公布日：2022.11.01
申请日：2022.08.16
分类号：C02F9/14(2006.01)I;C02F103/34(2006.01)N
摘要
本发明属于芯片废水处理技术领域，具体提供了一种用于深度生物处理纳米级电子芯片废水的方法，本发明通过构建以立体层级生态处理耦合磁负载混凝沉淀复合系统深度处理TMF‑RO膜系统产生的浓水。复合池上层种挺水植物作为观赏和生物膜载体两用，搭建小规模人与自然和谐生态空间，中层构建活性污泥法系统通过污泥降解用于深度处理浓水中的COD、氮磷、特征风险物质（如纳米颗粒），下层布设磁负载混凝沉淀池辅助污泥沉淀、转输和排放，从上而下形成一个兼具景观和废水处理的新型生态型分散式污水净化系统，实现深度生物处理纳米级电子芯片废水。
权利要求书
1.一种用于深度生物处理纳米级电子芯片废水的方法，其特征在于，包括：构建了以立体层级生态处理耦合磁负载混凝沉淀复合系统深度处理浓水，其中：复合系统的池上层种挺水植物；中层构建活性污泥法系统通过污泥降解用于深度处理浓水中的风险物质；下层布设磁负载混凝沉淀池辅助污泥沉淀、转输和排放。
2.根据权利要求1所述的一种用于深度生物处理纳米级电子芯片废水的方法，其特征在于，挺水植物选自黄菖蒲和皇竹草中一种或两种。
3.根据权利要求1所述的一种用于深度生物处理纳米级电子芯片废水的方法，其特征在于，活性污泥法系统为生态层级处理池中选用SBR工艺进行脱氮除磷和纳米颗粒的去除；植物-SBR复合系统运行工况为厌氧、缺氧、好氧交替运行，一个周期内运行程序：进水20min，厌氧60min，缺氧100min，好氧7小时，絮凝沉淀静置1.5小时，排水30min。
4.根据权利要求3所述的一种用于深度生物处理纳米级电子芯片废水的方法，其特征在于，运行阶段植物-SBR系统水力停留时间HRT为24小时，污泥浓度约为3300-4000mg/L，污泥停留时间SRT为15天。
5.根据权利要求3所述的一种用于深度生物处理纳米级电子芯片废水的方法，其特征在于，溶解氧在曝气阶段维持在2-4mg/L，沉淀阶段维持在0-0.5mg/L；运行过程中以乙酸钠和葡萄糖为碳源，乙酸钠和葡萄糖投加质量比例为1:1根据权利要求3所述的一种用于深度生物处理纳米级电子芯片废水的方法，其特征在于，工艺设定污泥转输比为30%，活性污泥池中的污泥浓度能有效保持在3600mg/L左右。
6.根据权利要求1所述的一种用于深度生物处理纳米级电子芯片废水的方法，其特征在于，磁负载混凝沉淀池中磁粉的粒径为45μm。
7.根据权利要求7所述的一种用于深度生物处理纳米级电子芯片废水的方法，其特征在于，磁负载混凝沉淀池中磁粉、PAC、PAM添加量分别为500mg/L、300mg/L、2mg/L。
8.根据权利要求7所述的一种用于深度生物处理纳米级电子芯片废水的方法，其特征在于，采用PAC+磁粉+PAM先后投加的方式，投加后快速进行搅拌，PAC、磁粉、PAM对应的搅拌速率分别设为400、200、100r/min，各搅拌5min，随后慢速搅拌絮凝15min，静置沉淀1h。
发明内容
本发明提出一种立体层级生态处理耦合磁负载混凝沉淀的复合装置用于电子芯片生产废水膜滤后浓水的净化处理，出水经MBR+人工湿地+消毒系统后继续回用。
具体地，本发明通过以下技术方案来实现：本发明构建了以立体层级生态处理耦合磁负载混凝沉淀复合系统深度处理TMF-RO膜系统产生的浓水（示意图见图2）。复合池上层种挺水植物作为观赏和生物膜载体两用，搭建小规模人与自然和谐生态空间，中层构建活性污泥法系统通过污泥降解用于深度处理浓水中的COD、氮磷、特征风险物质（如纳米颗粒），下层布设磁负载混凝沉淀池辅助污泥沉淀、转输和排放，从上而下形成一个兼具景观和废水处理的新型生态型分散式污水净化系统。
