申请日20200306
公开(公告)日20200612
IPC分类号C02F9/14; C02F101/34; C02F101/38
摘要
本发明公开了一种显影液废水处理方法及系统，涉及化工废液处理领域，主要为了解决现有技术中采用好氧生化工艺将TMAH分解转化为氨氮存在的一些问题;本发明采用厌氧生化工艺处理含高浓度TMAH的反渗透浓水，解决了采用A/O生化工艺处理显影液废水时存在的耐受进水TMAH浓度低、TMAH处理负荷低、TMAH对硝化细菌活性有抑制、剩余污泥产量大等问题;采用本发明的方法处理显影液废水，还具有水力停留时间短、占地面积小、曝气能耗低、剩余污泥产量小等优点。
权利要求书
1.一种显影液废水处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)PH调节
在显影液废水中加入酸溶液，调节PH至7.5-8.5;
2)混凝沉淀
2-1)完成PH值调节后，在显影液废水中加入混凝剂，使析出的光刻胶凝聚为絮体;
2-2)然后再加入絮凝剂，使光刻胶絮体抱团，提高絮体的密实度;
2-3)静置沉淀1-2h，沉淀污泥排入工厂废水站污泥脱水系统处理，沉淀上清液待进一步处理;
3)超滤处理
通过超滤膜截留去除上清液中的颗粒状和胶体态杂质，得到超滤出水;
4)反渗透处理
对超滤出水进行反渗透处理，由反渗透膜截留显影液废水中的TMAH并对废水进行脱盐，其中，反渗透产水用于工厂循环冷却水补水或杂用水，富集了高浓度TMAH的反渗透浓水待后续步骤处理;
5)厌氧生化处理
对反渗透浓水进行厌氧生化处理，在厌氧微生物作用下，反渗透浓水中的TMAH分解转化为氨氮和甲烷气。
2.根据权利要求1所述的显影液废水处理方法，其特征在于，所述步骤1)中使用的酸溶液为盐酸或者硫酸。
3.根据权利要求2所述的显影液废水处理方法，其特征在于，所述步骤2-3)中的沉淀工艺可由气浮工艺代替，气浮浮渣排入工厂废水站污泥脱水系统处理，对应的，步骤4)中反渗透处理的对象为气浮出水。
4.根据权利要求3所述的显影液废水处理方法，其特征在于，所述步骤4)中反渗透系统回收率为75%-80%，反渗透膜通量为18-22L/m2·h，反渗透进水pH值为6.5-8，采用上述工艺参数，使得TMAH的截留率>99%。
5.根据权利要求4所述的显影液废水处理方法，其特征在于，所述步骤5)包括：
5-1)在厌氧生化进水中投加碳酸钠、碳酸氢钠或氢氧化钠，控制厌氧反应出水pH值为6.8-7.2;
5-2)在厌氧生化进水中投加磷酸盐，投加浓度为10mg/L;
5-3)在厌氧生化反应器内投加钙盐，投加浓度为40mg/L;
5-4)在厌氧生化反应器内投加微量元素药液，投加比例按1m3厌氧生化进水投加1-2 L微量元素药液，其中微量元素药液组成为：0.8mg/L氯化钴，0.8mg/L氯化镍，0.8mg/L硫酸亚铁。
6.根据权利要求5所述的显影液废水处理方法，其特征在于，所述步骤5)中厌氧生化容积负荷为4-8 kg TMAH/m3·d，厌氧生化反应温度为35-38℃。
7.一种显影液废水处理系统，其特征在于，包括：
PH调节模块，用于在显影液废水中加入酸溶液，调节PH至7.5-8.5;
混凝沉淀模块，用于对显影液废水进行混凝沉淀处理，以去除显影液废水中经pH调节后析出的不溶态的光刻胶;
超滤处理模块，用于通过超滤膜截留去除上清液中的颗粒状和胶体态杂质，得到超滤出水;
反渗透处理模块，用于对超滤出水进行反渗透处理，由反渗透膜截留显影液废水中的TMAH并对废水进行脱盐;
厌氧生化处理模块，用于对反渗透浓水进行厌氧生化处理，在厌氧微生物作用下，反渗透浓水中的TMAH分解转化为氨氮和甲烷气。
说明书
一种显影液废水处理方法及系统
技术领域
本发明涉及化工废液处理领域，具体是一种显影液废水处理方法及系统。
背景技术
液晶显示屏生产过程的显影工序排出高浓度显影液废液和低浓度显影液废水，通常将显影液废液作为危险废弃物委外处置，将低浓度的显影液废水排入工厂废水站与其它有机废水合并进行生化处理。显影液废水中的污染物主要是四甲基氢氧化铵(Tetramethylammonium hydroxide, 简称TMAH)和少量溶解的光刻胶，其中TMAH浓度为400mg/L左右。TMAH是一种具有强碱性、腐蚀性及生物毒性的有机氮化合物，需对其进行去除总氮处理，以满足工厂废水站外排水中总氮指标的排放要求。
液晶显示屏工厂废水站的有机废水处理系统常采用A/O(缺氧/好氧)生化工艺去除总氮。显影液废水流入生化系统后，TMAH首先在好氧微生物作用下转化为氨氮，然后经好氧硝化和缺氧反硝化处理实现总氮的去除。
上述现有技术中采用好氧生化工艺将TMAH分解转化为氨氮，存在以下问题：
(1)TMAH对废水生化处理微生物(特别是硝化细菌)的活性有抑制，随其浓度升高，抑制作用增强。这使得工厂废水站A/O生化系统耐受进水TMAH浓度较低，当进水TMAH浓度波动时易受到冲击。
