專利名稱：一種電子工業(yè)含氟含氨氮廢水全部再生回用的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及電子工業(yè)含氟含氨氮廢水全部再生回用的方法。
背景技術(shù)：
隨著電子工業(yè)技術(shù)特別是集成電路芯片工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，電子工業(yè)廢水特別是電 子工業(yè)含氟含氨氮廢水處理成為水處理行業(yè)中的突出難題。電子工業(yè)通常在生產(chǎn)制程中使 用了如氫氟酸、硫酸、磷酸、氨水、鹽酸、有機(jī)溶劑等大量的化學(xué)藥劑，使得排放的廢水含有 大量的對(duì)周邊環(huán)境有污染的成分，加劇了我國(guó)水污染和水資源短缺形勢(shì)的嚴(yán)竣程度。電子工業(yè)含氟含氨氮廢水具有水量大，污染成分復(fù)雜，污染性強(qiáng)，可生化性差，總 溶解固體鹽(TDS)、氨氮和氟化物含量高等特點(diǎn)。電子企業(yè)(集成電路芯片企業(yè))目前對(duì)這 種類型的廢水沒(méi)有成熟有效的處理方法，一般情況下在經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的除氟處理后，只能排入 城市污水處理廠集中處理。由于該類廢水可生化性差(B0D/C0D<0. 1)，且由于城市污水處 理廠工藝技術(shù)的局限性，出水中總氮往往不達(dá)標(biāo)，容易導(dǎo)致排放水體的富營(yíng)養(yǎng)化，特別是對(duì) 某些特定污染物(比如氟)不能有效去除而只能靠稀釋降低濃度。面臨日趨嚴(yán)重的生態(tài)環(huán) 境，國(guó)家要求工業(yè)企業(yè)必須貫徹“節(jié)能減排”的方針政策，在對(duì)工業(yè)企業(yè)用水大戶的環(huán)評(píng)批 復(fù)中除了要求廢水達(dá)標(biāo)排放外，也明確要求廢水必須達(dá)到一定的回用率，常規(guī)的處理方法 已經(jīng)不能有效地減少污染物的排放更不可能實(shí)現(xiàn)通過(guò)廢水再生回用來(lái)有效減少?gòu)U水的排 放量，實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)。因此，必須在廢水處理過(guò)程中改進(jìn)處理工藝，最大限度減少污染物的 排放量，減輕對(duì)周邊環(huán)境的污染，同時(shí)提高廢水的再生回用率，節(jié)約寶貴的水資源。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種電子工業(yè)含氟 含氨氮廢水再生回用的方法，其能夠?qū)崿F(xiàn)廢水的全部回收利用。為解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案一種電子工業(yè)含氟含氨氮廢水全部再生回用的方法，所述電子工業(yè)含氟含氨氮廢 水中氟離子含量為不低于20mg/L，氨氮含量為不低于15mg/L，廢水pH為6 9，所述方法包 括如下步驟(1)、所述廢水按照如下流程獲得68% 78%的再生回用水和22% 32%的濃 水除氨氮工序一除氟工序一過(guò)濾工序一超濾膜分離一耐清洗反滲透膜分離；(2)、步驟(1)所得濃水經(jīng)過(guò)反滲透膜濃縮處理，透過(guò)膜的出水作為再生回用水， 濃縮水再通過(guò)蒸發(fā)冷凝處理轉(zhuǎn)化為再生回用水；步驟(1)中所述除氨氮工序采用化學(xué)脫氮法，具體為向廢水中通入含氯氧化劑使 廢水中的氨氮與含氯氧化劑反應(yīng)轉(zhuǎn)化為氮?dú)舛コ?，所述含氯氧化劑為液態(tài)或氣態(tài)的Ci2 ；步驟(1)中所述除氟工序采取化學(xué)反應(yīng)沉淀與混凝沉淀分離相結(jié)合的方式，其中 化學(xué)反應(yīng)沉淀是指向廢水中加入含鈣離子的物質(zhì)和在PH 6 7的條件下使廢水中的氟離子反應(yīng)轉(zhuǎn)化為氟化鈣，所述含鈣離子的物質(zhì)為選自氧化鈣、氫氧化鈣或可溶性鈣鹽中的一 種或多種的組合，所述混凝沉淀分離是指使生成的氟化鈣在混凝劑的作用下化學(xué)脫穩(wěn)形成 絮體以增強(qiáng)沉淀效果，再通過(guò)沉淀與水分離；步 驟(1)中所述過(guò)濾工序是指將廢水通過(guò)石英砂濾池進(jìn)行過(guò)濾。