一种高效异质结电池生产废水处理方法及系统与流程

1.本发明涉及污水处理技术领域，特别涉及一种高效异质结电池生产废水处理方法及系统。


背景技术：

2.高效异质结电池生产过程中产生的废水主要有浓hf(氢氟酸)废水、浓hcl(盐酸)废水、浓碱废水、含f(氟)冲洗废水、含碱废水、含cu
2+
(铜离子)废水、含氨废水、含制绒添加剂的浓碱废水、含制绒添加剂的冲洗废水等9类废水。其中，浓hf(氢氟酸)废水、浓hcl(盐酸)废水、浓碱废水、含f(氟)冲洗废水、含碱废水及含制绒添加剂的冲洗废水等6类废水均含有氟离子；含氨废水及含制绒添加剂的浓碱废水均含有氨氮。
3.例如，在太湖流域，按照《太湖流域管理条例》要求，含氟废水排放要求f-(氟离子)≤2mg/l，含氮废水要求零排放，含铜废水排放要求cu
2+
(铜离子)≤0.3mg/l。混合均匀的含氟废水f-(氟离子)浓度在2000～3000mg/l之间，废水量非常大，要处理到2mg/l以下。
4.相较于其他类型的太阳能电池片，高效异质结电池的含氨废水非常少，但在相关排放标准下，例如《太湖流域管理条例》，需要做到零排放。含氨废水进水氨氮浓度在200～300mg/l之间，含铜废水进水cu
2+
(铜离子)浓度在400～600mg/l之间，其中有一定含量的络合铜，按要求，处理出水cu
2+
(铜离子)浓度要在0.3mg/l以下。而现有的污水处理系统难以满足上述要求。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题是提供一种成本低、效率高的高效异质结电池生产废水处理系统。
6.为了解决上述问题，本发明提供了一种高效异质结电池生产废水处理系统，包括：含氟废水处理系统，所述含氟废水处理系统包括：
7.多个含氟废水收集装置、酸性废水调节池、碱性废水调节池、一级反应池一、一级沉淀池一、二级反应池一、二级沉淀池一、离子交换深度除氟装置、含氟污泥浓缩池；
8.多个含氟废水收集装置用于收集不同类型的含氟废水，所述含氟废水收集装置收集的酸性废水通过所述酸性废水调节池进入所述一级反应池一，所述含氟废水收集装置收集的碱性废水通过所述碱性废水调节池进入所述一级反应池一；
9.所述一级反应池一、一级沉淀池一、二级反应池一、二级沉淀池一、离子交换深度除氟装置依次连接，所述一级反应池一用于加入石灰乳及cacl2，与含氟废水中的氟离子形成氟化钙，并在所述一级沉淀池一中沉淀，所述一级反应池还用于加入pac和pam，在含氟废水中发生混凝反应，并在所述一级沉淀池一中泥水分离以实现一次除氟，所述一级沉淀池一沉淀后的废水上清液进入所述二级反应池一，所述二级反应池一和二级沉淀池一配合对废水继续处理，实现二次除氟；
10.所述离子交换深度除氟装置用于对二次除氟后的废水进行深度除氟，使深度除氟
后的水达到排放标准。
11.在本发明的一个实施例中，所述不同类型的含氟废水包括氢氟酸废水、浓盐酸废水、浓碱废水、含氟冲洗废水、含碱废水、含制绒添加剂冲洗废水，所述氢氟酸废水、浓盐酸废水、含氟冲洗废水为酸性废水，所述浓碱废水、含碱废水、含制绒添加剂冲洗废水为碱性废水。
12.在本发明的一个实施例中，所述酸性废水调节池和碱性废水调节池均设有曝气搅拌装置及ph仪，ph仪用于检测含氟废水的酸碱度，根据酸碱度调节所述酸性废水调节池和碱性废水调节池出水的流量。
13.在本发明的一个实施例中，还包括含氟污泥浓缩池，所述一级沉淀池一和二级沉淀池一沉淀的污泥进入所述含氟污泥浓缩池，所述含氟污泥浓缩池将含氟污泥浓缩后进入含氟污泥压滤机。
