公布日：2023.01.31
申请日：2022.10.28
分类号：C02F9/00(2023.01)I;C02F101/16(2006.01)N;C02F101/14(2006.01)N;C02F3/30(2006.01)N;C02F1/66(2006.01)N;C02F1/56(2006.01)N;C02F1/52(2006.01)N;
C02F1/44(2006.01)N;C02F1/28(2006.01)N
摘要
本发明属于废水处理领域，具体涉及一种拉晶酸洗污水处理方法，拉晶酸洗废水主要污染物为氟化物和硝酸根。采用投加Ca(OH)2、CaCl2、PAC和PAM的方式，进行混凝反应和沉淀，去除颗粒杂质和氟化物。采用脱氮反硝化池和A/O生化池，去除COD、氨氮、总氮并达标。再采用吸附除氟或除钙软化和双膜工艺，使出水氟达标。本发明采用两级除氟、生化去除硝酸根和深度除氟工艺去除氟离子，本发明还涉及一种基于上述系统的废水除氟脱氮处理方法。本发明能够对高氟化物进行除氟及深度除氟、低C/TN比的高硝酸根废水进行低成本、高效率的生物脱氮，实现了氟化物超低排放和硝酸根的去除，提供了一个深度除氟和生物脱氮的方法。
权利要求书
1.一种拉晶酸洗污水处理方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：调节拉晶酸洗废水的pH至6-7，将所述拉晶酸洗废水进行一次反应、沉淀后得到一次处理出水；S2：向所述一次处理废水进行二次反应、沉淀后得到二次处理出水；所述一次反应和二次反应的方法均为：加入Ca(OH)2、CaCl2、PAC和PAM；S3：将所述二次处理废水进行反硝化脱氮处理和A/O生物脱氮处理，经过二沉池进行沉淀后，得到生化处理出水；S4：所述生化处理出水分为两部分，分别进行除钙双膜处理和高分子吸附除氟处理后得到符合排放标准的淡水；所述除钙双膜处理的方法为：向所述生化处理废水中加入Na2CO3和PAM进行软化除钙，初级过滤后进行超滤和反渗透处理。
2.如权利要求1所述的拉晶酸洗污水处理方法，其特征在于，所述高分子吸附除氟处理分为一级吸附和二级吸附；所述一级吸附的过程中，还包括向所述生化处理出水中加入吸附剂的步骤。
3.如权利要求1所述的拉晶酸洗污水处理方法，其特征在于，所述步骤S1、S2或S4中，沉淀得到的固体通过板框压滤脱水后进行外运。
4.如权利要求1所述的拉晶酸洗污水处理方法，其特征在于，所述步骤S3中，沉淀得到的生化污泥通过压滤后进行外运。
5.如权利要求4所述的拉晶酸洗污水处理方法，其特征在于，所述生化污泥的压滤方法为叠螺压滤。
6.如权利要求1所述的拉晶酸洗污水处理方法，其特征在于，所述除钙双膜处理的过程中，将反渗透处理得到的50wt％左右的浓水进行回流处理、50wt％左右的浓水进行高分子吸附除氟处理。
7.如权利要求1所述的拉晶酸洗污水处理方法，其特征在于，所述一次处理出水中，氟离子的浓度为40mg/L。
8.如权利要求1所述的拉晶酸洗污水处理方法，其特征在于，所述二次处理废水中，氟离子的浓度小于6mg/L。
9.如权利要求1所述的拉晶酸洗污水处理方法，其特征在于，所述符合排放标准的淡水中，氟离子的浓度小于1.5mg/L。
10.如权利要求1所述的拉晶酸洗污水处理方法，其特征在于，所述高分子吸附除氟处理的步骤中，包括加入氧化铝或硅藻土的操作。
发明内容
为了解决上述存在的技术问题，本发明提供一种拉晶酸洗污水处理方法，包括如下步骤：
S1：药剂调节拉晶酸洗废水的pH至6-7，将所述拉晶酸洗废水进行一次反应、沉淀后得到一次处理出水；
S2：向所述一次处理废水进行二次反应、沉淀后得到二次处理出水，此时二次处理出水总磷TP已经达标；
所述一次反应和二次反应的方法均为：加入Ca(OH)2、CaCl2、PAC(碱式氯化铝)和PAM(聚丙烯酰胺)；
S3：将所述二次处理出水再泵入生化单元进行反硝化脱氮处理和A/O(Anoxic/Oxic)生物脱氮处理，主要是去除氨氮、硝酸根、COD等污染物，使COD、氨氮、总氮TN达标，而此时出水氟化物为5-6mg/L，没有达标；
S4：所述生化处理出水分为两部分进行深度除氟，分别进行除钙双膜处理和高分子吸附除氟处理后得到符合排放标准的清水；所述除钙双膜处理的方法为：向所述生化处理出水中加入Na2CO3和PAM，沉淀，初级过滤后进行超滤和反渗透处理。
