1、設(shè)計規(guī)模及水質(zhì)

根據(jù)該公司提供的資料，污水站排入廢水分為5股，其中車間濃堿廢水排放量為80m3/d，稀堿廢水排放量為2200m3/d，濃氟廢水排放量為80m3/d(其中酸刻蝕槽內(nèi)含硝酸濃氟廢水30m3/d，酸洗槽濃氟廢水50m3/d)，稀氟廢水排放量為1700m3/d，廢氣洗滌塔廢水(含氟及氨)排放量為12m3/d，總計4072m3/d。經(jīng)過綜合分析，將各股廢水根據(jù)污染物種類及濃度進(jìn)行單獨收集，通過調(diào)節(jié)池完全混合，均質(zhì)、均量進(jìn)行調(diào)節(jié)，保證污水處理系統(tǒng)的穩(wěn)定性，處理后出水需達(dá)到《電池工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB30484—2013)表1．2中的間接排放標(biāo)準(zhǔn)。具體設(shè)計進(jìn)、出水水質(zhì)見表1。

2、工藝流程

根據(jù)對車間晶體硅片生產(chǎn)工藝及排水特點進(jìn)行分析可知，各生產(chǎn)工段投加的HF、HNO3以及NaOH濃度差別大，導(dǎo)致廢水酸堿性差別大，車間生產(chǎn)廢水有機(jī)物濃度較高、可生化性差、氟化物以及硝酸根濃度高。針對各股廢水單獨排放且排放時間不同的特點，采用集水池進(jìn)行單獨收集，之后利用調(diào)節(jié)池將各股不同階段排放的不同特性生產(chǎn)廢水進(jìn)行混合調(diào)節(jié)，保證來水水質(zhì)及水量相對穩(wěn)定，為后續(xù)污水系統(tǒng)的穩(wěn)定運行提供保障;采用三級混凝沉淀措施，去除廢水中的氟化物，同時降低廢水中鈣離子濃度，保證生化系統(tǒng)穩(wěn)定運行;采用兩級A/O工藝，去除廢水中的有機(jī)物及硝酸根，保證出水COD及總氮達(dá)標(biāo)排放。具體的工藝流程見圖1。車間排放的各股堿性廢水、濃氟、稀氟及酸刻蝕廢水分別通過集水池進(jìn)行收集。各收集池廢水通過泵提升至綜合廢水調(diào)節(jié)池，在綜合廢水調(diào)節(jié)池利用穿孔攪拌系統(tǒng)進(jìn)行均質(zhì)均量后，通過泵提升至一級物化處理。在1#反應(yīng)池內(nèi)，先投加Ca(OH)2，將廢水的pH值調(diào)節(jié)至7～10左右。在來水pH值較低、Ca(OH)2調(diào)節(jié)pH值不理想的情況下，通過投加NaOH對污水的pH值進(jìn)行調(diào)節(jié)。繼續(xù)投加Ca(OH)2和CaCl2進(jìn)行化學(xué)沉淀反應(yīng)，生成CaF2沉淀顆粒物。1#反應(yīng)池出水自流進(jìn)入1#混凝池，分別加入PAC、PAM進(jìn)行絮凝反應(yīng)，形成大顆粒的礬花沉淀，在1#物化沉淀池進(jìn)行固液分離，上清液自流入2#反應(yīng)池進(jìn)行二級物化處理。二、三級物化處理原則與級相同，主要是進(jìn)一步降低廢水中的氟離子濃度。當(dāng)二級物化系統(tǒng)出水氟離子達(dá)標(biāo)時，在三級物化系統(tǒng)適量投加Na2CO3，去除污水中的鈣離子，防止影響后續(xù)生化系統(tǒng)的正常運行。3#物化沉淀池出水在中間水池內(nèi)暫存，池內(nèi)根據(jù)出水pH值情況投加H2SO4，以確保生化系統(tǒng)進(jìn)水pH值在適宜范圍內(nèi)，然后經(jīng)泵提升進(jìn)入生化處理工段。

生化流程為一級缺氧+一級接觸氧化+二級缺氧+二級接觸氧化。接觸氧化池硝化液和污泥回流至一級缺氧池，利用反硝化細(xì)菌脫氮。一級缺氧池出水進(jìn)入一級生物接觸氧化池，生物接觸氧化池內(nèi)設(shè)置填料。出水進(jìn)入后續(xù)缺氧/好氧系統(tǒng)。二級接觸氧化出水自流入生化沉淀池進(jìn)行泥水分離，大部分污泥回流至生化池前端，保證生化系統(tǒng)的污泥濃度，少部分剩余污泥泵送至污泥儲池。在一、二級缺氧池前端配水區(qū)內(nèi)根據(jù)微生物脫氮需要補充碳源。系統(tǒng)產(chǎn)生的物化污泥和剩余生化污泥，經(jīng)污泥泵抽至污泥儲池進(jìn)行預(yù)濃縮，再由螺桿泵送至板框壓濾機(jī)，終得到含水率≤70%的脫水泥餅，泥餅經(jīng)廠區(qū)污泥堆棚自然風(fēng)干后定期外運。

廠區(qū)濃氟廢水集水池、稀氟廢水集水池、酸刻蝕槽廢水集水池、綜合廢水調(diào)節(jié)池及事故池內(nèi)的氟化氫等揮發(fā)性氣體，通過引風(fēng)機(jī)抽至除臭噴淋塔內(nèi)處理后經(jīng)高空排放塔排入大氣。

3、主要工藝單體及設(shè)計參數(shù)

3.1 堿性廢水集水池

收集車間堿制絨槽廢液、堿制絨后清洗廢水、堿洗廢液及清洗廢水，廢水呈強堿性。設(shè)計尺寸為9．5m×6．5m×4．3m，設(shè)計停留時間為1．2h。池頂設(shè)置PVDF反吊膜，池內(nèi)壁采用乙烯基樹脂防腐。