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選方面除氨氮工序中，以廢水中1!^/1氨氮投入7.6 8. Omg/L Cl2的比例向廢水中加入Cl2，且分二批次投加Cl2，第一批次加入量為65 75%， 剩余的第二批加入，在投加了第一批次Cl2之后，加入與第一批次所投加的Cl2等當(dāng)量的堿 以中和Cl2與氨氮反應(yīng)產(chǎn)生的鹽酸，然后再投加第二批次Cl2。另外，以廢水中l(wèi)mg/L氟離 子投入2. 3 2. 5mg/L鈣離子的比例向反應(yīng)池中添加含鈣離子的物質(zhì)為優(yōu)選。優(yōu)選地，除氨氮工序和除氟工序的具體的實(shí)施方式視廢水中氟離子與氨氮含量之 比的不同而不同，具體如下當(dāng)電子工業(yè)含氟含氨氮廢水中氨氮含量與氟離子含量之比小于1 2. 5時(shí)，在除 氨氮工序中，加入的所述堿為氫氧化鈣；除氟工序中，向完成除氨氮工序之后的廢水中加入 氧化鈣以調(diào)節(jié)pH在6 7之間，然后再投加可溶性鈣鹽，之后，在攪拌的狀態(tài)下加入混凝 齊U，其中，除氨氮工序中所加入的氫氧化鈣、除氟工序中所加入的氫氧化鈣和可溶性鈣鹽的 總投入量滿足廢水中l(wèi)mg/L氟離子投入2. 3 2. 5mg/L鈣離子的比例要求，上述步驟均在 一個(gè)反應(yīng)池內(nèi)進(jìn)行，之后，使反應(yīng)池的出水自流進(jìn)入澄清池沉淀1 2小時(shí)得到氟離子濃度 不高于9mg/L的上層上清液和污泥。當(dāng)電子工業(yè)含氟含氨氮廢水中氨氮含量與氟離子含量之比為1 1.75 2. 5時(shí)，在 除氨氮工序中，加入的所述堿為氫氧化鈣；除氟工序中向完成步驟除氨氮工序之后的廢水 中再次加入氫氧化鈣，該次加入的氫氧化鈣與除氨氮工序中加入的氫氧化鈣的總投入量滿足 廢水中l(wèi)mg/L氟離子投入2. 3 2. 5mg/L鈣離子的比例要求，同時(shí)，加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)廢水pH 為6 7，并在攪拌狀態(tài)下加入混凝劑，上述步驟均在一個(gè)反應(yīng)池內(nèi)進(jìn)行，之后，使反應(yīng)池的出 水自流進(jìn)入澄清池沉淀1 2小時(shí)得到氟離子濃度不高于9mg/L的上層上清液和污泥。當(dāng)電子工業(yè)含氟含氨氮廢水中氨氮含量與氟離子含量之比大于1 1.75時(shí)，所加 入的含鈣離子的物質(zhì)選擇為氫氧化鈣，在除氨氮工序中，投入全部除氟所需的氫氧化鈣作 為中和氨氮反應(yīng)產(chǎn)生的鹽酸的堿，不足的堿用氫氧化鈉補(bǔ)足；除氟工序中，向完成除氨氮工 序之后的廢水中加入氫氧化鈉來(lái)調(diào)節(jié)廢水PH為6 7，并在攪拌的狀態(tài)下加入混凝劑，上述 步驟均在一個(gè)反應(yīng)池內(nèi)進(jìn)行，之后，使反應(yīng)池的出水自流進(jìn)入澄清池沉淀1 2小時(shí)得到氟 離子濃度不高于9mg/L的上層上清液和污泥。上述的混凝劑可以為選自廢水處理技術(shù)領(lǐng)域常規(guī)的各種混凝劑例如聚合氯化鋁 (PAC)、聚丙烯酰胺(PAM)等中的一種或幾種的組合。根據(jù)廢水中氟離子與氨氮含量之比的不同而選擇的上述不同實(shí)施方式，可解決由 于含鈣離子的物質(zhì)加入的不足而導(dǎo)致除氟效率不高的問(wèn)題以及含鈣離子的物質(zhì)投加過(guò)量 出水中鈣離子含量過(guò)高造成后續(xù)處理時(shí)設(shè)備容易結(jié)垢的問(wèn)題，確保出水水質(zhì)達(dá)到后續(xù)處理 工藝要求。優(yōu)選地，在進(jìn)水管路上和反應(yīng)池中安裝氨氮在線監(jiān)測(cè)儀裝置，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)廢水中的 氨氮含量，監(jiān)測(cè)結(jié)果反饋給控制系統(tǒng)以控制加氯機(jī)按比例向反應(yīng)池中添加Cl2，如此，可解 決由于加氯不足去除氨氮效率不高的問(wèn)題以及加氯投加過(guò)量余氯過(guò)高的問(wèn)題，確保出水水質(zhì)達(dá)到后續(xù)處理工序要求。