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      高氨氮含鎘含硫脲光伏廢水處理方法及系統(tǒng)與流程

      文檔序號:12339733閱讀:417來源:國知局
      高氨氮含鎘含硫脲光伏廢水處理方法及系統(tǒng)與流程

      本發(fā)明涉及一種環(huán)保技術(shù)領域的處理工藝,具體是一種高氨氮含鎘含硫脲光伏廢水處理方法及系統(tǒng),主要應用于銅銦鎵硒薄膜太陽能電池生產(chǎn)廢水中氨氮、鎘和硫脲等物質(zhì)的處理和回收。



      背景技術(shù):

      隨著太陽能光伏技術(shù)的發(fā)展,銅銦鎵硒薄膜太陽能電池由于具有生產(chǎn)成本低、不衰退、弱光性能好等特點,在光伏行業(yè)取得了越來越廣泛的推廣和應用。該類型太陽能電池光電轉(zhuǎn)換效率居各種薄膜太陽能電池之首,接近晶體硅太陽電池,而成本則是晶體硅電池的三分之一,被國際上稱為“下一時代非常有前途的新型薄膜太陽電池”。此外,該電池具有柔和、均勻的黑色外觀,是對外觀有較高要求場所的理想選擇,如大型建筑物的玻璃幕墻等,在現(xiàn)代化高層建筑等領域有很大市場。但銅銦鎵硒薄膜太陽能電池生產(chǎn)過程中,需排放大量的含有氨氮、重金屬鎘以及硫脲物質(zhì)的廢水,該廢水具有污染物質(zhì)濃度高、環(huán)境毒害性大的特點。

      銅銦鎵硒薄膜太陽能電池生產(chǎn)線由國外引入。在國外,由于環(huán)保法規(guī)和市政處理設施的接納標準的不同,該生產(chǎn)線排放的廢水僅需對其中鎘物質(zhì)進行處理后即可排放,氨氮物質(zhì)和硫脲物質(zhì)無需生產(chǎn)企業(yè)自行處理,因此針對該類型廢水,國外并無配套的處理工藝包可供引進。銅銦鎵硒薄膜太陽能電池生產(chǎn)線進入國內(nèi)后,根據(jù)中國的法規(guī)要求,光伏企業(yè)需對該廢水中的3中污染物質(zhì)進行全面高標準的處理后方可排放。



      技術(shù)實現(xiàn)要素:

      本發(fā)明的目的在于針對銅銦鎵硒薄膜太陽能電池項目生產(chǎn)廢水含高氨氮、鎘和硫脲的水質(zhì)特點提供一種高氨氮含鎘含硫脲光伏廢水處理方法及系統(tǒng);采用該處理方法,可有效去除氨氮、鎘及硫脲,出水氨氮濃度降低到35mg/L以下,廢水CODcr濃度300mg/L以下,鎘離子濃度在0.1mg/L以下,硫脲檢不出,符合《污水排入城鎮(zhèn)下水道水質(zhì)標準》(GJ343-2010)中B等級標準。同時,通過蒸汽氣提系統(tǒng)處理的氨氮可實現(xiàn)氨水的回收利用或者銷售。

      本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:

      本發(fā)明涉及一種高氨氮含鎘含硫脲光伏廢水處理方法,所述方法包括如下步驟:

      A、高氨氮含鎘含硫脲光伏廢水進入一級綜合除鎘池,通過藥劑投加系統(tǒng)依次加入NaOH、PAC及PAM(PAC:聚合氯化鋁,PAM:聚丙烯酰胺)進行混凝絮凝反應,將廢水中的鎘離子化合物轉(zhuǎn)化為氫氧化鎘難溶物,然后通過混凝沉淀工藝去除所述難溶物;

      B、一級綜合除鎘池出水進入pH調(diào)節(jié)池,通過藥劑投加系統(tǒng)加入堿調(diào)節(jié)廢水pH值到滿足氨蒸餾汽提塔的工藝需求;

      C、pH調(diào)節(jié)池出水進入氨蒸餾汽提塔,通過氨蒸餾汽提塔將廢水中的氨氮汽提析出;

      D、氨蒸餾汽提塔出水自流進入二級綜合除鎘池;通過藥劑投加系統(tǒng)依次加入NaOH、TMT、PAC及PAM(TMT:重金屬螯合劑,PAC:聚合氯化鋁,PAM:聚丙烯酰胺)進行混凝絮凝反應,將廢水中的鎘進一步絡合轉(zhuǎn)化為難溶物,然后通過混凝沉淀工藝去除所述難溶物;

      E、二級綜合除鎘池出水自流進入高級氧化池,通過藥劑投加系統(tǒng)依次加入H2SO4、FeSO4、H2O2、NaClO,對廢水中的硫脲物質(zhì)以及殘余氨氮進行氧化分解;

