碳化硅行業廢水處理的必要性:
碳化硅生產主要為回收料生產和新料生產工藝二大類,下面*介紹回收料生產廢水的水質特點:回收料生產碳化硅,其廢水主要來自包括車間生料浸泡廢水、堿洗廢水、酸洗廢水、廠區生活廢水等,特點如下:
水量波動大:廢水水質水量在一天內變化較大,主要集中生產各工藝段的不規則排放。
污染物濃度高:廢水有機污染物含量高(聚乙二醇、硅酸鈉)、懸浮物高。如酸洗工藝采用氫氟酸,則廢水中還含有氟離子。
生化性比較好:從業主提供水質指標來分析,CODcr:BOD5比值>0.35,屬易生化高懸浮物有機廢水。
預處理難度大:堿洗廢水中含大量的硅酸鈉和粒度小于0.7微米的微粉固形物,如果這股水不單獨收集、單獨處理,必將造成后序處理單元出水不穩定,運行費用高。
縱上所述:如這股水不經處理,直接外排必然會嚴重污染周邊環境,隨著國家對環境保護力度不斷的擴大和深入,要想使企業長期穩定的發展,企業對廢水處理并保證達標排放勢在必行。
回收沙生產碳化硅廢水處理工藝:主采用物化處理+生化處理相結合的處理工藝。
1、物化處理
物化處理主要包括: 酸堿調節、混凝沉淀過濾、氣浮等相結合的工藝。
1.1 酸堿調節裝置:主要是通過PH在線監測系統和電動調節閥門聯動來控制酸、堿液的投加量,大大減少了藥劑多投或少投加的量,減少企業的藥劑投加成本,并使系統出水PH相對穩定。
1.2、混凝沉淀過濾系統:本系統為集混凝反應、混凝沉淀、過濾、自動排泥為一體的綜合處理設備。本設備通過對廢水內投加聚合氯化鋁PAC、聚丙烯酰胺PAM及石灰乳(如用氫氟酸),使廢水中的懸浮物(氟化物),生成固體物、絮體礬花,在罐底側表面積聚,使廢水中的懸浮物在罐底沉淀,水沿罐側壁上升流動,并經過罐體內設置的特殊過濾層,有效的去除了廢水中的懸浮物、硅酸鈉、聚乙二醇及其它污染物,出水清澈。分離出來的泥渣在重力作用下滑至泥斗,再由事先設定好的程序自動排入污泥濃縮池。
1.3、專用氣浮機:廢水由泵提升至氣浮機內的接觸區,與釋放后的溶氣水充分混合接觸。使水中絮體或懸浮物充分吸收粘附微小氣泡,然后進入氣浮分離區。絮體或懸浮物在微氣泡浮力的作用下浮向水面形成浮渣層,水面上的浮渣聚集到一定厚度后,由刮沫機刮至浮渣槽排出。其主要能去除廢水中的聚乙二醇、硅酸鈉和粒度小于0.7微米的微粉固形物;下層的清水經集水管集流至清水池,一部分供回流溶氣水使用。
1.4、物化處理工藝的特點:具有系統運行穩定、出水清流、操作管理方便,占地面積小,可大大減少企業的土建投資和整體工程投資。
2、生化處理
保證出水清澈,是遠不能達到現在排放的要求。所以物化處理后的廢水需進行生化處理。生化處理是通過微生物對廢水中的污染物進行生物降解、吸附的過程。生化處理又分為厭氧處理、好氧處理工藝。
2.1、厭氧處理工藝:應用于碳化硅加工生產廢水的生化預處理可供選擇工藝的較多,各種工藝技術均有其特有的優缺點。厭氧工藝由于其運行費用低廉的優越性,是好氧的前處理優選預處理工藝。厭氧處理的工藝主要有:升流式厭氧污泥床(UASB)、膨脹顆粒污泥床(EGSB)、厭氧內循環反應器(IC)、厭氧折流板反應器(ABR)和*式水解酸化污泥床(HUSB)等。
由于經過前期的物化處理,廢水中的CODcr濃度相對較低,且廢水中的CODcr:BOD5比值>0.35,屬易生化高懸浮物有機廢水。所以厭氧處理工藝推薦采用*式水解酸化污泥床(HUSB)工藝。
HUSB工藝:是將廢水中難生物降解物質或對微生物有毒害作用的物質轉變為易生物降解物質或可生物降解物質,提高廢水的可生化性,以利于后續的好氧生物處理。同時能夠增強系統的抗負荷能力。酸化階段把碳水化合物降解為脂肪酸。有機酸和溶解的含氮化合物分解成氮、胺,水解-酸化菌世代周期較短,故此降解過程迅速。由于厭氧發酵控制在水解酸化階段,可避免因進一步發酵所帶來的沼氣,不會產生普通厭氧處理過程所產生的惡臭氣體,并且避免了完全的厭氧反應對環境要求高,難于穩定運行的缺點。 HUSB反應器的特點:
抗沖擊負荷(COD濃度大幅度波動)的能力強;
土建投資少,施工和安裝簡單;
啟動時間短,調試周期短,操作控制簡單; 無運轉部件,無需維修;
應用范圍廣泛,可適應各種中、高濃度廢水的預處理。
2.2、好氧處理工藝:
適用于碳化硅行業的好氧處理工藝多采用活性污泥法:如氧化溝、A/O、接解氧化工藝等但由于其傳統活性污泥處理系統曝氣容積大,占用的土地較多,基建費用高,相對運行費用較高,產生的污泥不穩定,需進行污泥穩定處理。所以不建設采用。我公司建議主采用SBR工藝:
SBR工藝的過程是按時序來運行的,一個操作過程分五個階段:進水、反應、沉淀、潷水、閑置。由于SBR在運行過程中,各階段的運行時間、反應器內混合液體積的變化以及運行狀態等都可以根據具體污水的性質、出水水質、出水質量與運行功能要求等靈活變化。對于SBR反應器來說,只是時序控制,無空間控制障礙,所以可以靈活控制。因此,SBR工藝發展速度*快,并衍生出許多種新型SBR處理工藝。
HUSB出水自流入SBR池,污水與污泥混合,在上升過程中,污泥通過接觸、吸附廢水中的有機質,使之經歷了一個高負荷過程,有利于絮凝性微生物的生長增殖,使微生物*優化選擇,提高了污泥的生物活性和絮凝性,有效地抑制了絲狀菌的繁殖,使反應器避免了污泥膨脹的發生。在厭氧兼性環境下,反硝化菌進行生物反硝化作用,聚磷菌進行水解釋放磷,完成了生物脫氮和為后續的聚磷菌在S BR池內好氧聚磷創造了必要條件。
SBR好氧系統進行充分好氧曝氣,在好氧環境下,廢水中的有機污染物被微生物(污泥和生物膜)所吸附、降解,并進行新陳代謝,使廢水*凈化,微生物得以增殖,同時廢水中的氨氮在此被硝化菌所硝化,聚磷菌在此進行聚磷反應后隨后續階段的排泥而排出系統實現了生物除磷,曝氣結束后靜止沉淀,沉淀后通過潷水裝置排入清水池經由側流槽進行計量,并達標排放。
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