CN109987747A - 一种光伏废水处理剂及其处理设备和处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光伏废水处理剂及其处理设备和处理方法，属于含氟污水处理技术领域。本发明的光伏废水处理剂，以除氟颗粒、除氟剂、氢氧化钠和盐酸为主要成份，通过一体化的光伏废水处理设备进行废水处理。各组份协同作用，解决了传统钙盐沉淀法中氟化钙颗粒沉淀难的问题，并且出水F‑浓度也可降到10mg/L以下。显著降低了出水F‑浓度、提高沉淀产物沉降性能，强化除氟效果。沉淀所得固体氟化钙含量高，可以回收利用，降低了废水处理成本，减少了企业对防治水环境污染成本投入，提高了经济效益。与光伏行业的传统工艺相比较，提高了工作效率，运行灵活且便于管理，便于推广。

Description

一种光伏废水处理剂及其处理设备和处理方法

技术领域

本发明涉及用于光伏产业中含氟废水的处理剂及其应用，具体涉及一种光伏废水处理剂及其处理设备和处理方法，属于含氟污水处理技术领域。

背景技术

光伏产业的快速发展很大程度上减轻了空气污染，但光伏器件的生产同时也给环境带来了新的问题，在清洗和硅片、硅棒的制备过程中，在切断、磨削、切片以及硅片在研磨、腐蚀、抛光等过程中产生的助剂废液和清洗废水，因此会产生大量含F^-、SS、较高COD和TN等废水。

光伏光电行业处理前的含氟废水中F^-浓度一般都在200mg/L以上，年均总排放量达到上万吨，严重的造成了环境污染。高浓度的含氟废水通常需要进行多级除氟处理才能达到GB8978-1996《污水综合排放标准》的工业废水排放标准限值。现有技术的光伏废水处理方法主要有化学沉淀法和结晶法，化学沉淀法具有工艺成熟、成本低廉等优点，但存在处理后的出水F^-浓度较高、泥渣沉降缓慢及污泥固废产量大等缺点；结晶法虽然可以回收资源，但存在晶体生长缓慢的问题。

光伏光电企业产生的含氟污泥主要成分为CaF₂、CaCO₃、Ca(OH)₂、CaSO₄、SiO₂及沙石等杂质，多数采用集中堆放的方式贮存。含氟污泥热值低，一般不建议采用焚烧处置，若协同处置则存在腐蚀性风险，一般焚烧处置单位不予主动接收；填埋处置也存在风险，在填埋场环境中的氟化物浸出浓度超过100mg/L，目前对具备无机氟化物废物(HW32)处置资质的危险废物填埋场的建设条件和入场条件极高，另外受经营许可证影响，可处置HW32的单位少，填埋处置并不是最理想的处置方式。目前国内外含氟污泥的处理方法主要有填埋法和综合利用法。由于受其危险特性的限制，含氟污泥少量被协同利用或处置，多数被最终填埋或处于堆存状态，无处可去。含氟废水经处理产生大量的含氟污泥，其中氟化钙占40％以上，提纯后可替代天然的萤石矿，具有很高的市场挖掘潜力。在工业化推广上必须同时兼顾技术的可操作性、经济的可行性和环境的相符性，成为氟化钙污泥资源化的关键问题。

因此，应用光伏废水的治理技术化害为利，开发一种光伏废水处理剂及处理装置，回收氟化钙污泥的同时能够解决光伏废水中F^-、SS和COD污染物浓度高、处理效率低等问题，对促进生态环境保护与光伏产业可持续发展，具有重要的现实意义。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种光伏废水处理剂及其处理设备和处理方法，以回收氟化钙泥(氟化钙含量≥80％)为目标，同时解决光伏废水中氟离子浓度高、SS和COD污染物偏高、能耗高、处理效率低等问题。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的，一种光伏废水处理剂，由下述原料组成，所述份数均为重量份：