3.2 稀氟廢水集水池

收集車間酸洗后及酸刻蝕后清洗廢水，廢水呈弱酸性。設(shè)計尺寸為7．0m×6．5m×4．3m，設(shè)計停留時間為1．2h。池頂設(shè)置PVDF反吊膜，池內(nèi)壁采用乙烯基樹脂防腐。

3.3 濃氟廢水集水池

收集車間酸洗后排放的濃氟生產(chǎn)廢水，廢水呈強酸性。設(shè)計尺寸為3．5m×6．5m×4．3m，設(shè)計停留時間為24h。池頂設(shè)置PVDF反吊膜，池內(nèi)壁采用乙烯基樹脂防腐并襯PP板。

3.4 酸刻蝕廢水集水池

收集車間酸刻蝕槽排放的高濃度硝酸及氫氟酸廢水，廢水呈強酸性。設(shè)計尺寸為12．5m×6．5m×4．3m，設(shè)計停留時間為6．5d。池頂設(shè)置PVDF反吊膜，池內(nèi)壁采用乙烯基樹脂防腐并襯PP板。

3.5 綜合廢水調(diào)節(jié)池

綜合廢水調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)置空氣穿孔攪拌。設(shè)計水量為4072m3/d，設(shè)計尺寸為27．0m×30．0m×5．5m，設(shè)計停留時間為16h。池頂設(shè)置PVDF反吊膜，池內(nèi)壁采用乙烯基樹脂防腐并襯PP板。

3.6 一級混凝沉淀池

一級混凝沉淀池含1#反應(yīng)池2座、1#混凝池1座、1#絮凝池1座、平流沉淀池1座。通過向1#反應(yīng)池投加Ca(OH)2、CaCl2，先后經(jīng)過pH值調(diào)節(jié)、反應(yīng)兩步工序，大部分氟離子同鈣離子充分接觸，產(chǎn)生氟化鈣顆粒物，之后投加PAC和PAM進(jìn)行混凝沉淀反應(yīng)，有效去除SS、氟化鈣沉淀及部分COD。設(shè)計尺寸為48．0m×9．05m×5．0m，其中1#反應(yīng)池停留時間為30min，1#混凝池停留時間為20min，1#絮凝池停留時間為20min，沉淀池表面負(fù)荷為0．9m3/(m2?h)。池內(nèi)壁采用乙烯基樹脂防腐。

3.7 二級混凝沉淀池

二級混凝沉淀池含2#反應(yīng)池2座、2#混凝池1座、2#絮凝池1座、平流沉淀池1座。通過向2#反應(yīng)池投加Ca(OH)2、CaCl2，進(jìn)一步進(jìn)行pH值調(diào)節(jié)、反應(yīng)，讓廢水中殘留氟離子同鈣離子充分接觸，產(chǎn)生氟化鈣顆粒物，之后投加PAC和PAM進(jìn)行混凝沉淀反應(yīng)，進(jìn)一步去除SS、氟化鈣沉淀及部分COD。設(shè)計尺寸為48．0m×9．05m×4．5m，其中2#反應(yīng)池停留時間為25min，2#混凝池停留時間為18min，2#絮凝池停留時間為18min，沉淀池表面負(fù)荷為0．9m3/(m2?h)。池內(nèi)壁采用乙烯基樹脂防腐。

3.8 三級混凝沉淀池

三級混凝沉淀池含3#反應(yīng)池2座、3#混凝池1座、3#絮凝池1座、平流沉淀池1座。當(dāng)二級沉淀池出水不達(dá)標(biāo)時，通過向3#反應(yīng)池繼續(xù)投加Ca(OH)2、CaCl2，確保出水氟離子達(dá)標(biāo);當(dāng)氟離子達(dá)標(biāo)時，根據(jù)水中鈣離子濃度，適量投加Na2CO3，去除污水中過量鈣離子，防止影響后續(xù)生化系統(tǒng)正常運行。設(shè)計尺寸為38．5m×8．15m×4．5m，其中3#反應(yīng)池停留時間為20min，3#混凝池停留時間為12min，3#絮凝池停留時間為12min，沉淀池表面負(fù)荷為1．1m3/(m2?h)。池內(nèi)壁采用乙烯基樹脂防腐。三級混凝沉淀池主要用于前兩級檢修超越及補充Na2CO3，去除污水中過量鈣離子。

每一級混凝沉淀池之間可根據(jù)檢修需要進(jìn)行靈活超越，保證污水系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

3.9 一級A/O池

一級A/O池分為2組，兩組并聯(lián)運行，每組含1座缺氧池及1座生物接觸氧化池，串聯(lián)運行。一級缺氧池內(nèi)設(shè)置缺氧攪拌機(jī)，生物接觸氧化池內(nèi)部設(shè)置填料。一級A/O池總停留時間為71h，污泥濃度為3500mg/L，填料容積負(fù)荷為1．5kgBOD5/(m3填料?d)，混合液回流比為200%，污泥回流比為，氣水比為30∶1。缺氧池前端配水區(qū)設(shè)置乙酸鈉投加點，用于補充反硝化所需的碳源。

3.10 二級A/O池

二級A/O池分為2組，兩組并聯(lián)運行，每組含1座缺氧池及1座生物接觸氧化池，串聯(lián)運行。二級A/O池總停留時間為17h，污泥濃度為3500mg/L，填料容積負(fù)荷為1．0kgBOD5/(m3填料?d)，混合液回流比為200%，污泥回流比為，氣水比為8∶1。二級缺氧池前端配水區(qū)設(shè)置乙酸鈉投加點，用于補充反硝化所需的碳源。