      F、高級氧化池出水進入混凝沉淀池,通過藥劑投加系統(tǒng)依次加入NaOH、TMT、PAC及PAM進一步絡合去除廢水中殘余鎘以及高級氧化工藝的氧化產(chǎn)物。

      作為優(yōu)選技術(shù)方案,所述高氨氮含鎘含硫脲光伏廢水為銅銦鎵硒薄膜太陽能電池生產(chǎn)排放廢水。

      作為優(yōu)選技術(shù)方案,步驟A中,所述混凝沉淀工藝具體為:混凝絮凝反應后的廢水重力流入沉淀池去除廢水中的氫氧化鎘難溶物后,進入中間水池調(diào)節(jié)水質(zhì)水量,再提升至粗過濾罐,對砂濾出水進一步經(jīng)精密過濾罐過濾澄清,得可進入pH調(diào)節(jié)池的一級綜合除鎘池出水。

      作為優(yōu)選技術(shù)方案,步驟C中,氨蒸餾汽提塔將廢水中的氨氮汽提析出是采用內(nèi)耦合高效節(jié)能汽提精餾脫氨技術(shù)。

      作為優(yōu)選技術(shù)方案,步驟C還包括汽提析出的氨氮通過氨吸收塔轉(zhuǎn)化為質(zhì)量分數(shù)16%~19%的氨水,儲存于蒸氨儲罐的步驟。

      作為優(yōu)選技術(shù)方案,步驟F中,所述混凝沉淀池出水利用重力經(jīng)深度過濾后排入出水井。

      作為優(yōu)選技術(shù)方案,各步驟中所加入的藥劑,其用量應根據(jù)具體的水質(zhì)水量,并進行中試試驗來確定。

      本發(fā)明還涉及一種高氨氮含鎘含硫脲光伏廢水處理系統(tǒng),所述系統(tǒng)包括依次相連的一級綜合除鎘池、pH調(diào)節(jié)池、蒸汽氣提系統(tǒng)、二級綜合除鎘池、高級氧化池、混凝沉淀池;所述一級綜合除鎘池、pH調(diào)節(jié)池、二級綜合除鎘池、高級氧化池、混凝沉淀池分別設有藥劑投加系統(tǒng)。

      作為優(yōu)選技術(shù)方案,所述一級綜合除鎘池還設有沉淀池、中間水池、粗過濾罐、精密過濾罐;混凝絮凝反應后的廢水重力流入沉淀池去除廢水中的氫氧化鎘難溶物后,進入中間水池調(diào)節(jié)水質(zhì)水量,再提升至粗過濾罐,對砂濾出水(即粗過濾罐出水)進一步經(jīng)精密過濾罐過濾澄清,即得可進入pH調(diào)節(jié)池的一級綜合除鎘池出水。

      作為優(yōu)選技術(shù)方案,所述蒸汽氣提系統(tǒng)包括依次相連的氨蒸餾汽提塔、氨吸收塔、蒸氨儲罐。

      本發(fā)明采用“混凝沉淀+蒸氨氣提+高級氧化”工藝,具有如下有益效果:

      (1)先進性:本工藝在高氨氮含鎘含硫脲光伏廢水處理中均無先例,為國內(nèi)首創(chuàng);其出水氨氮值、Cd、硫脲值達到國家排放標準且運行穩(wěn)定。通過本工程的建設,將具有較大的環(huán)境效益和直接的經(jīng)濟效益;

      (2)穩(wěn)定性:根據(jù)中試試驗及工業(yè)工程成果,該工藝耐沖擊負荷強;

      (3)經(jīng)濟性:本工藝流程短,嚴格按照國家設計規(guī)范建設,減少占地面積、基建投入及日常管理的運行費用,同時,氨水回收可直接作工業(yè)用水,大大減少設備的運行成本。

      附圖說明

      通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述,本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯:

      圖1為高氨氮含鎘含硫脲光伏廢水處理工藝流程圖;

      圖2為本發(fā)明實施例,采用本處理工藝處理效果流程圖。

      具體實施方式

      下面結(jié)合實施例對本發(fā)明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術(shù)人員進一步理解本發(fā)明,但不以任何形式限制本發(fā)明。應當指出的是,對本領域的普通技術(shù)人員來說,在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下,還可以做出若干調(diào)整和改進。這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。

