公布日：2022.11.01
申請日：2022.08.16
分類號：C02F9/14(2006.01)I;C02F103/34(2006.01)N
摘要
本發明屬于芯片廢水處理技術領域，具體提供了一種用于深度生物處理納米級電子芯片廢水的方法，本發明通過構建以立體層級生態處理耦合磁負載混凝沉淀復合系統深度處理TMF‑RO膜系統產生的濃水。復合池上層種挺水植物作為觀賞和生物膜載體兩用，搭建小規模人與自然和諧生態空間，中層構建活性污泥法系統通過污泥降解用于深度處理濃水中的COD、氮磷、特征風險物質（如納米顆粒），下層布設磁負載混凝沉淀池輔助污泥沉淀、轉輸和排放，從上而下形成一個兼具景觀和廢水處理的新型生態型分散式污水凈化系統，實現深度生物處理納米級電子芯片廢水。
權利要求書
1.一種用于深度生物處理納米級電子芯片廢水的方法，其特征在于，包括：構建了以立體層級生態處理耦合磁負載混凝沉淀復合系統深度處理濃水，其中：復合系統的池上層種挺水植物；中層構建活性污泥法系統通過污泥降解用于深度處理濃水中的風險物質；下層布設磁負載混凝沉淀池輔助污泥沉淀、轉輸和排放。
2.根據權利要求1所述的一種用于深度生物處理納米級電子芯片廢水的方法，其特征在于，挺水植物選自黃菖蒲和皇竹草中一種或兩種。
3.根據權利要求1所述的一種用于深度生物處理納米級電子芯片廢水的方法，其特征在于，活性污泥法系統為生態層級處理池中選用SBR工藝進行脫氮除磷和納米顆粒的去除；植物-SBR復合系統運行工況為厭氧、缺氧、好氧交替運行，一個周期內運行程序：進水20min，厭氧60min，缺氧100min，好氧7小時，絮凝沉淀靜置1.5小時，排水30min。
4.根據權利要求3所述的一種用于深度生物處理納米級電子芯片廢水的方法，其特征在于，運行階段植物-SBR系統水力停留時間HRT為24小時，污泥濃度約為3300-4000mg/L，污泥停留時間SRT為15天。
5.根據權利要求3所述的一種用于深度生物處理納米級電子芯片廢水的方法，其特征在于，溶解氧在曝氣階段維持在2-4mg/L，沉淀階段維持在0-0.5mg/L；運行過程中以乙酸鈉和葡萄糖為碳源，乙酸鈉和葡萄糖投加質量比例為1:1根據權利要求3所述的一種用于深度生物處理納米級電子芯片廢水的方法，其特征在于，工藝設定污泥轉輸比為30%，活性污泥池中的污泥濃度能有效保持在3600mg/L左右。
6.根據權利要求1所述的一種用于深度生物處理納米級電子芯片廢水的方法，其特征在于，磁負載混凝沉淀池中磁粉的粒徑為45μm。
7.根據權利要求7所述的一種用于深度生物處理納米級電子芯片廢水的方法，其特征在于，磁負載混凝沉淀池中磁粉、PAC、PAM添加量分別為500mg/L、300mg/L、2mg/L。
8.根據權利要求7所述的一種用于深度生物處理納米級電子芯片廢水的方法，其特征在于，采用PAC+磁粉+PAM先后投加的方式，投加后快速進行攪拌，PAC、磁粉、PAM對應的攪拌速率分別設為400、200、100r/min，各攪拌5min，隨后慢速攪拌絮凝15min，靜置沉淀1h。
發明內容
本發明提出一種立體層級生態處理耦合磁負載混凝沉淀的復合裝置用于電子芯片生產廢水膜濾后濃水的凈化處理，出水經MBR+人工濕地+消毒系統后繼續回用。
具體地，本發明通過以下技術方案來實現：本發明構建了以立體層級生態處理耦合磁負載混凝沉淀復合系統深度處理TMF-RO膜系統產生的濃水（示意圖見圖2）。復合池上層種挺水植物作為觀賞和生物膜載體兩用，搭建小規模人與自然和諧生態空間，中層構建活性污泥法系統通過污泥降解用于深度處理濃水中的COD、氮磷、特征風險物質（如納米顆粒），下層布設磁負載混凝沉淀池輔助污泥沉淀、轉輸和排放，從上而下形成一個兼具景觀和廢水處理的新型生態型分散式污水凈化系統。