進(jìn)一步優(yōu)選地，還在反應(yīng)池中安裝氟離子在線監(jiān)測(cè)儀和在線PH 計(jì)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)廢水中氟離子含量和廢水的PH值，監(jiān)測(cè)結(jié)果反饋給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)根據(jù) 廢水中氟離子含量，向廢水中加入含鈣離子的物質(zhì)。過(guò)濾工序中，廢水通過(guò)石英砂濾池的濾速優(yōu)選為5. 5 7. 5m3/m2 · h，石英砂濾池 優(yōu)選為V型濾池。根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)廢水中含有環(huán)狀有機(jī)氮和/或大分子有機(jī)物時(shí)，優(yōu)選在步驟(1)的 過(guò)濾工序之后、超濾膜分離之前對(duì)廢水進(jìn)行臭氧/活性炭處理。臭氧/活性炭處理包括依 次進(jìn)行的臭氧處理步驟和活性炭吸附步驟，其中臭氧處理在臭氧接觸池中進(jìn)行，由臭氧發(fā) 生器向臭氧接觸池內(nèi)供應(yīng)臭氧，臭氧添加量為2. 5 3. Omg/L廢水，處理時(shí)間為20 40分 鐘；活性炭吸附在內(nèi)填有活性炭濾料的活性炭濾池中進(jìn)行。根據(jù)申請(qǐng)人的實(shí)踐，對(duì)含環(huán)狀有 機(jī)氮及大分子有機(jī)物的廢水，如果不進(jìn)行臭氧/活性炭處理就直接進(jìn)行超濾膜分離，則非 常容易出現(xiàn)膜堵塞的問(wèn)題，極大的影響了廢水的處理。因此，本發(fā)發(fā)明針對(duì)這類廢水，利用 臭氧將廢水中的環(huán)狀有機(jī)氮以及大分子有機(jī)物分解/打斷成小分子物質(zhì)，并利用具有良好 吸附性能的活性炭將產(chǎn)生的小分子物質(zhì)吸附除去。優(yōu)選地，所述超濾膜分離采用膜孔徑為8 12nm的超濾膜過(guò)濾元件，在一個(gè)具體 的實(shí)施例中，超濾膜孔徑為lOnm。優(yōu)選地，在步驟(2)中，對(duì)步驟(1)所得濃水進(jìn)行二次反滲透膜濃縮處理，其中，第 一次反滲透膜濃縮處理采用耐清洗反滲透膜元件，濃縮比例為2. 5倍，透過(guò)膜的出水作為 再生回用水，未透過(guò)膜的濃水進(jìn)行第二次反滲透膜濃縮處理，第二次反滲透膜濃縮處理采 用海水淡化反滲透膜濃縮設(shè)備，濃縮比例為2倍，透過(guò)膜的出水作為再生回用水，未通過(guò)膜 的濃縮水進(jìn)入蒸發(fā)系統(tǒng)，蒸發(fā)冷凝后的蒸餾水回收作為再生回用水。由于以上技術(shù)方案的實(shí)施，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明方法采用化學(xué)加氯除氮法去除廢水中的氨氮，有效地減少了氨氮含量， 快速、高效、穩(wěn)定；當(dāng)進(jìn)水的氨氮濃度變化范圍較大時(shí)，只需根據(jù)反應(yīng)配比改變加氯量就能 達(dá)到處理效果，因此采用的方法能靈活適應(yīng)氨氮濃度強(qiáng)烈變化的工業(yè)廢水，即該方法的抗 沖擊能力較強(qiáng)。而采用常規(guī)的去除氨氮的生物處理方法需要培養(yǎng)菌種、調(diào)試時(shí)間長(zhǎng)，且生物 反應(yīng)池的容積已經(jīng)固定，當(dāng)氨氮濃度強(qiáng)烈變化時(shí)無(wú)法達(dá)到令人滿意的去除效果。2、采用先進(jìn)行加氯除氨氮，后添加能與氟離子形成不溶于水的氟化鈣的物質(zhì)(例 如氧化鈣/石灰，氫氧化鈣，氯化鈣等鈣鹽)，不僅處理效果穩(wěn)定良好，而且利用除氟工序過(guò) 程中需要投加的物質(zhì)產(chǎn)生的堿來(lái)中和除氮反應(yīng)中產(chǎn)生的酸，有利于出水PH值的控制，達(dá)到 最佳的除氟效果，且操作簡(jiǎn)單。3、本發(fā)明能夠基本實(shí)現(xiàn)廢水的全部回收利用，利于節(jié)能減排以及降低電子工業(yè)用 水的成本，最大限度減少污染物的排放量，實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)。


圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，但本發(fā)明不限于以下實(shí)施例。 下述實(shí)施例添加劑用量均為春秋季節(jié)時(shí)的數(shù)值。實(shí)施例1某電子工業(yè)含氟含氨氮廢水含有大量的氟、氨氮、有機(jī)氮、磷及固體懸浮物等污染 物，水中總?cè)芙夤腆w鹽含量較高。具體的廢水中主要的污染物含量表詳見(jiàn)表1-1。表1-1含氟含氨氮廢水的主要污染物含量表
氨氮~ 總氮~~ 氟離子 氨氮/氟離子 COD I-SS Γ TDSpH值
20mg/L 26mg/L 55mg/L 0.3650mg/L 50mg/L 4.8mg/L 2000mg/L 6 — 9如圖1所示，使廢水依次經(jīng)過(guò)主要由調(diào)節(jié)池、反應(yīng)池、澄清池和V型石英砂濾池、臭 氧接觸池、活性炭濾池、超濾膜設(shè)備、耐清洗反滲透膜設(shè)備、濃水處理設(shè)備和蒸發(fā)系統(tǒng)串聯(lián) 而成的一體化整體裝置，獲得再生回用水。具體工藝步驟如下(一 )、調(diào)節(jié)池由于排放的水質(zhì)和水量方面均有一定的不均衡性，因此設(shè)置調(diào)節(jié) 池進(jìn)行水質(zhì)和水量的均衡。(二)、反應(yīng)池廢水經(jīng)提升泵提升進(jìn)入設(shè)有攪拌機(jī)的反應(yīng)池進(jìn)行化學(xué)除氨氮工 序、除氟工序的化學(xué)反應(yīng)沉淀、除氟工序的混凝反應(yīng)，具體如下①根據(jù)廢水的水質(zhì)特點(diǎn)，采用(1)在進(jìn)水管路上和反應(yīng)池中安裝氨氮在線監(jiān)測(cè) 儀裝置，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)廢水中的氨氮含量，監(jiān)測(cè)結(jié)果反饋給控制系統(tǒng)以控制加氯機(jī)向反應(yīng)池中 添加液氯的量，并且分二批次投加液氯(按第一批約70%，第二批約30%投加)，有益于脫 除氨氮的過(guò)程控制和提高氨氮的脫除效率?？山鉀Q由于加氯不足去除氨氮效率不高的問(wèn)題 以及加氯投加過(guò)量余氯過(guò)高的問(wèn)題，確保出水水質(zhì)達(dá)到后續(xù)處理工藝要求。液氯的添加量 一般按廢水中l(wèi)mg/L氨氮需要7. 6 8. Omg/L液氯的濃度比例進(jìn)行添加。②由于廢水中，氨氮/氟離子含量之比小于1 2. 5，則按照如下過(guò)程實(shí)施上述的 各反應(yīng)先添加第一批次液氯去除部分氨氮，再添加與第一批次所加液氯等當(dāng)量的氫氧化 鈣，一方面氫氧化鈣可以中和液氯除氨氮產(chǎn)生的鹽酸，另一方面氫氧化鈣的鈣離子可以和 部分氟離子反應(yīng)生成難溶于水的氟化鈣，然后添加第二批次液氯去除廢水中剩余的氨氮， 再次添加氫氧化鈣中和使PH值控制在6. 0 7. 0之間，以利于氟化鈣晶體的形成，不足的 鈣離子部分再通過(guò)添加氯化鈣補(bǔ)充，最終可將大部分的氟離子轉(zhuǎn)化為氟化鈣。③、經(jīng)過(guò)上述步驟后的廢水在攪拌狀態(tài)下加入混凝劑(聚合氯化鋁PAC、聚丙烯酰 胺PAM或二者的組合)。由于第二階段除氟反應(yīng)產(chǎn)生的氟化鈣為難溶解的細(xì)小顆粒，可沉淀 性差，通過(guò)投加混凝劑可使包括氟化鈣在內(nèi)的細(xì)小顆粒化學(xué)脫穩(wěn)并形成更大絮體，強(qiáng)化沉 淀效果。采用上述的添加劑與混凝沉淀工藝同時(shí)可以去除磷，廢水中的磷在反應(yīng)池內(nèi)與石 灰反應(yīng)生成磷酸鈣顆粒后通過(guò)澄清池沉淀去除。(三)、澄清池反應(yīng)池的出水自流進(jìn)入澄清池，沉淀1 2小時(shí)后，廢水中的大部 分氟化物、懸浮物和部分有機(jī)物沉淀形成污泥排放而去除。