如果含氮廢水中的氮元素超標排入水體中,會導致水體黑臭、水華、赤潮等環境污染,因此,脫氮一直是水污染防治的重點和難點。
在半導體芯片生產過程中,使用SC1(NH4OH+H2O2+H2O)清洗液是常見的操作,旨在清除半導體硅片表面的塵埃顆粒。然而,這一過程產生的氨氮廢水濃度較高,其中氨氮主要以游離態氨和銨根離子的形式存在,含量通常在600~1000 ppm。
目前,半導體行業主要采用吹脫法來處理這類氨氮廢水。吹脫法需要在高溫條件下將氨氮以氨氣的形式從廢水中吹脫出來,因此整個處理過程需要消耗大量的能源,運行成本較高。此外,風機的運行又給廠區帶來了噪聲污染,嚴重影響了廠區內正常的生產與辦公。同時,吹脫法產生的硫酸銨廢液也需要委外處理,處理費用高昂,不利于企業降本增效。
傳統吹脫法
針對上述問題,江蘇中電創新環境科技有限公司率先將Bio-HiSA反應器(短程硝化/厭氧氨氧化)工藝應用于半導體行業的高氨氮廢水處理當中。短程硝化/厭氧氨氧化反應器具備運行成本低、占地面積小、無固體廢棄物等特點。
這一技術的應用突破了傳統吹脫法的限制,解決了產生二次廢物的問題,實現了進一步降本增效,同時減少了溫室氣體的排放。此外,該技術還具有高效、節能、穩定等優點,是高濃度氨氮廢水處理的最新科技成果,也是工業廢水處理領域實現“雙碳”目標的重要手段。
·短程硝化-厭氧氨氧化工藝( SHARON –ANAMMOX)分別在兩個反應器中實現部分硝化和厭氧氨氧化。
·短程硝化:短程硝化(SHARON)是在好氧條件下,通過氨氧化菌(AOB)以氧氣為電子受體將氨氧化成亞硝酸鹽的生物反應。
產能反應
細胞合成反應
·厭氧氨氧化:厭氧氨氧化(ANAMMOX)是在缺氧或厭氧條件下,以氨作為電子供體將亞硝酸鹽還原為氮氣的生物反應。
·運行成本低:短程硝化/厭氧氨氧化反應器在整個脫氮過程中,僅需保持厭氧環境或者控制曝氣保持低溶氧環境,極大的節省了曝氣成本。此外,該工藝無需額外投加碳源,且可以減少45%堿度投加量,進一步降低了藥劑成本。
·占地面積小:與傳統的硝化/反硝化生物處理工藝相比,短程硝化/厭氧氨氧化反應器的容積負荷提高5~10倍,無需龐大的廢水池,從而節約了占地面積,使得在半導體廠區布置更加靈活。
·無固體廢棄物:短程硝化/厭氧氨氧化反應器幾乎無污泥產出,與傳統生物脫氮工藝相比,顯著降低剩余污泥的處理和處置成本。與吹脫法相比,該工藝不產生硫酸銨廢液,進一步降低了委外成本。
常規氨氮廢水處理工藝的技術比較
·光伏行業高氨氮廢水的高效處理。
·推薦集成電路行業高氨氮廢水的處理。
·處理水質:NH3-N濃度約400~600mg/L
·出水水質:NH3-N濃度< 20 mg/L,TN濃度<50 mg/L
·去除率:氨氮 > 90%,TN約80%。
某半導體高濃度氨氮廢水處理運行情況
某半導體廠短程硝化/厭氧氨氧化反應器及反應器內活性污泥
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