多晶硅生产废水处理改造工艺说明

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概述

针对多晶硅生产废水实际的水质水量情况以及存在的各类问题，通过反复研究论证，拟从以下几方面对现有处理设施进行改造。

1、分类收集，增加综合预处理

目前多晶硅生产废水中酸性废水及碱性废水无收集设施，此两类废水的特点为间歇性，水质波动较大，若两者直接进入酸碱中和反应池进行中和反应易造成混合水质的波动，因此针对此问题本方案对酸性废水及碱性废水进行分类单独收集，对两类废水进行水质水量的调节，这样有利于后续处理水质的稳定，并能够保证酸碱中和效果。

由于废水中含有大量胶状悬浮物，经中和沉淀后会进一步产生悬浮物，若用沉淀进行泥水分离的方法实际证明会产生排泥堵塞等一系列问题，因此本方案在生产废水中和沉淀处理后进行用泵打入板框压滤机进行泥水分离，这样可以保证泥水的及时分离，期间产生的污泥也可以及时外运处置，不会带来排泥堵塞的问题。另外，由于生产废水可生化性极差，若缺乏针对性的预处理设施，将对后续生化系统带来冲击。因此本方案经试验及讨论研究，决定采用电催化氧化的处理方法对该生产废水进行综合预处理，电催化氧化法是处理高浓度、难降解、有毒有害有机废水的创新型产品，对高分子、多基团、结构稳定、难降解、有毒、有害的有机物降解具有独特的优势。该法基于电化学技术原理，利用电解催化反应过程中生成的强氧化粒子（•OH、•O2、H2O2等），与废水中的有机污染物无选择的快速发生链式反应，进行氧化降解，可大大提高废水的可生化性，保证后续生化效果。

2、强化生化处理系统，降低负荷，增加营养

由于生产废水进水COD浓度较高，就目前生化系统来看，厌氧水解酸化池及接触氧化池池容较小，处理负荷过高，因此本方案针对目前的水质的特点，通过生化系统进水前及生化系统本身两方面着手来降低生化系统的处理负荷，确保生化系统的稳定运行，主要方案为：○1在调节池接入生活污水，提高废水的可生化性并降低综合废水的COD浓度及含盐量；○2在现有一级厌氧水解酸化池前端增设UASB反应器。因为UASB反应器的容积负荷率较高，抗冲击负荷能力强，COD去除率高，出水水质稳定性较好，因此选用UASB反应池作为厌氧处理构筑物。○3扩大现有生化系统容积，特别是后续生物接触氧化池的容积，降低生化系统有机负荷○4另外，由于废水可生化性较差，废水中营养成分缺乏，因此调节池中加装潜水搅拌机用以调节来水水量水质的不均匀性，且在调节池投加营养盐保证后续生化处理。

首先需要强化的是现有水解酸化池，适当设计的进水分配系统对于一个运转良好的水解系统是至关重要的，进水系统需要兼有配水和水利搅拌的功能，配水时需确保各单位面积的进水量基本相同，以防止短路等现象发生，并尽可能满足水利搅拌的需要，保证进水有机物与污泥迅速混合。水解酸化池配水方式主要有一管一孔、一管多孔、分枝配水等配水方式，由于原水解酸化池为上下折流式廊道池型，水解酸化池布水不均，泥水混合效果较差，因此存在污泥沉积、泥水不能充分接触等问题，本方案在我公司多年相关经验的基础上，着重通过改变池型（将廊道去除），特别是变更布水方式（改为脉冲式布水方式）来改善池体水利条件，提高泥水接触面积，充分发挥水解酸化的效果，以提高其对大分子物质的去除效率，在去除部分COD的同时，大分子物质也转化成小分子物质，提高了B/C比，也有利于后续好氧生物处理。

其次原好氧生物处理采用的是生物接触氧化法，据实地考察，生物接触氧化池污泥发黑，溶解氧显然不足，这跟曝气方式有关，原曝气方式选用的是射流式曝气充氧，由于目前常规射流曝气器充氧能力和动力效率还较低，限制了该技术的推广应用。在实际工程中，射流曝气工艺容易形成死角和短流，而且在喇叭口处由于汽水冲击力较大而导致生物膜脱落。射流曝气还易形成曝气不均现象，造成有些区域曝气过量而有些区域则明显曝气不足的现象，而且相对微孔曝气方式投资及能耗也相对较高。因此本方案通过对多种曝气方式的综合考察研究，综合其实际运用情况，决定采用膜片式微孔曝气器代替原有射流曝气器，膜片曝气器扩散气泡直径小，气液界面面积大，氧的传递率高，不产生孔眼堵塞。广泛适用于对生物接触氧化池、曝气池等充氧，运行操作稳定可靠。另外，根据实际考察，生物接触氧化池挂膜情况较差，填料老化严重，经综合考虑，决定更换质量更好的填料，以利于运行的稳定可靠。 

