[发明专利]一种含氟离子和硝酸根离子的废水的处理方法

说明书

技术领域

本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种含氟离子和硝酸根离子的废水的处理方法。

背景技术

近年来，光伏产业的快速发展给现代社会带来了巨大的经济利益，同时也带来了新的环境问题。在多晶硅片的生产过程中，蚀刻（通常为硝酸-氢氟酸混合蚀刻）废液以及清洗蚀刻后的硅晶片所产生的废水中会包含一定量的氟离子和硝酸根离子，此类废水的pH较低，含氟、硝氮较高，对人体健康和生态环境构成严重威胁。

在处理此类废水时，为了避免氟离子对反硝化过程的影响，大多先采用化学沉淀法除氟，再进行生物脱氮。在除氟之前，需要将pH值调节至碱性，投加氧化钙或氢氧化钙以及利用同离子效应投加氯化钙来沉淀除氟。另外，由于反硝化过程是pH值升高的原因，后续脱氮还需投加酸来下调pH值，因此处理成本较高，极大地限制了工业化应用规模。

发明内容

针对上述技术问题，本发明公开了一种用于处理含氟离子和硝酸根离子的工业废水的新方法。该方法通过调节控制参数来实现“先脱氮后除氟”的处理工艺，减少了废水处理过程中酸碱的投加量，极大地降低了处理成本。

具体而言，本发明提供了一种含氟离子和硝酸根离子的废水的处理方法，其包括如下步骤：

1）调节控制参数：在调节池中收集含氟离子和硝酸根离子的废水，任选地调节废水中氟离子的浓度或pH值，满足参数要求后，将调节池中的废水导出；

2）反硝化脱氮：调节池出水进入反硝化池后，向反硝化池中投加过量有机物作为电子供体，利用反硝化细菌使硝酸根离子转化为氮气而除去后，将反硝化池中的废水导出；

3）泥水分离：反硝化池出水进入沉淀池后，实现反硝化污泥与废水的分离，然后将沉淀池中的废水导出；

4）沉淀除氟：沉淀池出水进入除氟池后，首先向除氟池中投加氧化钙，直至废水的pH值达到10，然后向除氟池中投加过量氯化钙，利用同离子效应使氟离子形成氟化钙沉淀而除去后，将除氟池中的废水导出；

5）絮凝沉淀：除氟池出水进入絮凝沉淀池后，向絮凝沉淀池中投加絮凝剂，使难以沉淀的微小颗粒絮凝成易于沉淀的大颗粒并与废水分离后，将絮凝沉淀池中的废水导出，即可完成一轮含氟离子和硝酸根离子的废水的处理；

6）出水回流调节：根据步骤1）中的参数要求，通过回流系统使一部分絮凝沉淀池出水流回调节池，用于对后续收集的废水中氟离子的浓度和pH值进行调节，并进入下一轮的废水处理。

其中，步骤1）中所述参数要求如下：首先，控制氟离子的浓度在1000mg/L以下，以免对微生物产生毒性而影响后续反硝化过程；其次，控制pH值呈酸性，并且随着硝酸根离子浓度的增加而下调pH值，以便控制反硝化池出水的pH值在8.5~9之间，以减少后续除氟池调节pH所需碱的投加量。

其中，步骤2）中所述反硝化池采用连续流工艺，不仅有利于保持反硝化池中的pH值稳定，而且有利于接种污泥颗粒，增加其对环境波动的抗冲击能力。

其中，步骤2）中作为电子供体的所述有机物选自甲醇、乙醇、乙酸、葡萄糖中的任意一种或其组合，优选甲醇。

其中，步骤2）中所述反硝化细菌是一种能引起反硝化作用的细菌，多为异养兼性厌氧细菌（如反硝化杆菌、斯氏杆菌、萤气极毛杆菌等），广泛分布于土壤、厩肥和污水中。在无氧条件下，反硝化细菌利用硝酸中的氧来氧化有机物，进而获得自身生命活动所需的能量，并将硝态氮转化为氮气。

其中，步骤5）中所述絮凝剂包括无机絮凝剂和有机絮凝剂；所述无机絮凝剂选自硫酸铝絮凝剂、铁盐絮凝剂、石灰絮凝剂、活性硅絮凝剂中的任意一种或其组合，优选硫酸铝絮凝剂，所述有机絮凝剂选自淀粉絮凝剂、明胶絮凝剂、藻朊酸钠絮凝剂、聚丙烯酰胺絮凝剂中的任意一种或其组合，优选聚丙烯酰胺絮凝剂。

其中，步骤6）中所述回流系统通过回流泵驱动。

另一方面，本发明还提供了一种用于实施上述处理方法的处理系统，其由调节池、反硝化池、沉淀池、除氟池、絮凝沉淀池和回流系统组成，其中调节池、反硝化池、沉淀池、除氟池和絮凝沉淀池依次连接，废水从调节池流入并从絮凝沉淀池流出，完成一轮处理过程；回流系统介于絮凝沉淀池和调节池之间，使一部分絮凝沉淀池出水流回调节池，用于对后续收集的废水进行调节，并进入下一轮的处理。