一種光伏酸性清洗廢水回用工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及廢水處理工藝，尤其涉及一種光伏酸性清洗廢水回用工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，在全球能源面臨嚴(yán)峻的形勢(shì)下，太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)逐漸興起。太陽(yáng)能是一種環(huán) 保，綠色，節(jié)能的新能源，對(duì)其利用，可以充分緩解能源緊張趨勢(shì)。
[0003] 太陽(yáng)能作為一種清潔能源，本身并不存在污染，但其在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生許多污 染問(wèn)題，其中，光伏電池片生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生低濃度酸性清洗廢水，里面含少量HN03、HCL、 HF, PH 約 4。
[0004] 針對(duì)現(xiàn)有光伏產(chǎn)業(yè)的廢水污染問(wèn)題，技術(shù)人員提出了多種的解決方案，但是仍存 在許多待解決的問(wèn)題： 1、 大部分光伏企業(yè)廢水都是沒(méi)有回用，處理達(dá)標(biāo)后直接排放； 2、 現(xiàn)有回用反滲透裝置進(jìn)水前未調(diào)節(jié)PH，系統(tǒng)脫鹽率低； 3、 現(xiàn)有回用系統(tǒng)整體回收率低。
[0005] CN101973662A(2011.02. 16)公開(kāi)了一種光伏太陽(yáng)能電池片生產(chǎn)廢水處理工藝，工 藝對(duì)酸性廢水和堿性廢水分別收集，通過(guò)調(diào)節(jié)pH、除氟和/或除C0D、好氧生物處理，達(dá)到排 放標(biāo)準(zhǔn)的廢水外排。該發(fā)明提供的針對(duì)光伏太陽(yáng)能電池片生產(chǎn)廢水水質(zhì)特點(diǎn)的處理工藝， 有效去除了氟離子，出水氟離子濃度降低到l〇mg/L以下，廢水C0DCr300mg/L以下，但廢水 處理后僅達(dá)標(biāo)排放。
[0006] CN202072558U (2011. 12. 14)公開(kāi)了一種光伏廢水零排放系統(tǒng)涉及工業(yè)水處理裝 置，通過(guò)PLC控制系統(tǒng)連接控制兩級(jí)反滲透裝置、序批式Fenton裝置、多級(jí)過(guò)濾裝置、超濾 裝置及后續(xù)的反滲透裝置等設(shè)備，對(duì)光伏廢水進(jìn)行回用處理，實(shí)現(xiàn)水資源的循環(huán)利用，但該 裝置系統(tǒng)環(huán)節(jié)多，工藝復(fù)雜，操作難度高。
[0007] 基于以上的現(xiàn)狀，同時(shí)考慮各地工業(yè)自來(lái)水價(jià)格昂貴，及響應(yīng)國(guó)家節(jié)能減排的政 策，我們亟需一套用于光伏廢水回用處理的系統(tǒng)，在減少排污總量的同時(shí)又能回收純水，實(shí) 現(xiàn)光伏廢水的回用處理。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的是提供一種系統(tǒng)脫鹽率高、整體回收率高、能實(shí)現(xiàn)廢水回用的光伏 酸性清洗廢水回用工藝。
[0009] 本發(fā)明的上述技術(shù)目的是通過(guò)以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的： 一種光伏酸性清洗廢水回用工藝，其依次包括步驟： (1) 調(diào)節(jié)pH值：收集光伏酸性清洗廢水，調(diào)節(jié)光伏酸性清洗廢水pH值至7-8 ; (2) 超濾：將pH值調(diào)節(jié)后的廢水在壓力0.08-0. 