公布日：2023.12.01
申请日：2023.10.25
分类号：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/72(2023.01)I;C02F1/52(2023.01)I;C02F1/78(2023.01)I;C02F1/467(2023.01)I;C02F1/00(2023.01)I;C02F3/02(2023.01)I;C02F3/
28(2023.01)I;C02F3/12(2023.01)I;C02F101/30(2006.01)N;C02F103/34(2006.01)N
摘要
本发明公开了一种用于处理太阳能晶硅金刚线切片废水的方法，其具体包括先采用压滤及混凝沉淀去除悬浮硅粉后，对该废水进行强氧化还原反应，进行开环断链作用。再采用强碱进行缩合催化反应，将氧化反应产生的毒性醛基进行缩合，降低废水毒性。然后采用多级厌氧水解及好氧工艺进行处理。通过强氧化及碱性催化絮凝反应，大幅降低废水毒性，使其适用于生化处理。通过该组合工艺对高浓度晶体硅金刚线切片废水处理时，当进水COD浓度在低于30000mg/L时，最终生化出水COD浓度可达到低于500mg/L。
权利要求书
1.一种用于处理太阳能晶硅金刚线切片废水的方法，其包括以下步骤：1、将废水经过压滤处理去除悬浮硅粉；2、采用强氧化工艺对废水进行强氧化处理；其特征在于：其还包括以下步骤：3、向废水中添加碱性催化剂进行碱性催化缩合反应；4、对反应后的废水进行絮凝沉淀处理并分离除去沉淀物和絮凝物；5、对处理后的废水循环交替进行厌氧水解及好氧曝气，所述厌氧水解的过程中利用厌氧水解菌将废水中的大分子有机物分解为小分子有机物，所述好氧曝气的过程中利用好氧菌对分解得到的所述小分子有机物进行降解。
2.根据权利要求1所述的一种用于处理太阳能晶硅金刚线切片废水的方法，其特征在于：步骤2中所述强氧化工艺为芬顿氧化工艺、臭氧氧化工艺、电催化氧化工艺中的一种或者多种。
3.根据权利要求2所述的一种用于处理太阳能晶硅金刚线切片废水的方法，其特征在于：当采用芬顿氧化工艺对废水进行强氧化处理时，先调节废水pH3.0-6.0，再投加27%双氧水，投加量为2.0-20.0g/L，硫酸亚铁投加量为0.5-5.0g/L，反应温度10-90℃，反应时间1.0-6.0h；当采用臭氧氧化工艺对废水进行强氧化处理时，臭氧的投加浓度为30-300mg/L，反应时间20-200分钟，反应温度10-50℃。
4.根据权利要求1所述的一种用于处理太阳能晶硅金刚线切片废水的方法，其特征在于：步骤3中所述碱性催化剂包括碱金属或碱土金属的氧化物、氢氧化物、碳酸盐、有机胺类化合物以及阴离子交换树脂、固体碱催化剂中的一种或多种组合物，碱性催化缩合反应中，反应温度为15-95℃，反应时间大于10分钟，当采用了阴离子交换树脂、固体碱催化剂以外的催化剂时，溶液体系pH值>9.5，当仅采用阴离子交换树脂和/或固体碱催化剂时，催化剂的使用不受溶液pH值影响。
5.根据权利要求1所述的一种用于处理太阳能晶硅金刚线切片废水的方法，其特征在于：步骤3中所述碱性催化剂为氢氧化钠、碳酸钠、氢氧化钾、碳酸钾、氢氧化钙中的一种或两种以上组合物，投加浓度为0.5-5.0g/L。
