBR处理过程中控制水力停留时间为4h～12h，溶解氧的浓度为 1mg/L～5mg/L;
步骤三、将混凝剂加入到步骤二中MBR处理后的切割液废水中进行 混凝处理;所述混凝剂的加入量为每升切割液废水中加入20mg～40mg混 凝剂，所述混凝剂为聚合硫酸铝铁、聚合氯化铝和氯化铝中的任意一种与 聚丙烯酰胺混合而成的混合物;
步骤四、采用离心法对步骤三中MBR处理后的切割液废水进行固液 分离，得到处理后的切割液废水。
上述的一种微波-MBR-混凝复合工艺处理切割液废水的方法，其特征 在于，步骤一中所述切割液废水的COD为1000mg/L～5000mg/L。
上述的一种微波-MBR-混凝复合工艺处理切割液废水的方法，其特征 在于，步骤一中所述双氧水的质量百分比浓度为30%。
上述的一种微波-MBR-混凝复合工艺处理切割液废水的方法，其特征 在于，步骤二中所述水力停留时间为10h，所述溶解氧的浓度为2mg/L。
上述的一种微波-MBR-混凝复合工艺处理切割液废水的方法，其特征 在于，步骤三中所述混凝剂为聚合硫酸铝铁与聚丙烯酰胺混合而成的混合 物。
上述的一种微波-MBR-混凝复合工艺处理切割液废水的方法，其特征 在于，步骤三中所述混凝剂为聚合硫酸铝铁与聚丙烯酰胺按质量比4∶1 混合而成的混合物。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明确定了一种新的、有效的工艺处理硅片切割液废水，既节 约了成本同时又满足了实际工程的需要，取得了技术上的巨大进步。
2、本发明基于微波-MBR-混凝复合工艺处理切割液废水，利用微波 消解的方法进行预氧化处理，将切割液废水中的机油或聚乙二醇等有机物 的长链预先氧化断裂成小片段，便于后续的MBR法发挥作用，采用MBR 进行生物处理后再用混凝法，可将尚未降解的污染物通过混凝共沉淀进行 去除。本发明将各方法有机结合起来，最大程度地发挥了每种方法的优点， 处理效果好。
3、经本发明处理后的切割液废水的COD去除率高达88%以上，进一 步提高了切割液废水的处理效率，有效地降低了其对环境的污染。
下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。
具体实施方式
实施例1
本实施例微波-MBR-混凝复合工艺处理切割液废水的方法包括以下 步骤：
步骤一、将COD为4000mg/L的切割液废水加入微波罐中，再加入 质量百分比浓度为30%的双氧水，使双氧水与切割液废水的体积比为 1∶1000，密封微波罐，然后将密封后的微波罐放入微波炉中，在功率为 400W的条件下微波消解8min;所述切割液废水为太阳能光伏电池制造过 程中硅片切割工序产生的切割液废水;
步骤二、对步骤一中微波消解后的切割液废水进行MBR处理，并在 MBR处理过程中控制水力停留时间为10h，溶解氧浓度为2mg/L;
步骤三、将混凝剂加入到步骤二中经MBR处理后的切割液废水中进 行混凝处理，所述混凝剂的加入量为每升切割液废水中加入25mg混凝剂; 所述混凝剂为聚合硫酸铝铁、与聚丙烯酰胺按质量比4∶1混合而成的混 合物;
步骤四、采用离心法对步骤三中MBR处理后的切割液废水进行固液 分离，得到处理后的切割液废水。
经本实施例处理后的切割液废水的COD为160.15mg/L。经本实施例 处理后切割液废水的COD去除率高达96.00%。
实施例2
本实施例微波-MBR-混凝复合工艺处理切割液废水的方法包括以下 步骤：
步骤一、将COD为3000mg/L的切割液废水加入微波罐中，再加入 质量百分比浓度为30%的双氧水，使双氧水与切割液废水的体积比为 1∶800，密封微波罐，然后将密封后的微波罐放入微波炉中，在功率为 400W的条件下微波消解5min;所述切割液废水为太阳能光伏电池制造过 程中硅片切割工序产生的切割液废水;