所述的除氟剂为氯化钙和氢氧化钙，所述除氟颗粒为氟化钙颗粒，所述的盐酸浓度为35～37％。

优选的，一种光伏废水处理剂，由下述原料组成，所述份数均为重量份：

一种利用上述光伏废水处理剂进行光伏废水处理的光伏废水处理设备，包括内筒、外筒、挡板和搅拌桨，所述的内筒和外筒均为圆筒，外筒套于内筒外侧，外筒的上下边均分别低于内筒的上下边，并且外筒的下边与内筒的下边连接成锥体；内筒下部设有与外筒下部相通的开口，内筒的顶部设有废水进口和药剂进口，内筒底部设有沉淀出口，外筒外侧上部设有两个出水口；内筒和外筒之间设有挡板，挡板为污泥滤网，内筒内部设有搅拌桨。

处理过程中，废水和处理剂分别从废水进口和药剂进口进入内筒，在搅拌桨的作用下进行反应，反应后的水流经内筒下部与外筒下部相通的开口进入外筒。进入外筒的水流在挡板的作用下，进行固液分离，上清液从外筒外侧上部设置的出水口流出，污泥进入装置底部，从沉淀出口排出，循环处理完成光伏废水处理过程。

一种利用上述光伏废水处理剂及光伏废水处理设备的光伏废水处理方法，包括以下步骤：

a)将在集水池中进行pH调节后的光伏废水从废水进口送入光伏废水处理设备的内筒中，由药剂进口向内筒加入配比量的除氟颗粒氟化钙颗粒；

b)由药剂进口向光伏废水中加入配比量的氢氧化钠水溶液、除氟剂氯化钙和氢氧化钙水溶液搅拌协同处理，搅拌至完全溶解后，用氢氧化钠水溶液或盐酸调节pH至8.5～9.0，继续搅拌；固液分离后，上清液和含氟沉淀分别进入下一步处理环节；

c)固液分离后，取含氟沉淀，加入浓氟废水调节pH至3.0～3.5后，搅拌后再使用氢氧化钠水溶液进行pH调节至8.5～9.0；

d)沉淀后再经外筒中的挡板进行固液分离，分别检测上清液氟含量和固体中氟化钙含量；

e)将b)和d)步骤中氟含量达标的上清液通过出水口排出，进入滤池进行消毒处理，检测达标后排出；沉淀泥浆由沉淀出口分离进入污泥池进行压滤，最后得到污泥块；按正常流程运作后，按批次处理量向设备中添加处理剂，循环处理。

优选的，所述步骤a)中所述的集水池中pH调节，调节pH至8.5～9.0。

优选的，所述步骤b)中氢氧化钠水溶液投入量为总反应容积的20％，盐酸为总反应容积的10％。

优选的，所述步骤b)中除氟剂中氯化钙和氢氧化钙质量比为1：10。

优选的，所述步骤b)和c)的处理过程中光伏废水处理设备内搅拌速度为100～400r/min，搅拌时间为10～60min。

优选的，所述步骤c)中，当光伏废水处理设备内的搅拌停止后，使污水静置停留5～60min。

优选的，所述步骤e)中，氟含量检测降低为10mg/L以下为达标出水。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

(1)解决了传统钙盐沉淀法中氟化钙颗粒沉淀难的问题，并且出水F^-浓度也可降到10mg/L以下；显著降低了出水F^-浓度、提高沉淀产物沉降性能，强化除氟效果；沉淀所得固体氟化钙含量高，可以回收利用，降低废水处理成本，减少了企业对防治水环境污染成本投入，提高了经济效益。

(2)同时将光伏产业废水中的稀氟废水和浓碱废水协同处理、浓氟废水和酸碱废水协同处理以及最后沉淀出的氟化钙烘干后含量较高，可以代替萤石矿作为工业使用。

(3)本发明采用一体化处理器处理，使用方便，与光伏行业的传统工艺相比较，提高了工作效率，运行灵活且便于管理，便于推广。

附图说明

图1为本发明的光伏废水处理设备结构示意图。

图2为本发明光伏废水处理方法工艺流程图。

图中：1、内筒，2、外筒，3、挡板，4、搅拌桨，5、废水进口，6、药剂进口，7、出水口，8、沉淀出口。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围，具体实施方式不限制本发明。