6.根据权利要求1所述的一种用于处理太阳能晶硅金刚线切片废水的方法，其特征在于：步骤5中采用厌氧水解池进行厌氧水解，采用好氧曝气池进行好氧曝气，先将废水通入所述厌氧水解池进行厌氧水解后再通入所述好氧曝气池进行好氧曝气，好氧曝气后经过沉淀将好氧曝气池出水回流至所述厌氧水解池实现循环交替进行厌氧水解及好氧曝气。
7.根据权利要求6所述的一种用于处理太阳能晶硅金刚线切片废水的方法，其特征在于：好氧出水内回流至厌氧水解池的流量设计为正常进水流量的50-400%。
8.根据权利要求6所述的一种用于处理太阳能晶硅金刚线切片废水的方法，其特征在于：所述厌氧水解池包括厌氧滤池、ABR反应器、UASB反应器、IC反应器、EGSB反应器、水解酸化池、微氧水解池中的一种或多种组合使用，其采用的水力搅拌方式包括：布水搅拌、内回流搅拌、潜水搅拌机搅拌、推流搅拌、穿孔曝气管搅拌中的一种或多种组合使用，厌氧水解工艺单元的水力停留时间为24-96h，反应温度15-38℃，池内溶解氧低于0.5mg/L；所述好氧曝气池包括活性污泥曝气池、AO池、SBR池、MBR曝气池、接触氧化池、MBBR池、氧化沟、曝气生物滤池中的一种或多种组合使用，好氧曝气池单元的水力停留时间为24-144h，反应温度15-38℃，池内溶解氧大于1.0mg/L。
9.根据权利要求6-8任一所述的一种用于处理太阳能晶硅金刚线切片废水的方法，其特征在于：厌氧水解和好氧曝气时，在厌氧水解池和好氧曝气池内各投加3.0-30.0g/L的粉末活性炭作为所述厌氧水解菌和所述好氧菌的附着载体，粉末活性炭的粒径为80-400目。
10.根据权利要求1所述的一种用于处理太阳能晶硅金刚线切片废水的方法，其特征在于：在收集太阳能晶硅金刚线切片废水时，将晶硅金刚线切割过程中产生的清洗废水单独收集，步骤5中，在进入厌氧水解前，向废水中混合低温或者常温的所述清洗废水。
发明内容
针对现有技术难以有效处理晶硅金刚线切割产生的废冷却液高浓废水的问题，本发明提供了一种用于处理太阳能晶硅金刚线切片废水的方法，其运行稳定、成本低、管理稳定且能有效处理高浓度的晶硅金刚线切割冷却液废水。
其技术方案是这样的：一种用于处理太阳能晶硅金刚线切片废水的方法，其包括以下步骤：1、将废水经过压滤处理去除悬浮硅粉；2、采用强氧化工艺对废水进行强氧化处理；其特征在于：其还包括以下步骤：3、向废水中添加碱性催化剂进行碱性催化缩合反应；4、对反应后的废水进行絮凝沉淀处理并分离除去沉淀物和絮凝物；5、对处理后的废水循环交替进行厌氧水解及好氧曝气，所述厌氧水解的过程中利用厌氧水解菌将废水中的大分子有机物分解为小分子有机物，所述好氧曝气的过程中利用好氧菌对分解得到的所述小分子有机物进行降解。
进一步的，步骤2中所述强氧化工艺为芬顿氧化工艺、臭氧氧化工艺、电催化氧化工艺中的一种或者多种。
更进一步的，当采用芬顿氧化工艺对废水进行强氧化处理时，先调节废水pH3.0-6.0，再投加27%双氧水，投加量为2.0-20.0g/L，硫酸亚铁投加量为0.5-5.0g/L，反应温度10-90℃，反应时间1.0-6.0h；当采用臭氧氧化工艺对废水进行强氧化处理时，臭氧的投加浓度为30-300mg/L，反应时间20-200分钟，反应温度10-50℃。