步骤二、对步骤一中微波消解后的切割液废水进行MBR处理，并在 MBR处理过程中控制水力停留时间为8h，溶解氧浓度为3mg/L;
步骤三、将混凝剂加入到步骤二中经MBR处理后的切割液废水中进 行混凝处理，所述混凝剂的加入量为每升切割液废水中加入30mg混凝剂; 所述混凝剂为聚合硫酸铝铁与聚丙烯酰胺按质量比3∶1混合而成的混合 物;
步骤四、采用离心法对步骤三中MBR处理后的切割液废水进行固液 分离，得到处理后的切割液废水。
经本实施例处理后的切割液废水的COD为170.84mg/L。经本实施例 处理后切割液废水的COD去除率高达94.3%。
实施例3
本实施例微波-MBR-混凝复合工艺处理切割液废水的方法包括以下 步骤：
步骤一、将COD为1000mg/L的切割液废水加入微波罐中，再加入 质量百分比浓度为30%的双氧水，使双氧水与切割液废水的体积比为 1∶1000，密封微波罐，然后将密封后的微波罐放入微波炉中，在功率为 350W的条件下微波消解5min;所述切割液废水为太阳能光伏电池制造过 程中硅片切割工序产生的切割液废水;
步骤二、对步骤一中微波消解后的切割液废水进行MBR处理，并在 MBR处理过程中控制水力停留时间为9h，溶解氧浓度为4mg/L;
步骤三、将混凝剂加入到步骤二中经MBR处理后的切割液废水中进 行混凝处理，所述混凝剂的加入量为每升切割液废水中加入30mg混凝剂; 所述混凝剂为聚合硫酸铝铁与聚丙烯酰胺按质量比1∶1混合而成的混合 物;
步骤四、采用离心法对步骤三中MBR处理后的切割液废水进行固液 分离，得到处理后的切割液废水。
经本实施例处理后的切割液废水的COD为112.96mg/L。经本实施例 处理后切割液废水的COD去除率高达92.47%。
实施例4
本实施例微波-MBR-混凝复合工艺处理切割液废水的方法包括以下 步骤：
步骤一、将COD为5000mg/L的切割液废水加入微波罐中，再加入 质量百分比浓度为30%的双氧水，使双氧水与切割液废水的体积比为 1∶1200，密封微波罐，然后将密封后的微波罐放入微波炉中，在功率为 300W的条件下微波消解10min;所述切割液废水为太阳能光伏电池制造 过程中硅片切割工序产生的切割液废水;
步骤二、对步骤一中微波消解后的切割液废水进行MBR处理，并在 MBR处理过程中控制水力停留时间为12h，溶解氧浓度为1mg/L;
步骤三、将混凝剂加入到步骤二中经MBR处理后的切割液废水中进 行混凝处理，所述混凝剂的加入量为每升切割液废水中加入40mg混凝剂; 所述混凝剂为聚合氯化铝与聚丙烯酰胺按质量比3∶1混合而成的混合物;
步骤四、采用离心法对步骤三中MBR处理后的切割液废水进行固液 分离，得到处理后的切割液废水。
经本实施例处理后的切割液废水的COD为543.15mg/L。经本实施例 处理后切割液废水的COD去除率高达89.14%。
实施例5
本实施例微波-MBR-混凝复合工艺处理切割液废水的方法包括以下 步骤：
步骤一、将COD为5000mg/L的切割液废水加入微波罐中，再加入 质量百分比浓度为30%的双氧水，使双氧水与切割液废水的体积比为 1∶1000，密封微波罐，然后将密封后的微波罐放入微波炉中，在功率为 400W的条件下微波消解3min;所述切割液废水为太阳能光伏电池制造过 程中硅片切割工序产生的切割液废水;
步骤二、对步骤一中微波消解后的切割液废水进行MBR处理，并在 MBR处理过程中控制水力停留时间为4h，溶解氧浓度为5mg/L;
步骤三、将混凝剂加入到步骤二中经MBR处理后的切割液废水中进 行混凝处理，所述混凝剂的加入量为每升切割液废水中加入20mg混凝剂; 所述混凝剂为氯化铝与聚丙烯酰胺按质量比2∶1混合而成的混合物;
步骤四、采用离心法对步骤三中MBR处理后的切割液废水进行固液 分离，得到处理后的切割液废水。
经本实施例处理后的切割液废水的COD为597.48mg/L。经本实施例 处理后切割液废水的COD去除率高达88.05%。