澄清池的污泥被輸送至污泥脫 水裝置將污泥脫水成泥餅，泥餅含有鈣成分，可被開(kāi)發(fā)利用，是制造環(huán)保磚塊的良好原料，儲(chǔ)泥池上清液和濾 液回流到調(diào)節(jié)池循環(huán)處理。上層上清液經(jīng)檢測(cè)氟離子含量不高于9mg/L， 氨氮含量低于0. 5mg/L，可使其自流進(jìn)入V型石英砂濾池過(guò)濾。(四)、V型石英砂濾池，澄清池的上層澄清液自流進(jìn)入有均勻粒徑的石英砂濾料 層的V型濾池，濾速控制在5. 5 7. 5m3/m2 · h之間，主要是通過(guò)物理過(guò)濾作用去除澄清池 中未能沉降的細(xì)小懸浮物和膠狀物質(zhì)。當(dāng)濾池運(yùn)行一段時(shí)間后濾層堵塞而影響濾速時(shí)，可 用氣水反沖洗濾層恢復(fù)濾速，清洗水回流到調(diào)節(jié)池循環(huán)處理。經(jīng)過(guò)該步驟處理之后的廢水 基本上能夠通過(guò)超濾膜設(shè)備進(jìn)行再生回用。(五)、臭氧接觸池石英砂濾池的出水進(jìn)入臭氧接觸池，由臭氧發(fā)生器供應(yīng)臭氧 至池內(nèi)的臭氧曝氣盤，利用臭氧的強(qiáng)氧化能力分解廢水中含有的部分環(huán)狀有機(jī)氮及部分大 分子有機(jī)物。臭氧添加量為2. 5 3. Omg/L，氧化時(shí)間一般為30分鐘。(六)、活性炭濾池臭氧接觸池的出水進(jìn)入活性炭濾池，該濾池內(nèi)填有活性炭濾 料，利用活性炭良好的吸附性能將由臭氧氧化生成的小分子有機(jī)氮、有機(jī)物吸附，再由附著 在活性炭表面上的生物對(duì)吸附的小分子有機(jī)物進(jìn)行生物降解。當(dāng)濾池運(yùn)行一段時(shí)間后濾層 堵塞而影響濾速時(shí)，可用氣水反沖洗濾層恢復(fù)濾速，清洗水回流到調(diào)節(jié)池循環(huán)處理。臭氧/活性炭處理工藝是對(duì)膜分離系統(tǒng)的保護(hù)措施，可降低上述污染物對(duì)后續(xù)反 滲透膜的污染，降低其清洗與更換頻率，延長(zhǎng)膜元件的使用壽命，減少設(shè)備投資、運(yùn)行費(fèi)用 和對(duì)后續(xù)出水消毒過(guò)程的加氯量等。(七)、10nm超濾膜設(shè)備，本實(shí)施例主要選用超濾膜過(guò)濾元件，針對(duì)廢水中高分子 有機(jī)物分子量主要為10萬(wàn)道爾頓以上的特征，在滿足能去除濁度、膠體、細(xì)菌、病毒等的基 礎(chǔ)上，還必須選擇合適的膜孔徑保證上述有機(jī)物的去除，本超濾設(shè)備膜孔徑約為lOnm。本設(shè) 備可以去除濁度、膠體、細(xì)菌、病毒和絕大部分有機(jī)物等，保證通過(guò)超濾后的出水基本不含 任何懸浮物，長(zhǎng)期保持高質(zhì)量。(八)、耐清洗反滲透膜設(shè)備，主要是選用耐清洗反滲透膜元件，該工業(yè)廢水經(jīng)過(guò) 前置超濾膜設(shè)備后，仍然有很多污染物(包括溶解在水中的有機(jī)物)會(huì)對(duì)反滲透膜產(chǎn)生污 染，而膜污染后需要通過(guò)不斷的反復(fù)清洗來(lái)恢復(fù)其性能，因此反滲透膜除了要具備一般的 抗污染性外，具備優(yōu)異的耐清洗性對(duì)膜的選擇更為重要，本實(shí)施例所選擇的耐清洗反滲透 膜具有特別優(yōu)異的耐清洗性，耐清洗性次數(shù)可達(dá)到100次以上，其孔徑位于埃級(jí)范圍，是最 精密的液體膜分離技術(shù)，能截留幾乎所有溶解性鹽，但又允許水分子透過(guò)，最終可以得到初 級(jí)純水水質(zhì)的再生水，可供電子工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)使用，廢水回收率約75%。該耐清洗反滲透膜 設(shè)備以壓力為推動(dòng)力，對(duì)TDS的抗沖擊能力很強(qiáng)，當(dāng)TDS較高時(shí)，可通過(guò)改變反滲透進(jìn)水高 壓泵的變頻器頻率，提高高壓泵的揚(yáng)程，從而改變反滲透除鹽所需壓力，達(dá)到脫鹽的目的。(九)、反滲透膜濃縮設(shè)備，主要是對(duì)上述耐清洗反滲透膜設(shè)備產(chǎn)生的濃水再進(jìn)行 兩次反滲透膜濃縮處理，濃縮后的超高TDS濃度的濃水再采用蒸發(fā)系統(tǒng)進(jìn)行蒸發(fā)處理。