12MPa下打入超濾裝置，超濾處理后獲 得超濾產(chǎn)水，超濾濃水排至污水站進(jìn)一步處理；所述超濾產(chǎn)水分為兩部分，第一部分作為后 續(xù)回用處理，第二部分用于超濾裝置的反洗； 所述超濾裝置每運(yùn)行半小時(shí)進(jìn)行一次自動(dòng)反洗；沖洗通量控制在100-120L/m2 ?hr ;反 洗壓力彡〇· 2MPa ;反洗時(shí)間20-40秒； 所述超濾裝置為外壓式中空纖維膜，其膜絲內(nèi)外徑之比為1:1. 5-2. 5,超濾組件裝填密 度 800?1200m2/m3; (3) 第一內(nèi)循環(huán)：作為后續(xù)回用處理的第一部分超濾產(chǎn)水進(jìn)入第一內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)，所述 第一內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)包括連接在所述超濾裝置之后的高壓泵和反滲透除鹽裝置；將經(jīng)過(guò)高壓 泵和反滲透除鹽的出水再次打入高壓泵入口進(jìn)行多次第一內(nèi)循環(huán)處理，使系統(tǒng)整體回收率 ^ 85% ； (4) 純水回用：將最終的反滲透出水作為工業(yè)自來(lái)水回用于生產(chǎn)線(xiàn)。
[0010] 超濾利用具有選擇透過(guò)能力的薄膜做分離介質(zhì)，膜壁密布微孔，原液在一定壓力 下通過(guò)膜的一側(cè)，溶劑及小分子有機(jī)物透過(guò)膜壁為濾出液，而較大分子的有機(jī)物被膜截留， 從而達(dá)到物質(zhì)分離及濃縮的目的。膜分離過(guò)程為動(dòng)態(tài)過(guò)濾過(guò)程，大分子有機(jī)物、固形物被膜 壁阻隔，隨濃縮液流出膜組件，膜不易被堵塞，可連續(xù)長(zhǎng)期使用。過(guò)濾過(guò)程可在常溫、低壓下 運(yùn)行，無(wú)相態(tài)變化，1?效節(jié)能； 超濾是一種流體切向流動(dòng)和壓力驅(qū)動(dòng)的過(guò)濾過(guò)程，作為一種新的分離方法，具有許多 無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)，如能耗低，操作簡(jiǎn)便，占地少，無(wú)污染等，超濾膜分離技術(shù)已經(jīng)迅速發(fā)展起 來(lái)。但由于在膜分離過(guò)程中，有多種因素影響通量，使通量降低。歸結(jié)起來(lái)，使通量降低的主 要因素是濃差極化和膜污染，并且濃差極化會(huì)加劇膜的污染。濃差極化和膜污染不但使通 量降低，而且縮短膜的使用壽命，成為制約膜分離技術(shù)推廣應(yīng)用的重要因素。膜污染的影響 因素主要有；溫度、操作壓力、被分離液的流動(dòng)速度、被分離液的流動(dòng)狀態(tài)、被分離液PH值、 運(yùn)行時(shí)間、被分離液的組成、膜種類(lèi)、清洗狀況等。因此解決和減輕濃差極化和膜污染的有 效方法，是選擇這些影響因素的合適值但由于膜分離體系、膜本身強(qiáng)度和膜處理技術(shù)效率 等的限制，這些影響因素不可能隨意改變。其中改變流體流動(dòng)狀態(tài)相對(duì)比較簡(jiǎn)單易行，而且 選用合適的條件對(duì)減輕濃差極化和膜污染的效果也比較明顯，成本也相對(duì)較低。
[0011] 本發(fā)明所述超濾采用外壓式中空纖維膜(材質(zhì)為現(xiàn)有已知常用的如聚偏氟乙烯 PVDF，聚砜PS，PES聚醚砜等，優(yōu)選為PVDF，耐污染性能好，化學(xué)、機(jī)械強(qiáng)度好)。考慮到最大 限度地保證本發(fā)明所述超濾過(guò)程的過(guò)濾效率，解決和減輕濃差極化和膜污染，通過(guò)特定的 膜運(yùn)行參數(shù)、膜絲選擇和組件裝填密度的協(xié)同作用運(yùn)行，同時(shí)結(jié)合后續(xù)的第一內(nèi)循環(huán)，可充 分去除水中HF、HN03、HCL等物質(zhì)，將超濾產(chǎn)水通過(guò)高壓泵進(jìn)入反滲透除鹽系統(tǒng)，提高反滲 透系統(tǒng)的脫鹽率，PH調(diào)整到7-8,使反滲透系統(tǒng)脫鹽率彡90% ;通過(guò)第一內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)，保證系 統(tǒng)整體回收率>85%，最終使反滲透裝置產(chǎn)水作用工業(yè)自來(lái)水應(yīng)用于生產(chǎn)線(xiàn)。
