[發明專利]一種光伏行業混酸廢水的處理及資源化回收方法

有效

• 申請號: 201810507326.1
• 申請日: 2018-05-24
• 公開（公告）號: CN108689522B
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發明（設計）人: 汪林;李麗芳;唐凱;馬信;張建春;張煒銘;何銳;呂振華;王利慧;邵燕
• 申請（專利權）人: 江蘇南大環保科技有限公司
• 主分類號: C02F9/04
• 分類號: C02F9/04;C02F101/14
• 代理公司: 江蘇瑞途律師事務所 32346
• 代理人: 蔣海軍

本發明涉及一種光伏行業混酸廢水的處理及資源化回收方法，屬于廢水處理技術領域。該方法包括以下步驟：a)將廢水分別導入第一除氟池和第二除氟池；b)向第一除氟池中投加氫氧化鈣乳液，泥水混合物導入第二除氟池；c)向第二除氟池中投加碳酸鈣，并將泥水混合物導入第一沉淀池處理，上清液導入軟化池；d)向軟化池中投加碳酸鹽，將形成的碳酸鈣沉淀回用至第二除氟池中，將泥水混合物導入第二沉淀池處理；e)將第二沉淀池上清液由電滲析器處理得到副產品。本方法在除氟同時實現氮元素的資源化回收，“二步法”除氟效率高，且可有效降低廢水處理的運行成本，可實現光伏行業混酸廢水的趨零排放。

技術領域

本發明屬于廢水處理技術領域，具體涉及一種光伏行業混酸廢水的處理及資源化回收方法。

背景技術

光伏產業作為新能源重要發展產業之一，近十年來在我國得到了迅速的發展，其快速發展給現代社會帶來巨大的經濟利益，同時也帶來新的環境問題。多晶硅片生產過程中，通常采用硝酸和氫氟酸混合來進行蝕刻，蝕刻廢液中含有大量氟離子和硝酸鹽氮。一般來說，光伏行業混酸廢水中氟離子濃度超過3000mg/L，硝酸鹽氮濃度大于1000mg/L，pH值小于4。若處理不當，將會嚴重污染環境，對人體健康構成重大威脅。為此，國家規定排放的廢水中氟含量不得超過10mg/L(GB 8978-1996)。

目前，在處理此類混酸廢水時，為了避免氟離子對反硝化過程的影響，大多采用鈣鹽進行化學沉淀法除氟，然后再進行生物法脫氮。一般在除氟之前需要將廢水pH調成堿性，再投加氧化鈣或氫氧化鈣來沉淀除氟。此法可以達到除氟目的，但沉淀物難以分離，且后續生物法脫氮前需要投加大量的酸下調pH以保證脫氮過程中微生物具有活性，處理成本偏高。另外，由于大量的硝酸鹽需要巨大的池容來處理，采用生物法脫氮無疑提高了土建成本，而且氮元素沒有得到資源回收，造成氮資源的極大浪費。

研究表明，采用碳酸鈣除氟，沉淀物沉降快且易分離。為使沉淀物的固液分離變得容易，同時實現氨氮的資源回收，中國專利申請號201110047708.9，公開日為2011.8.10的申請案公開了一種處理堿性高濃度含氟廢水的方法，其采用碳酸鈣和氫氧化鈣的混合物為沉淀劑除氟，后利用磷酸回收除氟過程中產生的氨氣，在除氟的同時實現氨氮的資源化回收的方法。利用碳酸鈣和氫氧化鈣混合沉淀劑降低了沉淀產物的分離難度，但此方法并不適用于含有大量氟離子和硝酸鹽氮的混酸廢水的處理，由于碳酸鈣在酸性條件下與H⁺反應生成大量CO₂氣體，產生大量泡沫，影響除氟過程的進行，造成除氟效率急劇下降，此外，對于含有大量氟離子和硝酸鹽氮的混酸廢水，需要投加大量的碳酸鈣和氫氧化鈣，成本較為昂貴。

中國專利申請號CN201410159394.5，公開日為2014.07.23的申請案公開了一種光伏行業高含氟含氮電池生產廢水趨零排放的方法，首先將高含氟含氮電池生產廢水送入調節池均質；再進入除氟反應池，反應池出水進入沉淀池；沉淀池上清液進入中間水池；再經過石英砂過濾器和活性炭過濾器，淡水進入到一級反滲透膜處理；反滲透膜濃水經過濃水誘導加速結晶池，使濃水中的鈣離子和氟離子在晶種上加速形成沉淀，有效降低了鈣離子和氟離子濃度，以提高反滲透濃縮膜的濃縮倍數，上清液通過保安過濾器，再進入到反滲透濃縮膜進行循環濃縮；反滲透濃縮膜少量濃水進入蒸發器，大大降低了蒸發所需的費用，蒸汽冷凝水進入到回用水池，全部回用于工業用水，蒸發產生的殘渣作為固體廢棄物處置。然而該申請案的方法存在以下缺陷：1)該方法雖然分別設置除氟反應池和除氟反應池，然而經過除氟反應池后氟離子的濃度依然無法達標，需要在后續的誘導加速結晶池進行再次去除，且除氟過程中需要加入大量的試劑，成本較高；2)光伏行業廢水中含有大量的硅以及少量氟離子、鈣離子，在高壓下極易造成膜堵塞，采用反滲透膜處理容易導致膜通量和分離效率急劇下降，膜清洗頻率加快，設備維修和更換周期大幅縮短，造成廢水處理運行成本大幅增加，嚴重制約了該技術的本領域的工業應用；3)整個操作過程較為復雜，不利于推廣。