      實施例

      在實際應用過程中,本發(fā)明采用如圖1、2所示過程來實現(xiàn),本發(fā)明涉及的高氨氮 含鎘含硫脲光伏廢水處理系統(tǒng)包括依次相連的一級綜合除鎘池、pH調(diào)節(jié)池、蒸汽氣提系統(tǒng)、二級綜合除鎘池、高級氧化池、混凝沉淀池;所述一級綜合除鎘池、pH調(diào)節(jié)池、二級綜合除鎘池、高級氧化池、混凝沉淀池分別設有藥劑投加系統(tǒng)。所述一級綜合除鎘池還設有沉淀池、中間水池、粗過濾罐、精密過濾罐;所述蒸汽氣提系統(tǒng)包括依次相連的氨蒸餾汽提塔、氨吸收塔、蒸氨儲罐。

      具體處理過程為:高氨氮含鎘含硫脲光伏廢水通過水泵提升至調(diào)節(jié)池后,再提升進入一級綜合除鎘池,同時通過藥劑投加系統(tǒng)依次加入NaOH、PAC及PAM進行混凝絮凝反應,重力流入沉淀池去除廢水中的氫氧化鎘難溶物后,進入中間水池調(diào)節(jié)水質(zhì)水量,再提升至粗過濾罐,對砂濾出水進一步經(jīng)精密過濾罐過濾澄清,出水進入蒸餾汽提塔的pH調(diào)節(jié)池,同時通過藥劑投加系統(tǒng)加入NaOH進行pH調(diào)節(jié),再泵提至蒸餾氣提系統(tǒng),通過氨蒸餾汽提塔將廢水中的氨氮汽提析出并通過氨吸收塔轉(zhuǎn)化為質(zhì)量分數(shù)16%~19%的氨水,儲存于蒸氨儲罐。出水自流進入二級綜合除鎘池,通過依次投加藥劑NaOH、TMT、PAC及PAM進行混凝絮凝反應,出水自流至高級氧化池,并依次投加藥劑H2SO4、FeSO4、H2O2、NaClO,對廢水中的硫脲物質(zhì)以及殘余氨氮進行氧化分解。出水進入混凝沉淀池,并通過依次投加藥劑NaOH、TMT、PAC及PAM進一步絡合去除廢水中殘余鎘以及高級氧化工藝的氧化產(chǎn)物(即所述氧化分解生成的氧化產(chǎn)物,包括氫氧化鐵難溶物)。出水利用重力經(jīng)深度過濾后排入出水監(jiān)測井,即可直接進行出水排放。

      300MW銅銦鎵硒薄膜太陽能電池項目生產(chǎn)廢水處理實例

      高氨氮含鎘含硫脲光伏廢水處理工藝的實例裝置按照附圖2所示的工藝流程進行設計加工,其中蒸氨氣提系統(tǒng)采用內(nèi)耦合高效節(jié)能汽提精餾脫氨技術(shù)。

      廢水量:11.4m3/h,氨氮:28000mg/L,THS(硫脲):5320mg/L,Cd:416mg/L。

      采用處理系統(tǒng)進、出水氨氮、THS及Cd濃度Cg,in、Cg,out兩個指標對高氨氮含鎘含硫脲光伏廢水處理工藝進行考察。

      其考察結(jié)果為:廢水經(jīng)過一級綜合除鎘池,廢水中的鎘離子濃度由416mg/L降到0.80mg/L,氨氮及THS濃度不變;廢水泵提至蒸汽氣提系統(tǒng)后,氨氮濃度由原來的28000mg/L降到202mg/L,THS濃度由原來的5320mg/L降到914mg/L,鎘離子濃度保持不變;廢水經(jīng)過二級綜合除鎘池處理后,鎘離子濃度由0.80mg/L降到0.10mg/L,氨氮及THS濃度保持不變;廢水再經(jīng)過高級氧化處理后,氨氮濃度由202mg/L降到35mg/L,CODcr濃度降到300mg/L以下,THS濃度未檢出,鎘離子濃度保持不變;再經(jīng)過進一步深度過濾后,氨氮及THS濃度保持不變,鎘離子濃度由0.10mg/L降到0.06mg/L。

      由考察結(jié)果可以得出:以300MW銅銦鎵硒薄膜太陽能電池項目生產(chǎn)廢水時高氨氮含鎘含硫脲光伏廢水處理工藝對氨氮、THS及Cd的處理效果具有以下特點:

      ●高氨氮含鎘含硫脲光伏廢水處理工藝對氨氮、THS及Cd具有很高的處理效率,分別高達99.87%、99.99%、99.97%以上;

      ●高氨氮含鎘含硫脲光伏廢水處理工藝技術(shù)可靠、操作簡單、運行穩(wěn)定、出水水質(zhì)符合《污水排入城鎮(zhèn)下水道水質(zhì)標準》(GJ343-2010)中B等級標準。

      以上對本發(fā)明的具體實施例進行了描述。需要理解的是,本發(fā)明并不局限于上述特定實施方式,本領域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改,這并不影響本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容。

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