[0012] 作為優(yōu)選，將所述光伏酸性清洗廢水收集入原水池，然后依次進(jìn)入原水泵、精密過(guò) 濾器和超濾裝置，在精密過(guò)濾器入口處調(diào)節(jié)光伏酸性清洗廢水PH值至7-8。
[0013] 作為優(yōu)選，所述超濾裝置產(chǎn)水口連接有超濾水箱，所述超濾水箱分別連接有用于 清洗所述超濾裝置的反沖泵和用于第一內(nèi)循環(huán)的高壓泵。
[0014] 作為優(yōu)選，作為后續(xù)回用處理的第一部分超濾產(chǎn)水在進(jìn)入第一內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)前，先 與加壓溶氣水混合，然后進(jìn)入氣浮室，氣浮室工作壓力為1-3N，水中形成的膠體及懸浮物在 氣浮室內(nèi)進(jìn)行分離，浮渣通過(guò)水力方式或機(jī)械方式從水體表面清除后進(jìn)入所述第一內(nèi)循環(huán) 系統(tǒng)。
[0015] 采用該方法可以進(jìn)一步促進(jìn)第一內(nèi)循環(huán)處理的效率，提高反滲透系統(tǒng)的脫鹽率， 提高系統(tǒng)整體回收率。
[0016] 作為優(yōu)選，所述反滲透除鹽裝置出水進(jìn)行離子吸附后再作為工業(yè)自來(lái)水回用于 生產(chǎn)線(xiàn)，所述離子吸附具體是將反滲透除鹽裝置出水以15-20cm/min的速度通過(guò)包含按 (0. 1-2) : (5-7)摩爾比混合的凝膠強(qiáng)酸型Al-型離子交換樹(shù)脂和大孔弱酸型Al-型離子交 換樹(shù)脂組成的改性雙樹(shù)脂離子交換劑柱子。
[0017] 采用在反滲透后進(jìn)行離子吸附，可以提高廢水中的氟離子去除，降低純水中的含 氟量。
[0018] 更優(yōu)選地，所述改性雙樹(shù)脂離子交換劑的制備方法依次包括以下步驟： A. 凝膠強(qiáng)酸型Al-型離子交換樹(shù)脂的制備：常溫常壓下在固定床反應(yīng)器中填充1體積 份的凝膠強(qiáng)酸型H-型苯乙烯系樹(shù)脂，注入10-12倍體積份的質(zhì)量百分比濃度為1-5%的硫 酸鋁溶液或焦硫酸鋁溶液，浸泡l_3h,然后用去離子水清洗，備用； B. 大孔弱酸型Al-型離子交換樹(shù)脂的制備：常溫常壓下在固定床反應(yīng)器中填充1體積 份的大孔弱酸型H-型丙烯酸系樹(shù)脂，注入10-12倍體積份的質(zhì)量百分比濃度為0. 5-1. 5% 的硫酸鋁溶液或焦硫酸鋁溶液，浸泡〇. 5-2. 5h，然后用去離子水清洗，備用； C. 按（0. 1-2) : (5-7)摩爾比混合上述步驟制備的凝膠強(qiáng)酸型Al-型離子交換樹(shù)脂和 大孔弱酸型Al-型離子交換樹(shù)脂。
[0019] 由于鋁離子對(duì)氟離子有較強(qiáng)的親合力，可與氟離子形成一系列穩(wěn)定化合物，從而 可以去除水中的氟離子： Al3++F- = AlF2+ A1F2++F_ = AlF+ AlFf+r = AlF6+ 長(zhǎng)時(shí)間除氟后交換柱中的一些樹(shù)脂顏色變深，說(shuō)明樹(shù)脂被污染，需要再生。除氟后的樹(shù) 脂可用硫酸鋁溶液再生，再生反應(yīng)如下： (R-SO3) 2A1F+A13++ (R-SO3) (R-SO3) 3ai+aif2+ 根據(jù)廢水含氟量控制再生頻率，在交換柱下側(cè)進(jìn)口處導(dǎo)入硫酸鋁溶液或焦硫酸鋁溶液 進(jìn)行再生，再生洗脫液從交換柱上側(cè)出口處流出后，再將該再生洗脫液導(dǎo)入待處理的光伏 廢水中，由于A(yíng)lF2+仍可以與氟離子進(jìn)一步反應(yīng)，因此可以提高工藝除氟率，減少除氟藥劑 的使用。本發(fā)明的改性雙樹(shù)脂離子交換劑可多次再