具体地，本发明通过以下技术方案来实现：一种用于深度生物处理纳米级电子芯片废水的方法，包括：构建了以立体层级生态处理耦合磁负载混凝沉淀复合系统深度处理浓水，其中：复合系统的池上层种挺水植物；中层构建活性污泥法系统通过污泥降解用于深度处理浓水中的COD、氮磷等特征风险物质（如纳米颗粒）；下层布设磁负载混凝沉淀池辅助污泥沉淀、转输和排放。
其中，芯片废水为经TMF-RO（管式反渗透微滤膜，IP-TMF-PE-BS1-13P型TMF膜，陶氏BW30XFR-400/34I极强抗污染型RO膜）膜系统产生的浓水。
作为本发明的一种优选技术方案，挺水植物选自黄菖蒲和皇竹草中一种或两种。
作为本发明的一种优选技术方案，磁粉最佳粒径确定为45μm，粒径太小，磁粉颗粒间产生的惯性碰撞力剪切力过大，容易破坏磁絮体，粒径过大，磁粉很容易直接沉淀，无法起到絮凝的作用。
作为本发明的一种优选技术方案，磁负载混凝沉淀池中磁粉、PAC、PAM添加量分别为500mg/L、300mg/L、2mg/L。磁化后的污泥絮体增大了比表面积有利于污染物颗粒的吸附，在磁絮体相互吸引作用下加快了污染物颗粒进入细胞膜进行生物作用，相对于仅投加PAC、PAM，其去除率和沉淀效率均有很大程度提升。
作为本发明的一种优选技术方案，采用PAC+磁粉+PAM先后投加的方式，投加后快速进行搅拌。加入PAC后，此时分子粒径小，需要以较大的速率进行搅拌促进碰撞絮凝；加入磁粉后，较小的颗粒已经在PAC加入后絮凝，此时选择中速搅拌，促进微磁絮体的形成；加入PAM后，经过微磁絮体的碰撞絮凝形成了较大的絮团，需以较小速率进行搅拌，以防剪碎絮团影响沉淀。
作为本发明的一种优选技术方案，，优选PAC、磁粉、PAM对应的搅拌速率分别设为400、200、100r/min，各搅拌5min，随后慢速搅（100r/min）拌絮凝15min，静置沉淀1h。
作为本发明的一种优选技术方案，生态层级处理池中选用SBR工艺进行脱氮除磷和纳米颗粒的去除。
作为本发明的一种优选技术方案，植物-SBR复合系统运行工况为厌氧、缺氧、好氧交替运行，单个周期时间为12小时。由搅拌器提供厌氧、缺氧期间的搅拌功能；空气泵提供在好氧阶段的空气供应。一个周期内运行程序：进水20min，厌氧60min，缺氧100min，好氧7小时，絮凝沉淀静置1.5小时，排水30min。运行阶段植物-SBR系统水力停留时间HRT为24小时，污泥浓度约为3300-4000mg/L，污泥停留时间SRT为15天。溶解氧在曝气阶段维持在2-4mg/L，沉淀阶段维持在0-0.5mg/L。运行过程中以乙酸钠和葡萄糖为碳源，乙酸钠和葡萄糖投加质量比例为1:1，维持SBR池中C/N6-8、C/P＞20，可以满足微生物对碳源的需要，达到较好的生物脱氮除磷效果。
作为本发明的一种优选技术方案，污泥转输可以实现活性污泥的筛选与转移利用，补充SBR处理池的活性污泥浓度，保持系统里的生物活性，优选工艺设定污泥转输比为30%。在此转输比下，活性污泥池中的污泥浓度能有效保持在3600mg/L左右，抗风险能力较强。
本发明相对于现有技术的有益效果包括：采用本发明的立体层级生态处理耦合磁负载混凝沉淀复合系统可以有效去除电子芯片浓水中的SS、COD、氨氮、总氮、总磷、纳米银等；本发明碳氮主要通过植物吸收和污泥同化及异化作用去除，其中碳和氮大部分在活性污泥的异化作用下形成气体，其他部分被植物和污泥吸收，而磷主要被植物和污泥同化用以生长，污泥是主要核心除污单元，植物起到加强辅助的功能，因此该装置既满足污染物削减的目标，同时兼具了景观效应。
（发明人：韩琦;余波平;张帆;刘杰;曾勇辉;王小江;刘洋;林武;王伟绵;陈鸿芳;许德超）