14.在本发明的一个实施例中，还包括含氨氮废水处理系统，所述含氨氮废水处理系统包括：
15.含氮废水收集装置、含制绒添加剂浓碱废水收集装置、除氟反应池、除氟沉淀池、含氮污泥浓缩池、含氨氮废水调节池、多介质过滤器、活性炭过滤器、叠片过滤器、超滤装置、反渗透装置、浓水反渗透装置、ro产水箱、超滤产水箱、反渗透浓水箱、ror浓水箱、mvr蒸发器；
16.所述含氮废水收集装置和含制绒添加剂浓碱废水收集装置中的含氨氮废水进入所述除氟反应池进行除氟，所述除氟反应池用于加入石灰乳及cacl2，与含氟废水中的氟离子形成氟化钙，并在所述除氟沉淀池中沉淀，所述除氟反应池还用于加入pac和pam，在含氟废水中发生混凝反应，并使所述除氟沉淀池中泥水分离以实现除氟，除氟后的废水进入所述含氨氮废水调节池，所述除氟沉淀池的污泥进入所述含氮污泥浓缩池，所述含氮污泥浓缩池将含氟污泥浓缩后进入含氮污泥压滤机；
17.所述含氨氮废水调节池中的废水由提升泵依次经过所述多介质过滤器、活性炭过滤器、叠片过滤器及超滤装置，将废水中0.1微米以下的颗粒杂质去除，并去除部分有机物；
18.所述反渗透装置及浓水反渗透装置用于去除废水中的离子和cod，反渗透及浓水反渗透的产水进入ro产水箱，由泵输送至冷却塔补水或吸收塔补水；
19.超滤产水经反渗透增压泵及高压泵进入所述反渗透装置进行浓缩，反渗透浓水再经过所述浓水反渗透装置进行浓缩，所述浓水反渗透装置的浓水经ror浓水箱暂存后泵入所述mvr蒸发器进行蒸发浓缩，冷凝水经收集后泵入冷却塔补水或吸收塔补水。
20.在本发明的一个实施例中，还包括含铜废水处理系统，所述含铜废水处理系统包括：
21.依次连接的含铜废水收集池、一级反应池二、一级沉淀池二、二级反应池二、二级沉淀池二、三级反应池、三级沉淀池；所述含铜废水收集池收集的含铜废水依次流经所述一级反应池二、一级沉淀池二、二级反应池二、二级沉淀池二、三级反应池、三级沉淀池；
22.所述一级反应池二用于添加重捕剂、ca(oh)2和硫酸亚铁、pam，与含铜废水中的铜离子起到反应、捕捉、絮凝的作用，形成絮体在所述一级沉淀池二中沉降，所述二级反应池二、二级沉淀池二、三级反应池、三级沉淀池对废水继续处理，实现三级物化。
23.在本发明的一个实施例中，所述含铜废水处理系统还包括含铜污泥浓缩池，所述
一级沉淀池二、二级沉淀池二、三级沉淀池均与所述含铜污泥浓缩池连接，所述一级沉淀池二、二级沉淀池二、三级沉淀池沉淀的污泥进入所述含铜污泥浓缩池，所述含铜污泥浓缩池将含铜污泥浓缩后进入含铜污泥压滤机。
24.本发明还提供了一种高效异质结电池生产废水处理方法，应用于上述的高效异质结电池生产废水处理系统，其包括含氟废水处理方法，所述含氟废水处理方法应用于所述含氟废水处理系统，包括以下步骤：
25.s11、利用多个含氟废水收集装置收集不同类型的含氟废水，所述含氟废水收集装置收集的酸性废水通过所述酸性废水调节池进入所述一级反应池一，所述含氟废水收集装置收集的碱性废水通过所述碱性废水调节池进入所述一级反应池一；
26.s12、向所述一级反应池一加入石灰乳及cacl2，与含氟废水中的氟离子形成氟化钙，并在所述一级沉淀池一中沉淀，向所述一级反应池加入pac和pam，在含氟废水中发生混凝反应，在所述一级沉淀池一中泥水分离以实现一次除氟，所述一级沉淀池一沉淀后的废水进入所述二级反应池一，所述二级反应池一和二级沉淀池一配合对废水继续处理，实现二次除氟；
27.s13、利用所述离子交换深度除氟装置对二次除氟后的废水进行深度除氟，使深度除氟后的水达到排放标准；
