由于晶體硅太陽能電池板生產過程中大量使用氫氟酸、硝酸等化學品，從而產生高濃度含氟含氮生產廢水。廢水除氟常用的方法為絮凝沉淀，降氮方法有協同反硝化等，江蘇省某硅片太陽能板生產企業采用兩級絮凝沉淀+反硝化+A/O工藝對生產廢水進行除氟降氮，根據中試監測結果，生產廢水中氟化物、總氮、硝酸鹽氮和氨氮去除率分別為99.6%、96.8%、98.3%和66.7%。本文以該企業為例，介紹其生產廢水除氟降氮工藝及運行監測效果。
1、廢水來源及特性
江蘇省某光伏企業主要從事太陽能級及電子級多晶硅片、單晶硅片的研發與生產，太陽能電池及組件的研發。該企業硅片生產過程中產生的含氟、含氮廢水主要來源于硅片酸洗、開孔、擴孔、清洗等工序。
2、廢水水質情況
2.1 廢水水量、水質
根據企業自檢及多次取樣的檢測結果，各工段生產廢水水量、水質如表1所示。
注:含酸廢水主要來源于高濃度酸洗工序，高氟廢水來源于挖孔、擴孔、酸洗等工序，低氟廢水主要來源于水洗、酸洗等工序。
2.2 設計排放要求
企業生產廢水經廠內預處理后接入區域市政污水管網，送污水處理廠集中處理，生產廢水污染物排放標準執行《GB30484-2013電池工業污染物排放標準》表2中的間接排放標準，具體見表2。
3、廢水處理工藝
3.1 廢水處理工藝
3.2 工藝流程說明
3.2.1 除氟
(1)調節池
含酸廢水、高氟廢水和低氟廢水排入調節池中，平均停留時間約9h。調節水質和水量后，由調節池提升泵送至一級除氟反應池。
(2)一級除氟反應池、一級除氟沉淀池
一級除氟反應池內加入石灰乳液，并通過pH計控制石灰投加系統的啟停，廢水中的氟與石灰反應生成氟化鈣。待池中pH穩定后，加入PAM，廢水中懸浮物絮凝。反應池底部設有攪拌機，避免池底出現沉淀。
一級除氟反應池出水自流進入一級除氟沉淀池，廢水中的懸浮物，在重力作用下慢慢沉降。上清液自流進入二級除氟系統，污泥排入物化污泥池。
(3)二級除氟反應池、二級除氟沉淀池
二級除氟反應池內加入氯化鈣溶液，并通過pH計監控池中pH值，廢水中的氟與投加的氯化鈣反應生成氟化鈣。待池中pH穩定后，依次加入聚合硫酸鐵和PAM。反應池底部設有攪拌機，避免池底出現沉淀。
二級除氟反應池出水自流進入二級除氟沉淀池，廢水中的懸浮物在重力作用下慢慢沉降。上清液自流進入脫氮裝置，污泥排入物化污泥池。
3.2.2 脫氮
廢水中氮的主要形態為硝態氮，企業采用高效脫氮菌種和高效反應器，利用甲醇和營養鹽作為主要反硝化電子供體，通過反硝化微生物將硝態氮還原為氮氣，從而達到脫氮目標。
反硝化細菌是化能異養菌，總的反硝化方程為:
反硝化速率的決定因素為反硝化細菌的活性和反硝化細菌的數量，企業采用的高效生物脫氮技術中的菌種的比活性高達1.6gNO-3—N/gVSS.d，反硝化細菌的濃度可以達到17g/L，菌種活性和菌種數量是傳統反硝化工藝的5～10倍。
企業采用的高效生物脫氮反應器內置特殊的三相分離器模塊，具有良好氣液分離效果和傳質效果，可有效形成反硝化顆粒污泥，提高反應器的污泥濃度，從而提高整體的處理負荷。(1)高效脫氮進水池
高效脫氮進水池的主要功能是調節廢水的pH、溫度、營養鹽和C/N比，以適合高效生物脫氮反應器的正常運行。pH通過投加H2SO4來調節，溫度通過蒸汽來調節。作為碳源的甲醇和營養鹽也投加到該進水池中。并設有潛水攪拌機對廢水進行攪拌，起到防止其中的固形物沉淀及均勻混和的作用。進水池的出水由高效脫氮供料泵輸送至高效生物脫氮反應器。
(2)高效脫氮反應器
高效脫氮進水池的廢水通過提升泵提升進入高效脫氮反應器，廢水中的硝態氮被還原成氮氣排出，從而達到對氮的去除。
3.2.3 A/O系統
為了確保在高效脫氮系統啟動和檢修時，污水設施排水能達標排放，企業設置了A/O系統。
高效脫氮反應器出水自流進入缺氧池，利用廢水中的有機成分作為碳源，將混合液中硝基氮還原為氮氣。好氧池去除污水中的COD，將氨氮轉化為硝態氮。好氧池出水自流進入二沉池，在重力作用下，實現泥水分離。二沉池的進口底部設貯泥斗，采用刮泥機機械清泥。
二沉池出水自流進入組合氣浮中，氣浮出水達標排放，污泥則通過氣浮污泥泵排入現有生化污泥池。
3.2.4 污泥處理單元
污水處理設施產生的物化污泥主要為含氟污泥，利用板框脫水機脫水后外運處置，生化污泥利用疊螺脫水后外運處置。
4、構筑物設計
企業污水處理設施構筑物設計參數見表3。
5、運行情況
企業廢水處理設施進行了中試，根據中試實驗報告，各處理單元主要污染物出水濃度及去除率統計結果見表4。
6、結語
中試期間統計數據表明，企業高含氟含氮廢水經高效脫氮反應器處理后，處理效果良好，系統對氟化物、總氮、硝酸鹽氮、氨氮的總去除率分別為99.6%、96.8%、98.3%、66.7%，各污染物濃度均可滿足《GB30484-2013電池工業污染物排放標準》中表2間接排放標準要求。(來源：江蘇智環科技有限公司)