实施例1

一种光伏废水处理剂，由下述原料组成，所述份数均为重量份：

所述的盐酸浓度为35～37％。

一种利用上述光伏废水处理剂进行光伏废水处理的光伏废水处理设备，包括内筒1、外筒2、挡板3和搅拌桨4，所述的内筒1和外筒2均为圆筒，外筒2套于内筒1外侧，外筒2的上下边均分别低于内筒1的上下边，并且外筒2的下边与内筒1的下边连接成锥体；内筒1下部设有与外筒2下部相通的开口，内筒1的顶部设有废水进口5和药剂进口6，内筒1底部设有沉淀出口8，外筒2外侧上部设有两个出水口7；内筒1和外筒2之间设有挡板3，挡板为污泥滤网，进行固液分离，内筒1内部设有搅拌桨4。

处理过程中，废水和处理剂分别从废水进口5和药剂进口6进入内筒1内部，在搅拌桨4的作用下进行反应，反应后的水流经内筒1下部与外筒2下部相通的开口进入外筒2。进入外筒2的水流在挡板3的作用下，进行固液分离，上清液从外筒外侧上部设置的出水口7流出，污泥进入装置底部，从沉淀出口8排出，循环处理完成光伏废水处理。

一种利用上述光伏废水处理剂的光伏废水处理方法，包括以下步骤：

a)将在集水池中进行pH调节至8.5～9.0后的光伏废水从废水进口送入光伏废水处理设备内筒中，由药剂进口向内筒加入配比量的除氟颗粒氟化钙颗粒；

b)由药剂进口向光伏废水中加入配比量的氢氧化钠水溶液、除氟剂氯化钙和氢氧化钙水溶液搅拌协同处理，搅拌至完全溶解后，用氢氧化钠水溶液或盐酸调节pH至8.5～9.0，继续搅拌；固液分离后，上清液和含氟沉淀分别进入下一步处理环节；其中除氟剂中氯化钙和氢氧化钙质量比为1：10；搅拌速度为100～400r/min，搅拌时间为10～60min；

c)固液分离后，取含氟沉淀，加入浓氟废水调节pH至3.0～3.5后，搅拌后再使用氢氧化钠水溶液进行pH调节至8.5～9.0；搅拌速度为100～400r/min，搅拌时间为10～60min，搅拌停止后，使污水静置停留5～60min；

d)沉淀后再经外筒中的挡板进行固液分离，分别检测上清液氟含量和固体中氟化钙含量；

e)将b)和d)步骤中氟含量达标的上清液通过出水口排出，进入滤池进行消毒处理，检测达标后排出，上清液氟含量检测降低为10mg/L以下为达标出水。沉淀泥浆由沉淀出口分离进入污泥池进行压滤，最后得到污泥块。按正常流程运作后，按批次处理量向设备中添加处理剂，循环使用。

实施例2

一种光伏废水处理剂，由下述原料组成，所述份数均为重量份：

所述的盐酸浓度为35～37％。

其处理应用设备和处理方法同实施例1。

实施例3

一种光伏废水处理剂，由下述原料组成，所述份数均为重量份：

所述的盐酸浓度为35～37％。

其处理应用设备和处理方法同实施例1。

对比例1

仅不用氯化钙，其他同实施例1。

对比例2

仅不用氢氧化钙，其他同实施例2。

对比例3

仅不用氟化钙，其他同实施例2。

对实施例1～3和对比例1～3处理后的氟化钙污泥进行了氟化钙含量检测、处理后出水进行了主要水质参数检测，如F^-、COD、氨氮及总磷含量，结果及指标对比如下表1和2所示。