28.s14、所述一级沉淀池一和二级沉淀池一沉淀的污泥进入含氟污泥浓缩池，利用含氟污泥浓缩池将含氟污泥浓缩后进入含氟污泥压滤机。
29.本发明还提供了一种高效异质结电池生产废水处理方法，应用于上述的高效异质结电池生产废水处理系统，包括含氨氮废水处理方法，所述含氨氮废水处理方法应用于所述含氨氮废水处理系统，包括以下步骤：
30.s21、利用所述含氮废水收集装置和含制绒添加剂浓碱废水收集装置收集含氨氮废水，在所述除氟反应池中加入石灰乳及cacl2，与含氟废水中的氟离子形成氟化钙，并在所述除氟沉淀池中沉淀，继续在所述除氟反应池中加入pac和pam，在含氟废水中发生混凝反应，并使所述除氟沉淀池中泥水分离以实现除氟，除氟后的废水进入所述含氨氮废水调节池；
31.s22、通过提升泵将所述含氨氮废水调节池中的废水依次经过所述多介质过滤器、活性炭过滤器、叠片过滤器及超滤装置，将废水中0.1微米以下的颗粒杂质去除，并去除部分有机物；
32.s23、超滤产水经反渗透增压泵及高压泵进入所述反渗透装置进行浓缩，反渗透浓水再经过所述浓水反渗透装置进行浓缩，所述浓水反渗透装置的浓水经ror浓水箱暂存后泵入所述mvr蒸发器进行蒸发浓缩，冷凝水经收集后泵入冷却塔补水或吸收塔补水；
33.s24、含氨氮废水处理系统产生的污泥单独进入单独污泥脱水系统进行减量化。
34.本发明还提供了一种高效异质结电池生产废水处理方法，应用于上述的高效异质结电池生产废水处理系统，其包括含铜废水处理方法，所述含铜废水处理方法应用于所述含铜废水处理系统，包括以下步骤：
35.s31、利用所述含铜废水收集池收集含铜废水，向所述一级反应池二添加重捕剂、ca(oh)2和硫酸亚铁、pam，与含铜废水中的铜离子起到反应、捕捉、絮凝的作用，形成絮体在所述一级沉淀池二中沉降；
36.s32、所述一级沉淀池二出水进入所述二级反应池二，向所述二级反应池二添加重捕剂、ca(oh)2和硫酸亚铁、pam，所述二级反应池二出水在所述二级沉淀池中泥水分离；
37.s33、所述二级沉淀池二出水进入所述三级反应池，向所述三级反应池添加重捕剂、ca(oh)2和硫酸亚铁、pam，所述三级反应池出水在所述三级沉淀池中澄清，并接入放流池；
38.s34、所述一级沉淀池二、二级沉淀池二和三级沉淀池得到污泥进入所述含铜污泥浓缩池，所述含铜污泥浓缩池将含铜污泥浓缩后进入含铜污泥压滤机。
39.本发明的有益效果：
40.本发明高效异质结电池生产废水处理方法及系统通过对废水进行分类收集、分质处理的方式，使处理后的水达到高标准排放要求。本发明实现了较低成本、高效率的废水处理。同时，本发明可实现含氨氮废水零排放。
41.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
42.图1为本发明实施例中高效异质结电池生产废水处理系统的示意图。
具体实施方式
43.下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
44.实施例一
45.如图1所示，为本发明实施例中高效异质结电池生产废水处理系统，包括：含氟废水处理系统，所述含氟废水处理系统包括：
46.多个含氟废水收集装置、酸性废水调节池、碱性废水调节池、一级反应池一、一级沉淀池一、二级反应池一、二级沉淀池一、离子交换深度除氟装置、含氟污泥浓缩池；