进一步的，步骤3中所述碱性催化剂包括碱金属或碱土金属的氧化物、氢氧化物、碳酸盐、有机胺类化合物以及阴离子交换树脂、固体碱催化剂中的一种或多种组合物，碱性催化缩合反应中，反应温度为15-95℃，反应时间大于10分钟，当采用了阴离子交换树脂、固体碱催化剂以外的催化剂时，溶液体系pH值>9.5，当仅采用阴离子交换树脂和/或固体碱催化剂时，催化剂的使用不受溶液pH值影响。
进一步的，步骤3中所述碱性催化剂为氢氧化钠、碳酸钠、氢氧化钾、碳酸钾、氢氧化钙中的一种或两种以上组合物，投加浓度为0.5-5.0g/L。
进一步的，步骤5中采用厌氧水解池进行厌氧水解，采用好氧曝气池进行好氧曝气，先将废水通入所述厌氧水解池进行厌氧水解后再通入所述好氧曝气池进行好氧曝气，好氧曝气后经过沉淀将好氧曝气池出水回流至所述厌氧水解池实现循环交替进行厌氧水解及好氧曝气。
更进一步的，好氧出水内回流至厌氧水解池的流量设计为正常进水流量的50-400%。
更进一步的，所述厌氧水解池包括厌氧滤池、ABR反应器、UASB反应器、IC反应器、EGSB反应器、水解酸化池、微氧水解池中的一种或多种组合使用，其采用的水力搅拌方式包括：布水搅拌、内回流搅拌、潜水搅拌机搅拌、推流搅拌、穿孔曝气管搅拌中的一种或多种组合使用，厌氧水解工艺单元的水力停留时间为24-96h，反应温度15-38℃，池内溶解氧低于0.5mg/L；所述好氧曝气池包括活性污泥曝气池、AO池、SBR池、MBR曝气池、接触氧化池、MBBR池、氧化沟、曝气生物滤池中的一种或多种组合使用，好氧曝气池单元的水力停留时间为24-144h，反应温度15-38℃，池内溶解氧大于1.0mg/L。
更进一步的，厌氧水解和好氧曝气时，在厌氧水解池和好氧曝气池内各投加3.0-30.0g/L的粉末活性炭作为所述厌氧水解菌和所述好氧菌的附着载体，粉末活性炭的粒径为80-400目。
进一步的，在收集太阳能晶硅金刚线切片废水时，将晶硅金刚线切割过程中产生的清洗废水单独收集，步骤5中，在进入厌氧水解前，向废水中混合低温或者常温的所述清洗废水。
本发明的有益效果为：1、通过在强氧化工艺（如芬顿氧化）和厌氧好氧生化工艺中间增加一个碱性催化缩合反应单元，将该废水强氧化产生的毒性醛类、酮类进行缩合反应，转为为易降解，无毒性的醛醇缩合物。同时通过碱性高温反应，将部分难降解大分部析出废水，再通过絮凝沉淀的方式进行分离。通过碱性催化缩合反应后，废水颜色由透明无色转为透明黄色，同时乙醛等特殊刺激性臭味消失。通过该反应后，可以大幅降低废水对厌氧的抑制作用，提高厌氧处理效率。
2、通过将好氧曝气池沉淀后的出水回流50%-400%至厌氧水解池前段，将厌氧水解与好氧曝气形成内循环交替式运行。利用厌氧水解菌将大分子有机物如聚乙二醇PEG-400、聚氧乙烯醚、聚氧丙烯醚分解为乙二醇、乙醛、异丁醛、乙醇等小分子有机物，该类小分子有机物在厌氧中不易降解，同时醛类对厌氧菌具有毒性抑制作用。而乙二醇、乙醛、异丁醛、乙醇等小分子有机物在好氧环境中易于降解。通过厌氧好氧的交替回流，可以充分发挥厌氧水解对大分子具有强水解断链能力，好氧对小分子具有快速降解优势。同时解除中间产物对厌氧的毒性抑制。通过采用该交替循环工艺，大幅提高常规厌氧水解和好氧对该废水的处理效果。
3、另外，通过在厌氧水解池和好氧曝气池内各投加3.0-30.0g/L的粉末活性炭作为特殊菌种附着载体，粉末活性炭的粒径为80-400目，利用粉末活性炭作为工程菌的附着载体，有利于投加菌种快速附着，防止其流失。
（发明人：纪群;夏冬香;郑浩;李媛媛）