表1含氟化钙污泥检测数据

批次	色度	氟化钙含量(烘干后检测)
			实施例1	白色	90.1％
实施例2	白色	92.3％
			实施例3	白色	88.9％
对比例1	白色	82.1％
			对比例2	白色	85.3％
对比例3	白色	70.2％

表2本发明的处理剂及其工艺对光伏废水的处理效果

由上述结果可以看出，本发明的处理剂对光伏废水处理的稳定性较好，使得主要污染物F^-、COD、氨氮及总磷的含量显著下降，同时对pH和导电率的处理有着显著的效果。本发明的处理剂具有十分显著的用于光伏废水处理功效，各项指标均达到国家规定排放标准，制备方法简单，简化处理设备，具有较高的经济效益。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种光伏废水处理剂，其特征在于由下述重量份数的原料组成：

所述的除氟剂为氯化钙和氢氧化钙，所述除氟颗粒为氟化钙颗粒，所述的盐酸浓度为35～37％。

2.一种如权利要求1所述的光伏废水处理剂，其特征在于由下述重量份数的原料组成：

3.一种利用权利要求1所述的光伏废水处理剂进行光伏废水处理的光伏废水处理设备，包括内筒、外筒、挡板和搅拌桨，其特征在于：所述的内筒和外筒均为圆筒，外筒套于内筒外侧，外筒的上下边均分别低于内筒的上下边，并且外筒的下边与内筒的下边连接成锥体；内筒下部设有与外筒下部相通的开口，内筒的顶部设有废水进口和药剂进口，内筒底部设有沉淀出口，外筒外侧上部设有两个出水口；内筒和外筒之间设有挡板，挡板为污泥滤网，进行固液分离，内筒内部设有搅拌桨。

4.一种利用权利要求1所述的光伏废水处理剂和权利要求3所述的光伏废水处理设备的光伏废水处理方法，其特征在于包括以下步骤：

a)将在集水池中进行pH调节后的光伏废水从废水进口送入光伏废水处理设备的内筒中，由药剂进口向内筒加入配比量的除氟颗粒氟化钙颗粒；

b)由药剂进口向光伏废水中加入配比量的氢氧化钠水溶液、除氟剂氯化钙和氢氧化钙水溶液搅拌协同处理，搅拌至完全溶解后，用氢氧化钠水溶液或盐酸调节pH至8.5～9.0，继续搅拌；固液分离后，上清液和含氟沉淀分别进入下一步处理环节；

c)固液分离后，取含氟沉淀，加入浓氟废水调节pH至3.0～3.5后，搅拌后再使用氢氧化钠水溶液进行pH调节至8.5～9.0；

d)沉淀后再经外筒中的挡板进行固液分离，分别检测上清液氟含量和固体中氟化钙含量；

e)将b)和d)步骤中氟含量达标的上清液通过出水口排出，进入滤池进行消毒处理，检测达标后排出；沉淀泥浆由沉淀出口分离进入污泥池进行压滤，最后得到污泥块；按正常流程运作后，按批次处理量向设备中添加处理剂，循环处理。

5.一种如权利要求4所述的光伏废水处理方法，其特征在于：步骤a)中所述的集水池中pH调节，调节pH至8.5～9.0。

6.一种如权利要求4所述的光伏废水处理方法，其特征在于：步骤b)中氢氧化钠水溶液投入量为总反应容积的20％，盐酸为总反应容积的10％。

7.一种如权利要求4所述的光伏废水处理方法，其特征在于：步骤b)中除氟剂中氯化钙和氢氧化钙质量比为1：10。

8.一种如权利要求4所述的光伏废水处理方法，其特征在于：步骤b)和c)的处理过程中光伏废水处理设备内搅拌速度为100～400r/min，搅拌时间为10～60min。

9.一种如权利要求4所述的光伏废水处理方法，其特征在于：步骤c)中，当光伏废水处理设备内的搅拌停止后，使污水静置停留5～60min。

10.一种如权利要求4所述的光伏废水处理方法，其特征在于：步骤e)中，氟含量检测降低为10mg/L以下为达标出水。