其 中，第一次反滲透膜濃縮處理采用耐清洗反滲透膜元件，濃縮比例為2. 5倍，透過(guò)膜的出水 回收作為再生水；未透過(guò)膜的濃水再進(jìn)行第二次濃縮處理，第二次反滲透膜濃縮處理采用 海水淡化反滲透膜濃縮設(shè)備，濃縮比例為2倍，透過(guò)膜的出水回收也作為再生水；最終未透 過(guò)海水淡化反滲透膜的濃水中TDS濃度極高，水量大大減少，可再采用蒸發(fā)系統(tǒng)蒸發(fā)回收 處理，蒸發(fā)冷凝后的蒸餾水回收作為再生水。蒸發(fā)系統(tǒng)排出的污泥經(jīng)干化為固體后，與澄清 池排放污泥壓濾成的含鈣成分的泥餅混合，可作為制造環(huán)保磚塊的優(yōu)良原料。
采取上述方法具有如下特點(diǎn)1、除氨氮反應(yīng)的反應(yīng)時(shí)間僅需約5 7分鐘。氟離子與鈣離子反應(yīng)的時(shí)間也僅需 要5 7分鐘，具有常規(guī)的生物處理去除氨氮法所無(wú)法比擬的高效、快速，且同時(shí)還克服了 常規(guī)的生物處理去除氨氮法的如下不足(1)廢水本身可生化性差；(2)采用生物處理法去 除氨氮，需要補(bǔ)充碳源，而較好的碳源比如甲醇存在成本高、易燃、易爆、不安全等局限性； (3)生 物處理工藝單元較復(fù)雜，占用土地資源多，建設(shè)成本高，建設(shè)周期長(zhǎng)，處理效率相對(duì)較 低等問(wèn)題。2、采用化學(xué)加氯除氮法去除廢水中的氨氮，有效地減少了氨氮含量，快速、高效、 穩(wěn)定；當(dāng)進(jìn)水的氨氮濃度變化范圍較大時(shí)，只需根據(jù)反應(yīng)配比改變加藥量就能達(dá)到處理效 果，因此采用的化學(xué)工藝能靈活適應(yīng)氨氮濃度強(qiáng)烈變化的工業(yè)廢水，即該工藝的抗沖擊能 力較強(qiáng)。而采用常規(guī)的去除氨氮的生物處理方法需要培養(yǎng)菌種、調(diào)試時(shí)間長(zhǎng)，且生物反應(yīng)池 的容積已經(jīng)固定，當(dāng)氨氮濃度強(qiáng)烈變化時(shí)無(wú)法達(dá)到令人滿意的去除效果。3、表1-2為本實(shí)施例進(jìn)出水水質(zhì)對(duì)比表，包括進(jìn)水廢水中主要的污染物含量，以 及國(guó)家最新頒布的GB5749-2006《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》主要指標(biāo)，以及經(jīng)過(guò)本實(shí)施例處理 后實(shí)際的再生水水質(zhì)指標(biāo)；通過(guò)比較可知，經(jīng)過(guò)本實(shí)施例進(jìn)行處理的再生水水質(zhì)完全達(dá)到 甚至大大優(yōu)于上述《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》，其中再生水的TDS濃度較低，完全可以作為電 子工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)用的初級(jí)純水。表1-2進(jìn)水主要污染物與出水水質(zhì)主要指標(biāo)對(duì)比表
權(quán)利要求
1.一種電子工業(yè)含氟含氨氮廢水全部再生回用的方法，所述電子工業(yè)含氟含氨氮廢水 中氟離子含量為不低于20mg/L，氨氮含量為不低于15mg/L，廢水pH為6 9，其特征在于 所述方法包括如下步驟(1)、所述廢水按照如下流程獲得68% 78%的再生回用水和22% 32%的濃水除 氨氮工序一除氟工序一過(guò)濾工序一超濾膜分離一耐清洗反滲透膜分離；O)、步驟(1)所得濃水經(jīng)過(guò)反滲透膜濃縮處理，透過(guò)膜的出水作為再生回用水，濃縮 水再通過(guò)蒸發(fā)冷凝處理轉(zhuǎn)化為再生回用水；步驟(1)中所述除氨氮工序采用化學(xué)脫氮法，具體為向廢水中通入含氯氧化劑使廢水 中的氨氮與含氯氧化劑反應(yīng)轉(zhuǎn)化為氮?dú)舛コ?