公布日：2022.03.01
申請日：2021.12.02
分類號：C02F9/04(2006.01)I
摘要
本發明公開了一種光伏生產廢水的資源化處理工藝，涉及廢水處理技術領域。本發明是將光伏生產過程中所產生的廢水先進行預處理，然后將預處理后的廢水依次進行化學除硬、樹脂軟化和除氟處理、折點加氯處理、超濾、一級RO濃縮處理以及超純水處理。經過本發明的處理工藝可以直接獲得超純水，并將超純水用于生產使用。本發明的處理工藝實現了變廢為寶，有效節約了水資源。
權利要求書
1.一種光伏生產廢水的資源化處理工藝，其特征在于，包括以下步驟：(1)將光伏生產廢水過濾除雜后邊攪拌邊加入NaOH，調整廢水的pH值至10 11，再加入重金屬捕捉劑繼續攪拌，以對廢水中重金屬充分捕捉，攪拌至沉淀物不再增加為止，采用沉淀池1進行過濾，得到上清液1和污泥；(2)在上清液1中加入碳酸鈉進行化學除硬，除硬反應時間為20 60min，以使得廢水硬度降低至20mg/L，將除硬后的廢水排入沉淀池2進行沉淀，得到沉淀污泥和上清液2，將沉淀污泥通過氣動隔膜泵打入壓濾機進行過濾，濾液返回至過濾廢水箱，沉淀池2的上清液2采用多介質過濾器進行過濾；(3)將步驟(2)處理后的上清液2依次經過酸中和、軟化樹脂、除氟樹脂處理；(4)將樹脂處理后的廢水進行折點加氯處理，并將處理后的廢水進行超濾；(5)將超濾后的廢水進入一級RO濃縮處理；(6)將一級RO濃縮處理后的廢水進行超純水處理，得到再生水。
2.根據權利要求1所述光伏生產廢水的資源化處理工藝，其特征在于，步驟(1)中所述金屬捕捉劑為銅金屬捕捉劑、鎳金屬捕捉劑或鉻金屬捕捉劑中的至少一種。
3.根據權利要求1所述光伏生產廢水的資源化處理工藝，其特征在于，步驟(2)所述多介質過濾器是由本體及內填充介質組成，所述填充介質是由石英砂和無煙煤按質量比為2.4構成。
4.根據權利要求3所述光伏生產廢水的資源化處理工藝，其特征在于，經多介質過濾器處理后得到的廢水濁度<1NTU，SDI<5。
5.根據權利要求1所述光伏生產廢水的資源化處理工藝，其特征在于，步驟(3)中所述軟化樹脂為鈉型陽離子交換樹脂。
6.根據權利要求1所述光伏生產廢水的資源化處理工藝，其特征在于，步驟(3)中所述除氟樹脂為CH 87。
7.根據權利要求1所述光伏生產廢水的資源化處理工藝，其特征在于，步驟(4)所述折點加氯處理中氯氮摩爾比為10:1，pH為7。
8.根據權利要求1所述光伏生產廢水的資源化處理工藝，其特征在于，步驟(4)所述超濾采用的超濾膜為中空纖維膜，所述中空纖維膜壁上有0.01～0.03微米的貫通孔。
9.根據權利要求1所述光伏生產廢水的資源化處理工藝，其特征在于，步驟(5)所述一級RO濃縮處理采用一級反滲透裝置進行除雜、濃縮。
10.根據權利要求1所述光伏生產廢水的資源化處理工藝，其特征在于，步驟(6)所述超純水處理是依次采用兩級反滲透裝置進行處理、采用EDI進行處理、殺菌處理、拋光混床處理。
發明內容
針對現有技術的不足，本發明提供了一種光伏生產廢水的資源化處理工藝，該工藝是回收廢水中的重金屬，并將廢水處理成再生水直接用于生產使用，不僅節約了水資源，同時實現了變廢為寶。
本發明光伏生產廢水的資源化處理工藝包括以下步驟：
(1)將光伏生產廢水過濾除雜后邊攪拌邊加入NaOH，調整廢水的pH值至10 11，再加入重金屬捕捉劑繼續攪拌，以對廢水中重金屬充分捕捉，攪拌至沉淀物不再增加為止，采用沉淀池1進行過濾，得到上清液1和污泥；
(2)在上清液1中加入碳酸鈉進行化學除硬，除硬反應時間為20 60min，以使得廢水硬度降低至20mg/L，將除硬后的廢水排入沉淀池2進行沉淀，得到沉淀污泥和上清液2，將沉淀污泥通過氣動隔膜泵打入壓濾機進行過濾，濾液返回至過濾廢水箱，沉淀池2的上清液2采用多介質過濾器進行過濾；
(3)將步驟(2)處理后的上清液2依次經過酸中和、軟化樹脂、除氟樹脂處理；
