水解酸化法在单晶硅生产废水处理中的应用 7页

水解酸化法在单晶硅生产废水处理中的应用摘要：水解酸化工艺能将污水中的非溶解性有机物转变为溶解性有机物，将难生物降解有机物转变为易生物降解有机物，提高污水的可生化性，通常用于生化工艺的预处理，同时由于水解酸化可以去除一部分有机污染物，减少后继处理设备的曝气量，降低污泥产率，节约能耗，逐渐在污水处理尤其是高浓度及难降解有机废水处理中得到了广泛的应用。关键词：水解酸化法；单晶硅生产；废水处理；应用分0引百所谓水解酸化，就是将废水中成分复杂的有机污染物在兼气菌的生化作用下，将大分子物质分解成小分子物质，进行“粗粮细作”，为微生物提供合适的营养物质，最大限度地利用其生化效果，提高废水的净化效率。1水解酸化处理工艺简介水解是一个在微生物细胞、细胞外的生化反应有机物。微生物通过释放胞外游离酶与固定化酶的细胞壁的完整的生物催化反应。酸是一种典型的发酵，微生物的代谢产物是有机酸的主要品种。水解酸化是两个厌氧消化过程，但目标过程中的水解和n酸化的不同。一些工业废水，主要包括有机物难生物降解有机物易降解，去除CODCr,提高废水的可生化性，以利于后续的好氧处理。降低好氧处理的能耗。水解酸化厌氧消化过程的目的是提供一种在厌氧消化过程中的产甲烷底物。难降解有机物由于相对分子量大，不能透过细胞膜，因此不能直接利用细菌处理。他们在水解阶段是细菌的胞外酶分解成小分子。例如，纤维素的纤维二糖和葡萄糖淀粉酶纤维素酶水解，淀粉分解为麦芽糖和葡萄糖，蛋白质是蛋白质酶水解为短肽和氨基酸等。这些小分子的水解可溶解在水中，通过细胞膜的细菌。水解过程通常是缓慢的，如温度的因素很多，组成的有机物，水解产物的浓度可以影响速度和水解度。小分子化合物在酸化菌细胞成简单的化合物，并分泌到细胞外。的挥发性脂肪酸、乳酸、乙醇、二氧化碳、氢、氨、硫化氢酸化阶段的主要产品，这取决于产品的酸化降解的条件下，微生物种群的酸化基板类型。水解酸化主要用于有机物浓度高、SS较高的污水处理工艺，是一个非常重要的过程。如果后级接入好氧工艺，可以大大提高容积负荷好氧池，提高去除效率。水解酸化菌利用H20电离的H+和-0H将有机物分子中的C-C打开，一端加入H+,一端加入-0H，可以将长链水解为短链、支链成直链、环状结构成直链或支链，提高污水的可生化性。水中SS高时，水解菌胞外黏膜会抓住它，用酶水解成分子片段在细胞n内代谢，代谢不完全可以使SS成为溶解性有机物，出水清澈。这一时期的水解细菌在是在利用水解断键的共价有机物键能完成了生命的活动形式。2工程概况根据江苏某光伏科技股份有限公司提供的有关资料，单晶硅生产污水有三股不同水质的废水，分别为砂浆制造废水、硅片制造废水、硅棒制造部处理废水，另外考虑到该生产废水可生化性比较差，把场区的生活污水也引入系统进行处理。3水解酸化法在单晶硅生产废水处理中的应用3.1生产工艺生产过程中产生的废水主要来源于酸化除锈的酸性漂洗废水、镀件带出液、漂洗废水、煮黑废水和车间地面冲洗水。3.2废水水质、水量该厂废水主要污染物为含Cr6+、Zn2+等金属离子和部分酸碱，其水质、水量情况见表1。根据表1的参数，我们确定废水的设计处理能力为：含铬废水5m3/h，综合废水30m3/h，按日运行8h设计。3.3迗标标准废水改造后出水各项指标迖到《电镀污染物排放标准》(GB21900-2008)中的二级标准，即：pH:6—9，悬浮物n^50mg/L,氨氮＜15mg/L，总锌＜1.5mg/L，总铁＜3.Omg/L，C0D＜80mg/L。3.4辐流式沉淀池沉淀池常用的型式有：平流式沉淀池、斜管式沉淀池、辐流式沉淀池等形式。斜管沉淀池的优点是水力负荷高，为其他沉淀池的一倍以上，占地少，节省土建的投资，缺点是斜板和斜管容易堵塞。平流式沉淀池的占地面积大，对冲击负荷和温度变化的适应能力较强，施工容易，造价较低，缺点是池子配水不易均匀，采用多斗排泥时，每个泥斗需要单独设计排泥管各自排泥，操作量大，而采用链带式刮泥排泥时，连带的支撑件和驱动件都浸没在水中，易锈蚀。