，所述含氯氧化劑為液態(tài)或氣態(tài)的Cl2 ；步驟(1)中所述除氟工序采取化學(xué)反應(yīng)沉淀與混凝沉淀分離相結(jié)合的方式，其中化學(xué) 反應(yīng)沉淀是指向廢水中加入含鈣離子的物質(zhì)和在pH 6 7的條件下使廢水中的氟離子反 應(yīng)轉(zhuǎn)化為氟化鈣，所述含鈣離子的物質(zhì)為選自氧化鈣、氫氧化鈣或可溶性鈣鹽中的一種或 多種的組合，所述混凝沉淀分離是指使生成的氟化鈣在混凝劑的作用下化學(xué)脫穩(wěn)形成絮體 以增強(qiáng)沉淀效果，再通過(guò)沉淀與水分離；步驟(1)中所述過(guò)濾工序是指將廢水通過(guò)石英砂濾池進(jìn)行過(guò)濾。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子工業(yè)含氟含氨氮廢水全部再生回用的方法，其特征在 于除氨氮工序中，以廢水中l(wèi)mg/L氨氮投入7. 6 8. Omg/L Cl2的比例向廢水中加入Cl2， 且分二批次投加Cl2，第一批次加入量為65 75%，剩余的第二批加入，在投加了第一批次 Cl2之后，加入與第一批次所投加的Cl2等當(dāng)量的堿以中和Cl2與氨氮反應(yīng)產(chǎn)生的鹽酸，然后 再投加第二批次Cl2 ；以廢水中l(wèi)mg/L氟離子投入2. 3 2. 5mg/L鈣離子的比例向反應(yīng)池中 添加含鈣離子的物質(zhì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電子工業(yè)含氟含氨氮廢水全部再生回用的方法，其特征在 于所述的電子工業(yè)含氟含氨氮廢水中氨氮含量與氟離子含量之比小于1 2. 5，除氨氮工 序中，加入的所述堿為氫氧化鈣；除氟工序中，向完成除氨氮工序之后的廢水中加入氫氧化 鈣以調(diào)節(jié)PH在6 7之間，然后再投加可溶性鈣鹽，之后，在攪拌的狀態(tài)下加入混凝劑，其 中，除氨氮工序中所加入的氫氧化鈣、除氟工序中所加入的氫氧化鈣和可溶性鈣鹽的總投 入量滿足廢水中l(wèi)mg/L氟離子投入2. 3 2. 5mg/L鈣離子的比例要求，上述步驟均在一個(gè) 反應(yīng)池內(nèi)進(jìn)行，之后，使反應(yīng)池的出水自流進(jìn)入澄清池沉淀1 2小時(shí)得到氟離子濃度不高 于9mg/L的上層上清液和污泥。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電子工業(yè)含氟含氨氮廢水全部再生回用的方法，其特征在 于所述的電子工業(yè)含氟含氨氮廢水中氨氮含量與氟離子含量之比為1 1.75 2. 5，除 氨氮工序中，加入的所述堿為氫氧化鈣；除氟工序中，向完成除氨氮工序之后的廢水中再次 加入氫氧化鈣，該次加入的氫氧化鈣與除氨氮工序中加入的氫氧化鈣的總投入量滿足廢水 中l(wèi)mg/L氟離子投入2. 3 2. 5mg/L鈣離子的比例要求，同時(shí)，加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)廢水pH 為6 7，并在攪拌狀態(tài)下加入混凝劑，上述步驟均在一個(gè)反應(yīng)池內(nèi)進(jìn)行，之后，使反應(yīng)池的 出水自流進(jìn)入澄清池沉淀1 2小時(shí)得到氟離子濃度不高于9mg/L的上層上清液和污泥。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電子工業(yè)含氟含氨氮廢水全部再生回用的方法，其特征在 于所述的電子工業(yè)含氟含氨氮廢水中氨氮含量與氟離子含量之比大于1 1.75，所述含 鈣離子的物質(zhì)為氫氧化鈣，在除氨氮工序中，投入全部除氟所需的氫氧化鈣作為中和氨氮反應(yīng)產(chǎn)生的鹽酸的堿，不足的堿用氫氧化鈉補(bǔ)足；除氟工序中，向完成除氨氮工序之后的廢 水中加入氫氧化鈉來(lái)調(diào)節(jié)廢水PH為6 7，并在攪拌的狀態(tài)下加入混凝劑，上述步驟均在一 個(gè)反應(yīng)池內(nèi)進(jìn)行，之后，使反應(yīng)池的出水自流進(jìn)入澄清池沉淀1 2小時(shí)得到氟離子濃度不 高于9mg/L的上層上清液和污泥。