太阳能电池生产废水的处理技术研究

【摘要】：虽然太阳能光伏能源是绿色清洁能源,但在生产过程中尤其是太阳能电池的生产会产生大量高浓度的含氟含氮废水,若处理不当会对环境造成严重的污染,对动植物的健康造成危害,同时也会产生资源的浪费。本文通过对江苏某光伏企业的调研,模拟太阳能电池生产废水进行试验研究。探究了不同铝试剂、温度、pH、废水氟离子浓度对冰晶石沉淀效果的影响。结果表明,当pH=4,T=55℃,投加偏铝酸钠时冰晶石的回收效果最好,氟离子浓度越高,回收效果越好,添加晶种对沉淀形貌有较大影响,但对氟的回收率影响不大。针对冰晶石回收之后的剩余氟(F-=600mg/L),构建一套以反渗透、蒸发技术为主的除氟脱氮工艺。试验中试结果表明,在pH=8,p=12bar条件下,浓缩8倍之后,反渗透平均产水硝酸盐氮和氟离子浓度为分别122.88mg/L和58mg/L,同时大大减少了浓水的蒸发水量,节约水处理成本。此外,根据反渗透产水水质,利用反硝化生物滤池对含单一硝酸盐氮废水进行处理研究,发现反硝化生物滤池以乙醇作为碳源,陶粒作为填料,在C/N=3, HRT=4h,进水负荷为25gNO3-N/(m3·h)条件下运行效果最好,COD和TN去除率分别为91.5%和97.4%,当进水负荷高于75gNO3--N/(m3·h)时,TN和COD去除效果变差。氟离子对反硝化菌有毒害作用,细菌活性不可恢复,当氟离子进水负荷高于1.25gF-(m3·h)时反硝化作用受到较大程度的抑制。本文以光伏电池高氟高氮废水为研究对象,提出一套以沉淀结晶—反渗透—蒸发结晶—反硝化生物滤池为主的废水处理工艺系统,在废水达标排放的前提下可大大减少处理成本,有较大的工程实际意义。 【关键词】：太阳能电池生产废水 沉淀结晶 反渗透 三效蒸发 反硝化生物滤池
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X76
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-23
• 1.1 光伏产业及其废水9-12
• 1.1.1 光伏产业发展现状9-10
• 1.1.2 光伏产业废水产排情况10-12
• 1.2 光电池生产废水污染及其危害12-13
• 1.2.1 氮污染12
• 1.2.2 氟污染12-13
• 1.3 硝酸盐氮废水处理技术国内外研究现状13-18
• 1.3.1 物化处理13-16
• 1.3.2 生物处理16-18
• 1.4 含氟废水处理技术国内外研究现状18-19
• 1.4.1 化学沉淀法18
• 1.4.2 混凝沉淀法18-19
• 1.4.3 吸附法19
• 1.4.4 膜分离法19
• 1.5 课题来源及研究意义19-20
• 1.6 研究目标及研究内容20-23
• 1.6.1 研究目标20
• 1.6.2 技术路线20-21
• 1.6.3 研究内容21-23
• 第二章 高浓度氟的回收试验23-35
• 2.1 试验方案23-24
• 2.1.1 试验水质23
• 2.1.2 试验方案23-24
• 2.1.3 试验仪器与材料24
• 2.2 不同铝试剂对沉淀效果的影响24-27
• 2.3 不同条件下冰晶石的回收效果27-32
• 2.3.1 不同温度对沉淀效果的影响27-30
• 2.3.2 不同初始F浓度对沉淀效果的影响30-32
• 2.3.3 不同pH对沉淀效果的影响32
• 2.4 晶种对沉淀效果的影响32-33
• 2.5 本章小结33-35
• 第三章 反渗透同步除氟脱氮研究35-47
• 3.1 试验方案35-37
• 3.1.1 试验仪器与材料35
• 3.1.2 试验装置35-36
• 3.1.3 试验方案36-37
• 3.2 反渗透工艺对除氟和脱氮的影响研究37-43
• 3.2.1 不同pH对NO_3~-、F~-去除效果的影响37-38
• 3.2.2 不同进水压力NO_3~-、F~-去除效果的影响38
• 3.2.3 不同离子浓度对去除效果的影响38-40
• 3.2.4 正交试验与分析40-43
• 3.3 不同浓缩倍数下的运行效果分析43-44
• 3.4 膜污染分析44-45
• 3.5 本章小结45-47
• 第四章 反硝化生物滤池脱氮研究47-61
• 4.1 试验水质及预处理47
• 4.2 试验装置和分析方法47-50
• 4.2.1 试验装置47-49
• 4.2.2 荧光原位杂交(FISH法)49-50
• 4.2.3 脂磷法50
• 4.3 反应器的挂膜与启动50-52
• 4.4 不同条件下反应器运行效果52-57
• 4.4.1 不同C/N下反应器运行效果52-54
• 4.4.2 不同HRT下反应器运行效果54-55
• 4.4.3 最优运行条件下反应器运行效果研究55-57
• 4.5 提高硝酸盐氮负荷后反应器运行效果研究57-58
• 4.6 含氟废水的脱氮效果58-60
• 4.7 本章小结60-61
• 第五章 光伏企业废水工程设计方案61-67
• 5.1 工艺流程61-64
• 5.2 运行成本64-65
• 5.3 本章小结65-67
• 第六章 结论与建议67-69
• 6.1 结论67-68
• 6.2 建议68-69
• 致谢69-71
• 参考文献71-74

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