(2)由于TMAH对硝化细菌活性有抑制，在实际工程中经常出现A/O生化系统对氨氮的硝化能力不足，导致废水的氨氮和总氮去除率低。
(3)好氧生化工艺分解TMAH的处理负荷低，导致生化系统水力停留时间长、占地面积大、曝气能耗高。
另外，当需要对包括显影液废水在内的工厂有机废水进行回用时，常见处理技术是在有机废水生化处理后端设置反渗透系统进行脱盐回用。现有显影液废水回用技术将反渗透系统设置在生化系统后端，存在以下不足：
(1)反渗透系统回收率较低，通常为70%左右。
(2)反渗透膜易发生微生物污堵。
发明内容
本发明的目的在于提供一种显影液废水处理方法及系统，以解决上述问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种显影液废水处理方法，包括以下步骤：
1)PH调节
在显影液废水中加入酸溶液，调节PH至7.5-8.5;
步骤1)的目的在于使显影液废水中的光刻胶转化为不溶态析出;
2)混凝沉淀
2-1)完成PH值调节后，在显影液废水中加入混凝剂，使析出的光刻胶凝聚为絮体;
2-2)然后再加入絮凝剂，使光刻胶絮体抱团，提高絮体的密实度;
2-3)静置沉淀1-2h，沉淀污泥排入工厂废水站污泥脱水系统处理，沉淀上清液待进一步处理;
步骤2)的目的在于去除显影液废水中经pH调节后析出的不溶态的光刻胶;
3)超滤处理
通过超滤膜截留去除上清液中的颗粒状和胶体态杂质，得到超滤出水;
步骤3)的目的在于使显影液废水的浊度满足反渗透进水要求;
4)反渗透处理
对超滤出水进行反渗透处理，由反渗透膜截留显影液废水中的TMAH并对废水进行脱盐，其中，反渗透产水用于工厂循环冷却水补水或杂用水，富集了高浓度TMAH的反渗透浓水待后续步骤处理;
5)厌氧生化处理
对反渗透浓水进行厌氧生化处理，在厌氧微生物作用下，反渗透浓水中的TMAH分解转化为氨氮和甲烷气;
步骤5)的目的在于降低反渗透浓水的微生物抑制性，从而提高后续的除氨氮和总氮处理效率。
在进一步的方案中：所述步骤1)中使用的酸溶液为盐酸或者硫酸。
在进一步的方案中：所述步骤2-3)中的沉淀工艺可由气浮工艺代替，气浮浮渣排入工厂废水站污泥脱水系统处理，对应的，步骤4)中反渗透处理的对象为气浮出水。
在进一步的方案中：所述步骤4)中反渗透系统回收率为75%-80%，反渗透膜通量为18-22L/m2·h，反渗透进水pH值为6.5-8，采用上述工艺参数，使得TMAH的截留率>99%。
在进一步的方案中：所述步骤5)包括：
5-1)在厌氧生化进水中投加碳酸钠、碳酸氢钠或氢氧化钠，控制厌氧反应出水pH值为6.8-7.2;
5-2)在厌氧生化进水中投加磷酸盐，投加浓度为10mg/L，(以P计);
5-3)在厌氧生化反应器内投加钙盐，投加浓度为40mg/L，(以Ca计);
5-4)在厌氧生化反应器内投加微量元素药液，投加比例按1m3厌氧生化进水投加1-2 L微量元素药液，其中微量元素药液组成为：0.8mg/L氯化钴，0.8mg/L氯化镍，0.8mg/L硫酸亚铁。
在进一步的方案中：所述步骤5)中厌氧生化容积负荷为4-8 kg TMAH/m3·d，厌氧生化反应温度为35-38℃。
一种显影液废水处理系统，该系统是基于上述方法设计的，具体来说，该系统包括：
PH调节模块，用于在显影液废水中加入酸溶液，调节PH至7.5-8.5;
混凝沉淀模块，用于对显影液废水进行混凝沉淀处理，以去除显影液废水中经pH调节后析出的不溶态的光刻胶;
超滤处理模块，用于通过超滤膜截留去除上清液中的颗粒状和胶体态杂质，得到超滤出水;
反渗透处理模块，用于对超滤出水进行反渗透处理，由反渗透膜截留显影液废水中的TMAH并对废水进行脱盐，其中，反渗透产水用于工厂循环冷却水补水或杂用水，富集了高浓度TMAH的反渗透浓水待后续步骤处理;
厌氧生化处理模块，用于对反渗透浓水进行厌氧生化处理，在厌氧微生物作用下，反渗透浓水中的TMAH分解转化为氨氮和甲烷气。
相较于现有技术，本发明的有益效果如下：
1、经混凝沉淀(或气浮)预处理去除显影液废水中的光刻胶后，因显影液废水的含盐量和总硬度均较低，此时采用反渗透工艺对其进行回用处理，反渗透膜发生微生物污堵和无机盐结垢的风险较小，反渗透系统可在较高回收率(75%~80%)下稳定运行。
2、将反渗透工艺设置在生化工艺前端处理显影液废水，不仅反渗透系统运行更为稳定，而且在反渗透浓水中实现了TMAH的富集，有利于采用厌氧生化工艺对高浓度TMAH进行高效分解去除。
3、采用厌氧生化工艺处理含高浓度TMAH的反渗透浓水，解决了采用A/O生化工艺处理显影液废水时存在的耐受进水TMAH浓度低、TMAH处理负荷低、TMAH对硝化细菌活性有抑制、剩余污泥产量大等问题。
4、采用本发明所述方法处理显影液废水，还具有水力停留时间短、占地面积小、曝气能耗低、剩余污泥产量小等优点。（发明人肖凡）