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的電子工業(yè)含氟含氨氮廢水全部再生回 用的方法，其特征在于在進(jìn)水管路上和反應(yīng)池中安裝氨氮在線監(jiān)測(cè)儀裝置，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)廢水 中的氨氮含量，監(jiān)測(cè)結(jié)果反饋給控制系統(tǒng)以控制加氯機(jī)按比例向反應(yīng)池中添加Ci2;此外， 還在反應(yīng)池中安裝氟離子在線監(jiān)測(cè)儀和在線PH計(jì)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)廢水中氟離子含量和廢水的 PH值，監(jiān)測(cè)結(jié)果反饋給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)根據(jù)廢水中氟離子含量，向廢水中加入含鈣離子 的物質(zhì)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子工業(yè)含氟含氨氮廢水全部再生回用的方法，其特征在 于過(guò)濾工序中，廢水通過(guò)石英砂濾池的濾速為5. 5 7. 5m3/m2 · h。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子工業(yè)含氟含氨氮廢水全部再生回用的方法，其特征在 于在過(guò)濾工序之后、超濾膜分離之前，還對(duì)廢水進(jìn)行臭氧/活性炭處理，所述臭氧活性炭 處理包括依次進(jìn)行的臭氧處理步驟和活性炭吸附步驟，其中所述臭氧處理在臭氧接觸池中 進(jìn)行，由臭氧發(fā)生器向臭氧接觸池內(nèi)供應(yīng)臭氧，臭氧添加量為2. 5 3. Omg/L廢水，處理時(shí) 間為20 40分鐘；所述活性炭吸附在內(nèi)填有活性炭濾料的活性炭濾池中進(jìn)行。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子工業(yè)含氟含氨氮廢水全部再生回用的方法，其特征在 于步驟(1)中所述超濾膜分離采用膜孔徑為8 12nm的超濾膜過(guò)濾元件。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子工業(yè)含氟含氨氮廢水全部再生回用的方法，其特征在 于步驟( 中，對(duì)步驟(1)所得濃水進(jìn)行二次反滲透膜濃縮處理，其中，第一次反滲透膜濃 縮處理采用耐清洗反滲透膜元件，濃縮比例為2. 5倍，透過(guò)膜的出水作為再生回用水，未透 過(guò)膜的濃水進(jìn)行第二次反滲透膜濃縮處理，其中第二次反滲透膜濃縮處理采用海水淡化反 滲透膜濃縮設(shè)備，濃縮比例為2倍，透過(guò)膜的出水作為再生回用水，未通過(guò)膜的濃縮水進(jìn)入 蒸發(fā)系統(tǒng)，蒸發(fā)冷凝后的蒸餾水回收作為再生回用水。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電子工業(yè)含氟含氨氮廢水全部再生回用的方法，該方法使廢水依次經(jīng)過(guò)廢水處理廠處理工藝、自來(lái)水廠處理工藝、純水處理廠處理工藝串聯(lián)而成的“三廠合一”整體裝置，獲得再生水。所述的廢水處理廠處理工藝的裝置包括調(diào)節(jié)池、反應(yīng)池、澄清池；自來(lái)水廠處理工藝的裝置包括石英砂濾池、臭氧接觸池、活性炭濾池；純水處理廠處理工藝的裝置包括超濾膜設(shè)備、耐清洗反滲透膜設(shè)備、反滲透膜濃縮設(shè)備以及蒸發(fā)系統(tǒng)。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)廢水全部再生回用，且再生水水質(zhì)穩(wěn)定良好，達(dá)到并優(yōu)于國(guó)家頒布的GB5749-2006《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》主要指標(biāo)，可作為工業(yè)生產(chǎn)使用的初級(jí)純水。
文檔編號(hào)C02F1/44GK102126806SQ20111000831
公開(kāi)日2011年7月20日 申請(qǐng)日期2011年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月17日
發(fā)明者陳曉冬 申請(qǐng)人:無(wú)錫德寶水務(wù)投資有限公司