斜管式沉淀池水力负荷高，为其他沉淀池的一倍以上，占地少，节省土建的投资，缺点是斜管容易堵塞，影响沉淀效果，污泥不易排出。辐流式沉淀池的优点是多用机械排泥，出水均匀，沉淀效果较好，管理较简单，排泥设备已经趋于定型，排泥通畅不易堵塞。废水加入石灰水充分混合后进入辐流沉淀池中心支柱内，废水经过变速后进入导流筒，经导流筒布水后污水向四周辐射流向沉淀池外沿环形集水槽，污泥絮体在流动过程中n进行沉淀，上清液经收集后排入下一级构筑物，污泥沉降在池底，利用装在沉淀池内的刮泥机将污泥刮入中心泥斗当中，定期排入污泥池。3.5水解、生物接触氧化在污水的好氧生化处理，先生物水解（缺氧）处理，可使有机污染物分子，非水溶性有机化合物溶解物质，使难降解物质转化为可生物降解的物质，提高污水的生化降解性，为后续好氧处理提供良好条件。因而提高了整个污水的⑶D、B0D5去除率。水解工艺是依靠大量的兼氧生物的代谢作用来降解（转化）有机物，它不需要（或只需少量）充氧，因而可以节省能耗。水解工艺运行稳定，受外界气温变化影响小。水温的适应范围为5—400C。冬、夏出水，COD去除率，几乎无甚差异。生化处理部分不仅要去除废水中的COD，还要去除氨氮。氨氮的去除过程是先由好氧菌将NH3-N氧化为N02-和N03-；然后由厌氧的反硝细菌将N02-和N03-转化为N2放出。缺氧段是脱氮装置的关键部位，目前采用膜法缺氧的生物处理方法，其脱氮效果最好，经济可靠生物接触氧化法是活性污泥法与生物滤池复合的生物膜法。曝气池中设有填料，采用曝气充氧，微生物部分固着，部分悬浮。其具有下列特点：①由于填料比表面积大，池内充氧条件好，氧化池n内单位容积的生物量高于活性污泥法曝气池及生物滤池，此它可以达到较高的容积负荷；②由于池内微生物固着量多，水流属完全混合型，因此它对水质水量的骤变有较强的适应能力（抗冲击负荷能力强）；③不需或只需少量污泥回流；④池容较小和占地面积较小，投资费用低；⑤流程简单，操作方便，不需较高的自动控制；⑥由于采取了污泥固定技术，因此不会发生污泥膨胀。4处理效果这个过程的最佳方法为工程处理具有以下特点：地理优势和合理的立面设计的使用，污水提升，后续靠重力自流，节约能耗；进入污水处理系统，不仅提高了废水的可生化性，同时完成废水处理；混凝沉淀为生物处理的预处理，不仅大大降低浊度，还可提高废水的可生化性在一定程度上；悬浮填料结合在水解酸化池，提高污泥龄和污泥浓度；采用生物接触氧化工艺不仅在有机污染的处理，而且还可以实现污泥的稳定目的；溶解氧在接触氧化池和关闭在线监测控制风机的开启，不仅节约能耗，又能保证稳定的氧；在接触氧化混凝沉淀离子池，提高污泥的沉降性能，保证了出水水质。经过水解酸化处理之后，废水的可生化性有了明显提高，B0D5/C0DCr比值由0.366提高到了0.538,上升了17.2个百分点，而且水解酸化处理的效果稳定。水解酸化处理工n艺对制浆废水是非常适用的。水解酸化系统运行稳定后，加好氧系统进行后续处理将会取得更好的处理效果，以达到单晶硅生产废水处理高标准、稳定达标排放的要求。5结束语水解酸化系统对单晶硅生产废水C0D有30%〜60%的去除率，而且产生比好氧污泥少得多的厌氧污泥(仅为好氧污泥的1/10〜1/5)，并产生部分沼气，可作为能源回收利用。只需要提供一次提升动力的能耗就可得到高C0D去除率，具有简单、经济、可靠等优点，是节能降耗的技术保障。参考文献：[1]孙美琴，彭超英，梁多.水解酸化预处理工艺及应用[J].四川环境，2003，22(4)：52-55[2]赵庆良，刘雨等.废水处理与资源化新工艺[M].北京：中国建筑工业出版社，2006：68-82[3]程凯英，黄石峰等.水解(酸化)反应器在工程应用中的研究与展望[J].工业水处理，2005，25(3)：39-42