47.多个含氟废水收集装置用于收集不同类型的含氟废水，所述含氟废水收集装置收集的酸性废水通过所述酸性废水调节池进入所述一级反应池一，所述含氟废水收集装置收集的碱性废水通过所述碱性废水调节池进入所述一级反应池一；
48.所述一级反应池一、一级沉淀池一、二级反应池一、二级沉淀池一、离子交换深度除氟装置依次连接，所述一级反应池一用于加入石灰乳及cacl2，与含氟废水中的氟离子形成氟化钙，并在所述一级沉淀池一中沉淀，所述一级反应池还用于加入pac和pam，在含氟废水中发生混凝反应，并在所述一级沉淀池一中泥水分离以实现一次除氟，所述一级沉淀池一沉淀后的废水上清液进入所述二级反应池一，所述二级反应池一和二级沉淀池一配合对废水继续处理，实现二次除氟；
49.所述离子交换深度除氟装置用于对二次除氟后的废水进行深度除氟，使深度除氟后的水达到排放标准。
50.所述不同类型的含氟废水包括氢氟酸废水、浓盐酸废水、浓碱废水、含氟冲洗废水、含碱废水、含制绒添加剂冲洗废水，所述氢氟酸废水、浓盐酸废水、含氟冲洗废水为酸性
废水，所述浓碱废水、含碱废水、含制绒添加剂冲洗废水为碱性废水。其中，不同类型的含氟废水在各自收集池(罐)中进行水质和水量的综合收集，并匀质匀量，其中强酸废水采用pe储罐存储。
51.进一步地，所述酸性废水调节池和碱性废水调节池均设有曝气搅拌装置及ph仪，ph仪用于检测含氟废水的酸碱度，根据酸碱度调节所述酸性废水调节池和碱性废水调节池出水的流量。
52.进一步地，还包括含氟污泥浓缩池，所述一级沉淀池一和二级沉淀池一沉淀的污泥进入所述含氟污泥浓缩池，所述含氟污泥浓缩池将含氟污泥浓缩后进入含氟污泥压滤机。
53.实施例二
54.本实施例公开了一种高效异质结电池生产废水处理方法，应用于实施例一中的高效异质结电池生产废水处理系统，其包括含氟废水处理方法，所述含氟废水处理方法应用于上述含氟废水处理系统，包括以下步骤：
55.步骤s11、利用多个含氟废水收集装置收集不同类型的含氟废水，所述含氟废水收集装置收集的酸性废水通过所述酸性废水调节池进入所述一级反应池一，所述含氟废水收集装置收集的碱性废水通过所述碱性废水调节池进入所述一级反应池一；
56.步骤s12、向所述一级反应池一加入石灰乳及cacl2，与含氟废水中的氟离子形成氟化钙，并在所述一级沉淀池一中沉淀，向所述一级反应池加入pac和pam，在含氟废水中发生混凝反应，在所述一级沉淀池一中泥水分离以实现一次除氟，所述一级沉淀池一沉淀后的废水进入所述二级反应池一，所述二级反应池一和二级沉淀池一配合对废水继续处理，实现二次除氟；
57.其中，步骤s12具体包括：
58.第一步：形成钙盐。因石灰价格便宜，来源广泛，且易溶于水，该工艺中，将石灰水同含氟废水反应，形成caf2沉淀，反应原理如下：
59.ca(oh)2+2h
+
+2f＝＝caf2↓
+2h2o
60.为进一步降低氟化物含量，在投加ca(oh)2形成氟化钙盐沉淀的同时投加cacl2，根据同离子效应理论，在难溶电解质的饱和溶液中，加入含有同离子的另一种电解质时，原有的电解质溶解度降低，从而使得更多的caf2沉淀形成和析出。
61.第二步：铝盐吸附沉淀。钙盐中和产生的caf2是一种微细的结晶，沉淀效果不佳。混凝剂和助凝剂是一种铝盐，投加到水中后，al
3+
与f
－
的结合以及铝盐水解中间产物和最后生成的al(oh)3在溶液中形成各种矾花，对氟离子具有配体交换、物理吸附、卷扫等作用，同时还能促进氟化钙盐沉淀颗粒的形成和长大，最终将产生的caf2形成水中沉淀，同处理后的清水进行分离。
