隨著近年來人們對清潔能源的注重，太陽能行業加速開展，尤以晶體硅太陽能電池板開展最為成熟。在電池板制造過程中，會排出大量的含高氮(硝氮氮)廢水，需求實施處置。高氮(硝態氮)廢水氮濃度高，處置難度大?；谖宜娟P于含高氮工業廢水處理豐厚的工程經歷，并分離光伏廠電池片廢水水質特性，該工廠采用高效生物脫氮工藝對含氮(硝態氮)廢水實施處置，經處置后的出水濃度如總氮、SS等指標滿足《電池工業污染物排放規范》(GB30484-2013)中間接排放規范，即T-N≤40mg/L、SS≤140mg/L。

　　1、某光伏廠電池片廢水改造項目概略

　　江蘇省某光伏廠在生產中會排放約1500m3/d的含氮(硝態氮)廢水。其中濃氮廢液30m3/d(硝態氮濃度為48000mg/L)，稀氮廢水1470m3/d(硝態氮濃度為250mg/L)。原污水站采取濃氮廢液直接委外處置，稀氮廢水經過除氟后排入下游污水廠的處置方式，污水處置費用高達300萬元/月。工廠為了減少污水處置費用，于2019年8月實施污水站晉級改造，增加高效生物脫氮工藝系統，2019年11月開端工藝調試，調試周期35d，最終出水到達《電池工業污染物排放規范》(GB30484-2013)中間接排放規范。

　　1.1 廢水水質水量

　　濃、稀氮廢水經過污水站含氟處置系統處置并混合后，水質如表1所示。

　　1.2 工藝流程

　　廢水站的工藝流程

　　廢水進入高效脫氮分配池。分配池分兩格，第一格內設空氣攪拌系統，在平均水質水量的同時強迫去除廢水中少量的雙氧水(過氧化氫)，第二格設置潛水攪拌機。

　　在分配池內投加甲醇，作為后續脫氮反響的碳源。分配池內設置自動加溫安裝，控制池內廢水溫度。分配池內廢水pH高于8時，自動投加H2SO4溶液，調整廢水pH。分配池出水經過泵提升至高效脫氮反響器，廢水從脫氮反響器底部進入，脫氮反響器底部布有可平均布水的布水管，布水管上開有等間距但不同孔徑的布水孔，從而完成平均布水的目的。平均上升的廢水中總氮(硝態氮)在反響器中與反硝化顆粒污泥充沛接觸，在此過程中，反硝化顆粒污泥中反硝化菌應用投加的甲醇碳源將廢水中的總氮(硝態氮)吸收及降解，轉化為氮氣。氮氣、泥、水混合液在安裝頂部的三相別離器中實施固、液、氣的三項別離。高效脫氮反響器出水設置在線總氮(硝態氮)測定儀，達標水自動排放，不達標水自動回流至分配池內重新處置。脫氮反響器的污泥定期排入污泥池。

　　2、主要構筑物及設備

　　2.1 分配池

　　分配池1座，按1500m3/d進水量設計。搜集含氟處置出水，池內投加必要的碳源及營養物質等。池體尺寸10.3m×7.4m×6.5m，有效水深6.0m，池體總有效容積458m3，有效停留時間7.30h，地上鋼筋混凝土構造，池內實施三布五油FRP防腐。

　　2.2 高效脫氮反響器

　　高效脫氮反響器2座，碳鋼防腐罐體，按1500m3/d進水量設計。反響器進水同循環泵出水在反響器外部集合后進入其底部配水系統，攪動堆積在反響器底部反硝化顆粒污泥，平均布水的同時保證廢水同反硝化顆粒污泥充沛接觸。高效脫氮菌種高比活性(1.5gNO3-N/gVSS.d以上)和反硝化細菌高濃度(15g/L以上)，使反響用具有高效去除廢水中總氮的才能(硝態氮去除率到達97%以上)。單座反響器尺寸準6.5m×18m，兩座總有效容積1193m3，有效停留時間18h，容積負荷(TNUV)大于2.5kg?m-3?d-1。

　　2.3 藥劑配置及投加系統

　　(1)硫酸投加系統。運用40%的稀硫酸，投加量依據分配池進水的pH自動調整。

　　(2)營養鹽投加系統。營養鹽為液體，主要成分為鐵、鎳、P等微量元素。投加量為12kg/d。

　　(3)甲醇投加系統。運用濃度為99.99%的甲醇，投加量為3450kg/d。甲醇儲罐采用不銹鋼浮頂罐，容積8m3。甲醇投加系統思索防爆請求。

　　2.4 自控檢測控制系統

　　為保證高效脫氮工藝處置效果，整個處置系統裝置了自控儀表及PLC自控系統。

　　(1)設置液位計持續監測分配池液位，并與高效脫氮反響器進水管路上的氣動調理閥及流量計連鎖。

　　(2)在線pH計連續檢測分配池內pH，當pH不在適宜范圍內時，經過控制硫酸投加泵的啟停來自動調理廢水pH。

　　(3)在線溫度計連續監測分配池內的廢水溫度，當溫度不在適宜范圍內時，經過控制蒸汽管路上自動閥門的啟停來自動調理廢水溫度。

　　(4)設有COD在線監測儀、氟離子在線監測儀、氨氮在線監測儀、電導率在線監測儀，當以上監測數據不在設定范圍內時，系統會自動給出報警信號，并自動關閉高效脫氮反響器的進水。