(4)將樹脂處理后的廢水進行折點加氯處理，并將處理后的廢水進行超濾；
(5)將超濾后的廢水進入一級RO濃縮處理；
(6)將一級RO濃縮處理后的廢水進行超純水處理，得到再生水。
優選地，本發明步驟(1)中所述金屬捕捉劑為銅金屬捕捉劑、鎳金屬捕捉劑或鉻重金屬捕捉劑中的至少一種。
優選地，本發明步驟(2)所述多介質過濾器是由本體及內填充介質組成，所述填充介質是由石英砂和無煙煤按質量比為2.4構成。工作期間，帶壓力的原水由上部進入上集水腔，均勻的經介質層的過濾后進入下集水腔，流出設備成為過濾水。多介質過濾器需配置反沖洗功能，洗脫介質上及床層中吸附截留的污垢，以便反洗時去除這些污垢，提高出水水質并延長設備工作周期。經該設備過濾后，出水的濁度<1NTU，SDI<5。在多介質過濾器的進水口裝有流量計，以觀察工作時的流量。本發明多介質過濾器需定期反洗，在反洗時設計了壓縮空氣沖刷步驟，以除去粘附在介質上的物質。氣沖的目的是利用介質粒子間摩擦，以松動介質上所粘住的顆粒物質。
優選地，本發明步驟(3)中所述軟化樹脂為鈉型陽離子交換樹脂。具體原理是當水中鈣鎂離子含量高時，鈉型陽離子交換樹脂可以釋放出鈉離子，功能基團與鈣鎂離子結合，鈣鎂離子與樹脂中的鈉離子進行交換，從而降低水中的鈣鎂離子，使得水中的硬度降低。
優選地，本發明步驟(3)中所述除氟樹脂為CH 87。該除氟樹脂中含氟選擇性官能團，可以在其他離子共存的情況下，對氟離子表現出極強的選擇性，同時吸附量大，吸附精度高，可以將水中的氟離子含量從幾十或幾百ppm降至1ppm以下。
優選地，本發明步驟(4)所述折點加氯處理中氯氮摩爾比為10:1，pH為7。折點加氯處理方式可以去除水中大多數產生臭味的物質以及氨氮，殺菌效果較好。
優選地，本發明步驟(4)所述超濾采用的超濾膜為中空纖維膜，所述中空纖維膜壁上有0.01～0.03微米的貫通孔。在壓力驅動下，尺寸小于膜分離孔徑的分子或粒子可穿過纖維壁，而尺寸大于膜分離孔徑的分子或粒子則被纖維壁所截留，從而實現大小粒子的分離。超濾處理方式可以徹底去除水中的膠體、細菌、微生物、懸浮物等，出水的TSS可小于0.1ppm，污染指數SDI可小于3，大大減少后續設備的再生、清洗頻率，提高生產效率，減少排污以及能耗。
優選地，本發明步驟(5)所述一級RO濃縮處理采用一級反滲透裝置進行除雜、濃縮。一級RO濃縮處理裝置主要是用于去除水中可溶性鹽、有機大分子以及尚未清除的小顆粒物質。在壓力作用下，大部分水分子和微量小離子透過反滲透膜，經收集后成為產品水，通過產品管道進入后續設備中。水中的大部分鹽分和膠體、有機物等不能透過反滲透膜，殘留在少量濃水中，由濃水管排出，達到濃縮減量的目的。
優選地，本發明步驟(6)所述超純水處理是依次采用兩級反滲透裝置進行處理、采用EDI進行處理、殺菌處理、拋光混床處理。其中拋光混床的作用是進一步去除GE CEDI處理后水中殘余的陽離子和陰離子。拋光混床內裝核級特種樹脂(陶氏拋光樹脂UP6150及UP6040)，出水電阻率可≥18.2MΩ.cm。
采用通用公司生產GE CEDI進行處理，即采用直流電迫使污染性離子持續從進水中遷移出來，并穿過樹脂床和離子交換膜匯集到濃水室。同時直流電能夠將水分子電離成氫離子和氫氧根離子，持續地對樹脂再生。EDI技術替代了傳統的水處理系統中初級混床，能夠連續地、可預知地生產高純水。
與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：
本發明對光伏生產廢水進行資源化處理，具體是將光伏生產過程中所產生的廢水先進行預處理，然后將預處理后的廢水依次進行化學除硬、樹脂軟化和除氟處理、折點加氯處理、超濾、一級RO濃縮處理以及超純水處理。本發明的處理工藝使得廢水經過處理后成為高純水，并用于實際生產使用，充分有效利用了水資源，降低了對環境的負荷，實現了變廢為寶。
（發明人：唐葉紅;劉景光;王曉茵;王延宗;郅松卡）