62.在第一级反应中控制ph在6-7范围内，加入石灰乳及cacl2，使药剂与废水中的氟离子形成氟化钙沉淀，继续在后续两个反应池内加入pac和pam，pac、高分子助凝剂pam的作用是通过电中和、吸附架桥、网捕及共沉淀等净化机理，使废水中胶体、颗粒物、氟化钙沉淀物等发生混凝反应，使污染物质作为污泥沉降，在随后的沉淀池内泥水分离，使得污染物质，这里着重为氟离子得到有效去除，上清液进入第二级反应沉淀，此时氟离子浓度从2000～3000mg/l降低到20～40mg/l。当第一级反应沉淀出水加入少量的石灰乳、cacl2、pac和
pam反应后，进入沉淀池再次泥水分离、澄清出水，将氟离子浓度从20～40mg/l降低到8mg/l以下。
63.步骤s13、利用所述离子交换深度除氟装置对二次除氟后的废水进行深度除氟，使深度除氟后的水达到排放标准；具体地，离子交换树脂吸附装置采用杜笙tulsimerch-87除氟树脂，tulsimer ch-87是一款去除水溶液中氟离子的专用的凝胶型选择性离子交换树脂。它是具有氟化物选择性官能团的交联聚苯乙烯共聚物架构的树脂。去除氟离子的能力可以达到1ppm以下的水平。它在中性至碱性的ph范围内有极高的工作效率，并且很容易再生。再生药剂可以采用5％的氯化铝或者10％-15％的硫酸铝，再生废液可回至前端除氟工艺处理。经过深度除氟后的水排至放流池达标排放。
64.步骤s14、所述一级沉淀池一和二级沉淀池一沉淀的污泥进入含氟污泥浓缩池，利用含氟污泥浓缩池将含氟污泥浓缩后进入含氟污泥压滤机。
65.实施例三
66.本实施例公开了一种高效异质结电池生产废水处理系统，其在实施例一的基础上，还包括含氨氮废水处理系统，所述含氨氮废水处理系统包括：
67.含氮废水收集装置、含制绒添加剂浓碱废水收集装置、除氟反应池、除氟沉淀池、含氮污泥浓缩池、含氨氮废水调节池、多介质过滤器、活性炭过滤器、叠片过滤器、超滤装置、反渗透装置、浓水反渗透装置、ro产水箱、超滤产水箱、反渗透浓水箱、ror浓水箱、mvr蒸发器；
68.所述含氮废水收集装置和含制绒添加剂浓碱废水收集装置中的含氨氮废水进入所述除氟反应池进行除氟，所述除氟反应池用于加入石灰乳及cacl2，与含氟废水中的氟离子形成氟化钙，并在所述除氟沉淀池中沉淀，所述除氟反应池还用于加入pac和pam，在含氟废水中发生混凝反应，并使所述除氟沉淀池中泥水分离以实现除氟，除氟后的废水进入所述含氨氮废水调节池，所述除氟沉淀池的污泥进入所述含氮污泥浓缩池，所述含氮污泥浓缩池将含氟污泥浓缩后进入含氮污泥压滤机；
69.所述含氨氮废水调节池中的废水由提升泵依次经过所述多介质过滤器、活性炭过滤器、叠片过滤器及超滤装置，将废水中0.1微米以下的颗粒杂质去除，并去除部分有机物；
70.所述反渗透装置及浓水反渗透装置用于去除废水中的离子和cod(其中，离子包括硝酸根等)，反渗透及浓水反渗透的产水进入ro产水箱，由泵输送至冷却塔补水或吸收塔补水；
71.超滤产水经反渗透增压泵及高压泵进入所述反渗透装置进行浓缩，反渗透浓水再经过所述浓水反渗透装置进行浓缩，所述浓水反渗透装置的浓水经ror浓水箱暂存后泵入所述mvr蒸发器进行蒸发浓缩，冷凝水经收集后泵入冷却塔补水或吸收塔补水。
72.实施例四
73.本实施例公开了一种高效异质结电池生产废水处理方法，应用于实施例三中的高效异质结电池生产废水处理系统，其包括含氨氮废水处理方法，所述含氨氮废水处理方法应用于所述含氨氮废水处理系统，包括以下步骤：