所述步骤S1中，拉晶酸洗废水在收集池中进行水质和水量的综合收集，并匀质匀量，出水泵入两级除氟系统。除氟采用两级反应、沉淀的方式，形成钙盐+铝盐吸附沉淀，较为高效地去除氟离子。
第一步：形成钙盐。因石灰价格便宜，来源广泛，且易溶于水，该工艺中，将石灰水同含氟废水反应，形成CaF2沉淀，反应原理如下：
Ca(OH)2+2H++2F-＝CaF2↓+2H2O；
为进一步降低氟化物含量，在投加Ca(OH)2形成氟化钙盐沉淀的同时投加CaCl2，和少量的PAC、PAM，根据同离子效应理论，在难溶电解质的饱和溶液中，加入含有同离子的另一种电解质时，原有的电解质溶解度降低，从而使得更多的CaF2沉淀形成和析出。
第二步：铝盐吸附沉淀。钙盐中和产生的CaF2是一种微细的结晶，沉淀效果不佳。投加少量的Ca(OH)2、CaCl2和较多的PAC、PAM，投加到水中后，Al3+与F-的结合以及铝盐水解中间产物和最后生成的Al(OH)3在溶液中形成各种矾花，对氟离子具有配体交换、物理吸附、卷扫等作用，同时还能促进氟化钙盐沉淀颗粒的形成和长大，最终将产生的CaF2形成水中沉淀，同处理后的清水进行分离。
优选的，所述高分子吸附除氟处理分为一级吸附和二级吸附；所述一级吸附的过程中，还包括向所述生化处理出水中加入吸附剂的步骤。
具体的，所述步骤S1中，在一次反应(第一级反应)中控制pH在6-7范围内，加入石灰乳及CaCl2，使药剂与废水中的氟离子形成氟化钙沉淀，继续在后续两个反应池内加入PAC和PAM，PAC、高分子助凝剂PAM的作用是通过电中和、吸附架桥、网捕及共沉淀等净化机理，使废水中胶体、颗粒物、氟化钙沉淀物等发生混凝反应，使污染物质作为污泥沉降，在随后的沉淀池内泥水分离，使得污染物质，特别是氟离子得到有效去除。此时氟离子浓度从2000-3000mg/L降低到40mg/L左右。
具体的，所述步骤S2中，沉淀池内的上清液进入第二级反应沉淀池，加入少量的石灰乳、CaCl2、PAC和PAM进行二次反应后，进入沉淀池再次泥水分离、澄清出水，将氟离子浓度从40mg/L左右降低到6mg/L左右。
优选的，所述步骤S1、S2或S4中，沉淀得到的固体通过压滤后进行外运。
进一步地，所述压滤的方法为板框压滤。拉晶和切片废水产生的污泥，分别设置污泥池和压滤系统，通过板框压滤机压滤，压滤的污泥委外处置。
优选的，所述步骤S3中，过滤得到的固体通过压滤后进行外运。
进一步地，所述压滤的方法为叠螺压滤。
优选的，所述步骤S4中，初级过滤的方法为砂滤和/或碳滤。
优选的，所述除钙双膜处理的过程中，将反渗透处理得到的高浓度污水进行回流处理。
优选的，所述除钙双膜处理的过程中，将反渗透处理得到的高浓度污水进行高分子吸附除氟处理。
具体的，为保证出水氟离子达标，中间水池的水分别泵入深度除氟系统，其中50％的废水使用高分子吸附除氟工艺，通过两级高分子吸附除氟药剂进一步去除氟离子，将出水氟离子控制在1.5mg/L以下，50％的废水进行除钙双膜处理(双膜使用超滤和反渗透)，超滤产水进入反渗透系统，反渗透系统得到淡水和浓水，反渗透系统的淡水产量部分作为污水站区的补充用水，多余的外排；一半浓水进入拉晶酸洗废水的收集池，再次除氟处理，另外一半进入高分子吸附除氟系统。
优选的，所述步骤S4中，高分子吸附除氟处理中加入吸附剂，所述吸附剂为氧化铝、硅藻土。
优选的，所述一次处理废水中，氟离子的浓度为40mg/L左右。
优选的，所述二次处理废水中，氟离子的浓度小于6mg/L左右。
收集二级沉淀上清液，然后泵入生化系统，生化系统包括脱氮反硝化池和缺氧+好氧工艺，脱氮反硝化池通过补充碳源，利用反硝化菌进行反硝化反应，去除硝酸根，缺氧+好氧工艺是去除有机物和氨氮，使COD、氨氮、总氮TN达标。
应急事故池收集的事故废水泵送到一级反应池再次处理直至达标排放。
本发明的技术方案相比现有技术具有以下优点：
1、拉晶酸性废水中，主要含有硅粉、异丙醇、聚乙二醇、氢氟酸、柠檬酸、硝酸、洗涤剂、切削液及少量的表面活性剂，综合废水具有氟离子及硝酸根含量高、可生化性差、污染严重的特点。本发明采用两级除氟、生化去除硝酸根和深度除氟工艺去除氟离子，运行灵活。
2、本发明可以去除含有硝酸根、难分解的异丙醇和聚乙二醇等，采用脱氮反硝化和A/O的方式进行生物脱氮和去除有机物，使COD、氨氮和总氮达标排放，解决了氟化物难超低排放和硝酸根难去除的问题，提供了一个深度除氟和生物脱氮的方法。
（发明人：邵金兰;刘文杰;徐富）