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山東國敖環保工程有限公司
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多晶硅生產廢水處理工藝升級改造解析
2021-5-28 閱讀(1506)
一、概述
污水處理設備中很多針對多晶硅生產廢水實際的水質水量情況以及存在的各類問題，通過反復研究論證，擬從以下幾方面對現有處理設施進行改造。
1、分類收集，增加綜合預處理
目前化工污水處理設備中對于多晶硅生產廢水中酸性廢水及堿性廢水無收集設施，此兩類廢水的特點為間歇性，水質波動較大，若兩者直接進入酸堿中和反應池進行中和反應易造成混合水質的波動，因此針對此問題本方案對酸性廢水及堿性廢水進行分類單獨收集，對兩類廢水進行水質水量的調節，這樣有利于后續處理水質的穩定，并能夠保證酸堿中和效果。
由于廢水中含有大量膠狀懸浮物，經中和沉淀后會進一步產生懸浮物，若用沉淀進行泥水分離的方法實際證明會產生排泥堵塞等一系列問題，因此本方案在生產廢水中和沉淀處理后進行用泵打入板框壓濾機進行泥水分離，這樣可以保證泥水的及時分離，期間產生的污泥也可以及時外運處置，不會帶來排泥堵塞的問題。另外，由于生產廢水可生化性極差，若缺乏針對性的預處理設施，將對后續生化系統帶來沖擊。因此本方案經試驗及討論研究，決定采用電催化氧化的處理方法對該生產廢水進行綜合預處理，電催化氧化法是處理高濃度、難降解、有毒有害有機廢水的創新型產品，對高分子、多基團、結構穩定、難降解、有毒、有害的有機物降解具有*的優勢。該法基于電化學技術原理，利用電解催化反應過程中生成的強氧化粒子（•OH、•O2、H2O2等），與廢水中的有機污染物無選擇的快速發生鏈式反應，進行氧化降解，可大大提高廢水的可生化性，保證后續生化效果。
2、強化生化處理系統，降低負荷，增加營養
由于生產廢水進水COD濃度較高，就目前生化系統來看，厭氧水解酸化池及接觸氧化池池容較小，處理負荷過高，因此本方案針對目前的水質的特點，通過生化系統進水前及生化系統本身兩方面著手來降低生化系統的處理負荷，確保生化系統的穩定運行，主要方案為：○1在調節池接入生活污水，提高廢水的可生化性并降低綜合廢水的COD濃度及含鹽量；○2在現有一級厭氧水解酸化池前端增設UASB反應器。因為UASB反應器的容積負荷率較高，抗沖擊負荷能力強，COD去除率高，出水水質穩定性較好，因此選用UASB反應池作為厭氧處理構筑物。○3擴大現有生化系統容積，特別是后續生物接觸氧化池的容積，降低生化系統有機負荷○4另外，由于廢水可生化性較差，廢水中營養成分缺乏，因此調節池中加裝潛水攪拌機用以調節來水水量水質的不均勻性，且在調節池投加營養鹽保證后續生化處理。
污水處理設備中首先需要強化的是現有水解酸化池，適當設計的進水分配系統對于一個運轉良好的水解系統是至關重要的，進水系統需要兼有配水和水利攪拌的功能，配水時需確保各單位面積的進水量基本相同，以防止短路等現象發生，并盡可能滿足水利攪拌的需要，保證進水有機物與污泥迅速混合。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，由于原水解酸化池為上下折流式廊道池型，水解酸化池布水不均，泥水混合效果較差，因此存在污泥沉積、泥水不能充分接觸等問題，本方案在我公司多年相關經驗的基礎上，著重通過改變池型（將廊道去除），特別是變更布水方式（改為脈沖式布水方式）來改善池體水利條件，提高泥水接觸面積，充分發揮水解酸化的效果，以提高其對大分子物質的去除效率，在去除部分COD的同時，大分子物質也轉化成小分子物質，提高了B/C比，也有利于后續好氧生物處理。
其次原好氧生物處理采用的是生物接觸氧化法，據實地考察，生物接觸氧化池污泥發黑，溶解氧顯然不足，這跟曝氣方式有關，原曝氣方式選用的是射流式曝氣充氧，由于目前常規射流曝氣器充氧能力和動力效率還較低，限制了該技術的推廣應用。在實際工程中，射流曝氣工藝容易形成死角和短流，而且在喇叭口處由于汽水沖擊力較大而導致生物膜脫落。射流曝氣還易形成曝氣不均現象，造成有些區域曝氣過量而有些區域則明顯曝氣不足的現象，而且相對微孔曝氣方式投資及能耗也相對較高。因此本方案通過對多種曝氣方式的綜合考察研究，綜合其實際運用情況，決定采用膜片式微孔曝氣器代替原有射流曝氣器，膜片曝氣器擴散氣泡直徑小，氣液界面面積大，氧的傳遞率高，不產生孔眼堵塞。廣泛適用于對生物接觸氧化池、曝氣池等充氧，運行操作穩定可靠。另外，根據實際考察，生物接觸氧化池掛膜情況較差，填料老化嚴重，經綜合考慮，決定更換質量更好的填料，以利于運行的穩定可靠。