74.s21、利用所述含氮废水收集装置和含制绒添加剂浓碱废水收集装置收集含氨氮废水，在所述除氟反应池中加入石灰乳及cacl2，与含氟废水中的氟离子形成氟化钙，并在所述除氟沉淀池中沉淀，继续在所述除氟反应池中加入pac和pam，在含氟废水中发生混凝
反应，并使所述除氟沉淀池中泥水分离以实现除氟，除氟后的废水进入所述含氨氮废水调节池；
75.s22、通过提升泵将所述含氨氮废水调节池中的废水依次经过所述多介质过滤器、活性炭过滤器、叠片过滤器及超滤装置，将废水中0.1微米以下的颗粒杂质去除，并去除部分有机物；
76.s23、超滤产水经反渗透增压泵及高压泵进入所述反渗透装置进行浓缩，反渗透浓水再经过所述浓水反渗透装置进行浓缩，所述浓水反渗透装置的浓水经ror浓水箱暂存后泵入所述mvr蒸发器进行蒸发浓缩，冷凝水经收集后泵入冷却塔补水或吸收塔补水；
77.s24、含氨氮废水处理系统产生的污泥单独进入单独污泥脱水系统进行减量化。污泥池上清液及压滤机滤液回至含氨氮废水处理系统前端再处理。
78.实施例五
79.本实施例公开了一种高效异质结电池生产废水处理系统，其在实施例一的基础上，还包括含铜废水处理系统，所述含铜废水处理系统包括：
80.依次连接的含铜废水收集池、一级反应池二、一级沉淀池二、二级反应池二、二级沉淀池二、三级反应池、三级沉淀池；所述含铜废水收集池收集的含铜废水依次流经所述一级反应池二、一级沉淀池二、二级反应池二、二级沉淀池二、三级反应池、三级沉淀池；
81.所述一级反应池二用于添加重捕剂、ca(oh)2和硫酸亚铁、pam，与含铜废水中的铜离子起到反应、捕捉、絮凝的作用，形成絮体在所述一级沉淀池二中沉降，所述二级反应池二、二级沉淀池二、三级反应池、三级沉淀池对废水继续处理，实现三级物化。
82.进一步地，所述含铜废水处理系统还包括含铜污泥浓缩池，所述一级沉淀池二、二级沉淀池二、三级沉淀池均与所述含铜污泥浓缩池连接，所述一级沉淀池二、二级沉淀池二、三级沉淀池沉淀的污泥进入所述含铜污泥浓缩池，所述含铜污泥浓缩池将含铜污泥浓缩后进入含铜污泥压滤机。
83.实施例六
84.本实施例公开了一种高效异质结电池生产废水处理方法，应用于实施例五中的高效异质结电池生产废水处理系统，其包括含铜废水处理方法，所述含铜废水处理方法应用于所述含铜废水处理系统，包括以下步骤：
85.s31、利用所述含铜废水收集池收集含铜废水，向所述一级反应池二添加重捕剂、ca(oh)2和硫酸亚铁、pam，与含铜废水中的铜离子起到反应、捕捉、絮凝的作用，形成絮体在所述一级沉淀池二中沉降；
86.s32、所述一级沉淀池二出水进入所述二级反应池二，向所述二级反应池二添加重捕剂、ca(oh)2和硫酸亚铁、pam，所述二级反应池二出水在所述二级沉淀池中泥水分离；使铜离子进一步去除。
87.s33、所述二级沉淀池二出水进入所述三级反应池，向所述三级反应池添加重捕剂、ca(oh)2和硫酸亚铁、pam，所述三级反应池出水在所述三级沉淀池中澄清，并接入放流池；使铜离子彻底去除。
88.s34、所述一级沉淀池二、二级沉淀池二和三级沉淀池得到污泥进入所述含铜污泥浓缩池，所述含铜污泥浓缩池将含铜污泥浓缩后进入含铜污泥压滤机。污泥池上清液及压滤机滤液回至含铜废水处理系统前端再处理。
89.本发明高效异质结电池生产废水处理方法及系统通过对废水进行分类收集、分质处理的方式，使处理后的水达到高标准排放要求。本发明实现了较低成本、高效率的废水处理。同时，本发明可实现含氨氮废水零排放。
90.以上实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。