　　(5)設有總氮在線監測儀，系統能自動依據高效脫氮反響器進水流量、進水硝酸鹽氮(總氮減氨氮)計算所需的甲醇量，并由甲醇投加管路上的流量計控制甲醇投加泵的頻率，確保甲醇準確投加，既保證了總氮穩定達標，又防止了甲醇的糜費。

　　3、主要設備和參數

　　該工藝主要設備和參數如表2所示。

　　4、工藝調試及運轉控制要點

　　4.1 污泥培育馴化

　　脫氮系統調試的主要工作是污泥馴化培育。脫氮反響器內初始啟動的污泥，一局部為我公司自行培育的高效脫氮污泥(體積1t)，另外為厭氧顆粒污泥，體積為190t。兩種污泥混合一并投入2座高效脫氮反響器，脫氮反響器進廢水至頂部出水堰板剛出水為止，開啟脫氮反響器的循環泵實施循環，每4h監測脫氮反響器內廢水的總氮(硝態氮)及COD濃度，并經過鏡檢，察看污泥中微生物活性及數量。當廢水的總氮(硝態氮)濃度小于34mg/L時，開端小流量連續進水，進水量以保證出水總氮不超越34mg/L為宜。經過35d的工藝調試，廢水中的總氮(硝態氮)去除效果穩定，鏡檢發現大量紅色的顆粒污泥，其直徑集中散布在0.5~2mm(詳見圖2-高效脫氮顆粒污泥)。故以為脫氮系統的污泥馴化勝利。

　　4.2 運轉控制要點

　　(1)廢水溫度控制在25℃以上。溫度對脫氮反響器運轉效果有較大影響，水溫低于20℃時，處置效果較差。此項目對脫氮反響器實施了保溫并設置了蒸汽加熱系統，能很好地將廢水水溫控制25℃~30℃之間。

　　(2)專屬營養液的投加。廢水中微量元素的缺失，會影響高效反響器的處置效果。我們針對此類廢水短少的微量元素，特地配置了專屬的營養液，按需參加脫氮反響器內。

　　(3)控制分配池內廢水雙氧水濃度低于0.5mg/L。雙氧水濃度高于0.5mg/L時，會形成脫氮效率降落，脫氮菌種死亡。當廢水中雙氧水濃度超標時，加大分配池鼓風機的曝氣量，并人工投加復原劑來降低雙氧水的值。

　　(4)控制廢水中鈣離子濃度低于600mg/L。調試初期，鈣離子的存在能夠降卑微生物的Zeta電位，減小微生物之間互相作用的力，促進顆粒污泥的快速產生。但隨著鈣離子累計，高效脫氮污泥日℃鈣化，污泥活性逐步降低，較高的鈣離子，會加劇污泥鈣化。反響器進水鈣離子濃度高于1000mg/L時，普通在3個月左右就要補充高效脫氮污泥，當鈣離子濃度低于600mg/L時，污泥改換時間能夠延長到6個月或更長。

　　4.3 運轉效果剖析

　　系統調試完畢后，第三方檢測機構檢測數據顯現廢水經處置后，出水水質優于《電池工業污染物排放規范》(GB30484-2013)中間接排放規范，水質檢測數據如表3所示。

　　由表3可知，高效脫氮反響器關于廢水中的總氮(硝態氮)去除率十分高(97%)。脫氮反響器底部經過特殊設計的布水方式，能夠確保脫氮反響器平均布水，大大提升安裝容積的應用效率，提升總氮的去除效率。

　　5、技術經濟剖析

　　污水運轉費用包含藥劑費、電費、蒸汽費用。藥劑費用為8.43元/m3(甲醇8.28元/m3廢水，營養鹽0.15元/m3廢水)，電費為0.17元/m3廢水，蒸汽費用為0.48元/m3廢水，合計費用9.09元/m3廢水。月運轉費用約41萬元，比改造前節約259萬元/月。

　　6、結論

　　針對光伏電池片高氮(硝態氮)廢水，采用高效生物脫氮工藝，處置效果能到達設計請求，不但處理了達標排放的環保請求，還大大節約了運轉費用?？偣こ掏顿Y1223萬元，系統運轉費用合9.09元/m3廢水。運轉結果標明最終出水優于《電池工業污染物排放規范》(GB30484-2013)中間接排放規范。