具體地，本發明通過以下技術方案來實現：一種用于深度生物處理納米級電子芯片廢水的方法，包括：構建了以立體層級生態處理耦合磁負載混凝沉淀復合系統深度處理濃水，其中：復合系統的池上層種挺水植物；中層構建活性污泥法系統通過污泥降解用于深度處理濃水中的COD、氮磷等特征風險物質（如納米顆粒）；下層布設磁負載混凝沉淀池輔助污泥沉淀、轉輸和排放。
其中，芯片廢水為經TMF-RO（管式反滲透微濾膜，IP-TMF-PE-BS1-13P型TMF膜，陶氏BW30XFR-400/34I極強抗污染型RO膜）膜系統產生的濃水。
作為本發明的一種優選技術方案，挺水植物選自黃菖蒲和皇竹草中一種或兩種。
作為本發明的一種優選技術方案，磁粉最佳粒徑確定為45μm，粒徑太小，磁粉顆粒間產生的慣性碰撞力剪切力過大，容易破壞磁絮體，粒徑過大，磁粉很容易直接沉淀，無法起到絮凝的作用。
作為本發明的一種優選技術方案，磁負載混凝沉淀池中磁粉、PAC、PAM添加量分別為500mg/L、300mg/L、2mg/L。磁化后的污泥絮體增大了比表面積有利于污染物顆粒的吸附，在磁絮體相互吸引作用下加快了污染物顆粒進入細胞膜進行生物作用，相對于僅投加PAC、PAM，其去除率和沉淀效率均有很大程度提升。
作為本發明的一種優選技術方案，采用PAC+磁粉+PAM先后投加的方式，投加后快速進行攪拌。加入PAC后，此時分子粒徑小，需要以較大的速率進行攪拌促進碰撞絮凝；加入磁粉后，較小的顆粒已經在PAC加入后絮凝，此時選擇中速攪拌，促進微磁絮體的形成；加入PAM后，經過微磁絮體的碰撞絮凝形成了較大的絮團，需以較小速率進行攪拌，以防剪碎絮團影響沉淀。
作為本發明的一種優選技術方案，，優選PAC、磁粉、PAM對應的攪拌速率分別設為400、200、100r/min，各攪拌5min，隨后慢速攪（100r/min）拌絮凝15min，靜置沉淀1h。
作為本發明的一種優選技術方案，生態層級處理池中選用SBR工藝進行脫氮除磷和納米顆粒的去除。
作為本發明的一種優選技術方案，植物-SBR復合系統運行工況為厭氧、缺氧、好氧交替運行，單個周期時間為12小時。由攪拌器提供厭氧、缺氧期間的攪拌功能；空氣泵提供在好氧階段的空氣供應。一個周期內運行程序：進水20min，厭氧60min，缺氧100min，好氧7小時，絮凝沉淀靜置1.5小時，排水30min。運行階段植物-SBR系統水力停留時間HRT為24小時，污泥濃度約為3300-4000mg/L，污泥停留時間SRT為15天。溶解氧在曝氣階段維持在2-4mg/L，沉淀階段維持在0-0.5mg/L。運行過程中以乙酸鈉和葡萄糖為碳源，乙酸鈉和葡萄糖投加質量比例為1:1，維持SBR池中C/N6-8、C/P＞20，可以滿足微生物對碳源的需要，達到較好的生物脫氮除磷效果。
作為本發明的一種優選技術方案，污泥轉輸可以實現活性污泥的篩選與轉移利用，補充SBR處理池的活性污泥濃度，保持系統里的生物活性，優選工藝設定污泥轉輸比為30%。在此轉輸比下，活性污泥池中的污泥濃度能有效保持在3600mg/L左右，抗風險能力較強。
本發明相對于現有技術的有益效果包括：采用本發明的立體層級生態處理耦合磁負載混凝沉淀復合系統可以有效去除電子芯片濃水中的SS、COD、氨氮、總氮、總磷、納米銀等；本發明碳氮主要通過植物吸收和污泥同化及異化作用去除，其中碳和氮大部分在活性污泥的異化作用下形成氣體，其他部分被植物和污泥吸收，而磷主要被植物和污泥同化用以生長，污泥是主要核心除污單元，植物起到加強輔助的功能，因此該裝置既滿足污染物削減的目標，同時兼具了景觀效應。
（發明人：韓琦;余波平;張帆;劉杰;曾勇輝;王小江;劉洋;林武;王偉綿;陳鴻芳;許德超）