最后，擴大現有生化系統容積，厭氧水解酸化池前增設UASB反應器，同時擴大二級生物接觸氧化池池容。
3、深度處理措施保障
由于原有工藝為在生化尾水后接氣浮分離池及吸附過濾池，由以上討論得知，針對目前的生化出水水質，此兩項深度處理措施還是不能很好的針對目前的水質特點，處理效率低下，因此，本方案通過分析實際生化尾水水質特點，經實驗研究，準備開發一套高級氧化技術（具體氧化劑由實驗確定）來進一步去除廢水中的有機污染物特別是可溶性有機物山東國敖環保。
4、對現有設施進行調整，提高效率
化工污水處理設備要充分利用原有調節池，綜合生產廢水及生活污水在此進行混合，由于綜合生產廢水可生化性極差，因此在此可盡可能多的添加生活污水（建議添加量在1200m3/d以上），以提高綜合廢水的可生化性。我們還可以增設二級厭氧水解酸化池至調節池的污泥回流管道，將調節池改為預酸化池，這并不影響調節池對廢水水質水量的調節。實際效果：由于進水有機物含量較多，若調節池改為預酸化池將帶來以下好處：1、調節池龐大使得廢水與污泥接觸反應時間及污泥泥齡顯著增加，強化了水解酸化效果，可以認為是廢水生化處理之前的最佳預處理，改造方便，運行成本低。2、提高了廢水的可生化性，為后續生化處理的去除效果打下良好基礎。3、去除部分有機物，降低后續生化系統的有機負荷，保證處理效果。調節池只需增設潛水攪拌機對混合廢水進行攪拌即可實現，亦可防止污泥在調節池的沉積。
中和池增設機械攪拌裝置，可防止中和后污泥沉積，也可提高中和效果。
5、增加必要的監控儀表
在保證處理效果的前提下，為了合理控制好各項運行參數，提高整套污水處理系統的處理效率，擬在關鍵部位如中和池、廢水收集池、調節池等按需增設pH測定儀，在水解酸化池、好氧池增設溶解氧儀或者購買便攜式溶解氧儀等，這樣可及時掌握好各項運行參數，確保廢水治理的穩定可靠。
二、工藝流程如圖
根據上述改造思路，具體改造后的工藝流程如圖
注：圖中虛線部分為國敖環保新增處理單元或改造內容。
三、工藝流程改造說明
（1）原有生產廢水為直接混合處理，現將酸堿兩類廢水進行分類收集，可起到水量水質的調節作用，也有利于后續水質穩定，收集池中設有攪拌（機械攪拌或空氣攪拌）裝置，可防止廢水中懸浮物沉積池底，隨后利用兩類廢水本身的水質特點進行混合中和處理（pH調至6-9），中和池中也設有機械攪拌裝置，強化兩類廢水的混合效果，起到快速中和的目的。由于中和后會產生大量懸浮物，分離也較困難，因此中和后的廢水收集后經泵提升至板框壓濾系統進行脫水，確保泥水充分分離，污泥也得到及時處理，不會增加沉淀池處理負荷，xiao果顯著。
（2）經國敖環保板框壓濾系統處理后的濾液收集后經泵提升至電催化氧化裝置進行高級氧化處理，破環、去除大部分難降解有機污染物，同時提高廢水可生化性。電催化氧化裝置出水經收集后再用泵打入高效一體化凈化裝置進行澄清，進一步去除廢水中懸浮物同時去除部分COD，減輕后續生化處理負荷及難度。
（3）高效一體化凈化裝置出水自流進入氣浮池進一步去除殘留懸浮物，隨后廢水進入調節池，通過將厭氧水解酸化池部分污泥回流至調節池，并在調節池安裝潛水攪拌機，并加入營養鹽，調節池不僅可以起到調節水量水質的目的，還可以起到預酸化的目的，為后續生化處理起到預處理的目的。此外，調節池同時接入生活污水跟生產廢水一起混合調質，不僅可以提高綜合廢水的可生化性，而且在一定程度上可以降低后續生化系統處理負荷。
（4）調節池出水經泵提升進入UASB反應器，設電磁流量計和電動閥自動控制UASB反應池的進水流量保持穩定。UASB出水經緩沖池提升泵打入一級、二級厭氧水解酸化池，原厭氧水解酸化池為折流式池型，根據前面綜述，現將一級水解酸化池中廊道去除，并將水解酸化池布水改為脈沖式布水方式， 在起到配水及攪拌的雙重功能，保證布水效果的同時還可起到節能降耗，降低投資等作用。
（5）厭氧水解酸化池出水自流進入一級、二級生物接觸氧化池，由于原接觸氧化池實際掛膜效果不理想，并且原曝氣系統存在曝氣不均、不足等缺點，現更換一級、二級生物接觸氧化池填料為高質量填料，同時擴大二級接觸氧化池池容，降低有機負荷。再將曝氣系統改為鼓風曝氣系統，曝氣器采用膜片式微孔曝氣器，增強充氧能力及提高汽水接觸效果，強化好氧處理效果。
（6）二級接觸氧化池出水自流進入二沉池進行泥水分離后進入吸附過濾池處理，隨后進入清水池。針對水質特點，經試驗反復研究論證，現在清水池底部布置穿孔曝氣管，同時通入高級氧化劑（氧化劑根據實際情況確定），形成高級氧化作用，進一步去除廢水中的有機污染物特別是可溶性有機物，起到強化保障的作用。
（7）由于深度氧化后會繼續產生部分微小懸浮物，因此在清水池后續接混凝沉淀池，進一步去除懸浮物及部分COD，起到澄清廢水及降低COD的作用。