最后，扩大现有生化系统容积，厌氧水解酸化池前增设UASB反应器，同时扩大二级生物接触氧化池池容。

3、深度处理措施保障

由于原有工艺为在生化尾水后接气浮分离池及吸附过滤池，由以上讨论得知，针对目前的生化出水水质，此两项深度处理措施还是不能很好的针对目前的水质特点，处理效率低下，因此，本方案通过分析实际生化尾水水质特点，经实验研究，准备开发一套高级氧化技术（具体氧化剂由实验确定）来进一步去除废水中的有机污染物特别是可溶性有机物。

4、对现有设施进行调整，提高效率

充分利用原有调节池，综合生产废水及生活污水在此进行混合，由于综合生产废水可生化性极差，因此在此可尽可能多的添加生活污水（建议添加量在1200m3/d以上），以提高综合废水的可生化性。我们还可以增设二级厌氧水解酸化池至调节池的污泥回流管道，将调节池改为预酸化池，这并不影响调节池对废水水质水量的调节。实际效果：由于进水有机物含量较多，若调节池改为预酸化池将带来以下好处：1、调节池庞大使得废水与污泥接触反应时间及污泥泥龄显著增加，强化了水解酸化效果，可以认为是废水生化处理之前的最佳预处理，改造方便，运行成本低。2、提高了废水的可生化性，为后续生化处理的去除效果打下良好基础。3、去除部分有机物，降低后续生化系统的有机负荷，保证处理效果。调节池只需增设潜水搅拌机对混合废水进行搅拌即可实现，亦可防止污泥在调节池的沉积。

中和池增设机械搅拌装置，可防止中和后污泥沉积，也可提高中和效果。

5、增加必要的监控仪表

在保证处理效果的前提下，为了合理控制好各项运行参数，提高整套污水处理系统的处理效率，拟在关键部位如中和池、废水收集池、调节池等按需增设pH测定仪，在水解酸化池、好氧池增设溶解氧仪或者购买便携式溶解氧仪等，这样可及时掌握好各项运行参数，确保废水治理的稳定可靠。

工艺流程如图

根据上述改造思路，具体改造后的工艺流程如图

注：图中虚线部分为新增处理单元或改造内容。

工艺流程改造说明

1）原有生产废水为直接混合处理，现将酸碱两类废水进行分类收集，可起到水量水质的调节作用，也有利于后续水质稳定，收集池中设有搅拌（机械搅拌或空气搅拌）装置，可防止废水中悬浮物沉积池底，随后利用两类废水本身的水质特点进行混合中和处理（pH调至6-9），中和池中也设有机械搅拌装置，强化两类废水的混合效果，起到快速中和的目的。由于中和后会产生大量悬浮物，分离也较困难，因此中和后的废水收集后经泵提升至板框压滤系统进行脱水，确保泥水充分分离，污泥也得到及时处理，不会增加沉淀池处理负荷，效果显著。

（2）经板框压滤系统处理后的滤液收集后经泵提升至电催化氧化装置进行高级氧化处理，破环、去除大部分难降解有机污染物，同时提高废水可生化性。电催化氧化装置出水经收集后再用泵打入高效一体化净化装置进行澄清，进一步去除废水中悬浮物同时去除部分COD，减轻后续生化处理负荷及难度。

（3）高效一体化净化装置出水自流进入气浮池进一步去除残留悬浮物，随后废水进入调节池，通过将厌氧水解酸化池部分污泥回流至调节池，并在调节池安装潜水搅拌机，并加入营养盐，调节池不仅可以起到调节水量水质的目的，还可以起到预酸化的目的，为后续生化处理起到预处理的目的。此外，调节池同时接入生活污水跟生产废水一起混合调质，不仅可以提高综合废水的可生化性，而且在一定程度上可以降低后续生化系统处理负荷。

（4）调节池出水经泵提升进入UASB反应器，设电磁流量计和电动阀自动控制UASB反应池的进水流量保持稳定。UASB出水经缓冲池提升泵打入一级、二级厌氧水解酸化池，原厌氧水解酸化池为折流式池型，根据前面综述，现将一级水解酸化池中廊道去除，并将水解酸化池布水改为脉冲式布水方式， 在起到配水及搅拌的双重功能，保证布水效果的同时还可起到节能降耗，降低投资等作用。

（5）厌氧水解酸化池出水自流进入一级、二级生物接触氧化池，由于原接触氧化池实际挂膜效果不理想，并且原曝气系统存在曝气不均、不足等缺点，现更换一级、二级生物接触氧化池填料为高质量填料，同时扩大二级接触氧化池池容，降低有机负荷。再将曝气系统改为鼓风曝气系统，曝气器采用膜片式微孔曝气器，增强充氧能力及提高汽水接触效果，强化好氧处理效果。

（6）二级接触氧化池出水自流进入二沉池进行泥水分离后进入吸附过滤池处理，随后进入清水池。针对水质特点，经试验反复研究论证，现在清水池底部布置穿孔曝气管，同时通入高级氧化剂（氧化剂根据实际情况确定），形成高级氧化作用，进一步去除废水中的有机污染物特别是可溶性有机物，起到强化保障的作用。

（7）由于深度氧化后会继续产生部分微小悬浮物，因此在清水池后续接混凝沉淀池，进一步去除悬浮物及部分COD，起到澄清废水及降低COD的作用。

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