一种自热平衡型处理显影液废水的方法和设备与流程

本发明一般涉及废水处理。更具体地，本发明涉及一种自热平衡型处理显影液废水的方法和设备。

背景技术：

1、四甲基氢氧化铵(tmah)是一种具有强碱性、腐蚀性及生物毒性的有机氮化合物，其cod和tn的浓度高。芯片的光刻蚀过程产生的高浓度显影液废水主要成分为tmah，其中tmah浓度约2.38％质量分数。同时，在生产过程中还产生大量的含低浓度tmah的有机废水，共同组成显影液废水，显影液废水中还含有少量有机磷。

2、目前多采用生化法处理显影液废水。由于tmah有毒(d.magna的lc50＝32mg/l)，活性污泥中的微生物活性被抑制，特别是硝化细菌，会大大降低硝化效率。tmah难以生物降解，导致水力停留时间长，占地面积大，剩余污泥产量大，出水化学需氧量(cod)和总氮(tn)难以达标。

3、基于此，申请号为cn201922135588.2的专利文献提供了一种电路板废水协同处理系统，其高浓度有机废水采用芬顿氧化处理，处理后的废水再进一步生化处理。然而tmah具有强碱性，芬顿处理需要在酸性条件下进行，需要消耗大量酸，费用高。同时，在反应中产生大量铁泥，会造成二次污染。

4、申请号为cn202010149120.3的专利文献中，采用絮凝沉淀以及超滤去除掉显影液中的大部分厌氧生化工艺处理含高浓度tmah的反渗透浓水，虽然解决了采用厌氧好氧(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，但是絮凝沉淀产生了大量的污泥难以处理，更是将难降解污染物转移到了污泥中，没有彻底解决污染问题。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明提供了一种自热平衡型处理显影液废水的方法，包括，将tmah质量分数小于2％的低浓度显影液废水浓缩处理直至tmah质量分数大于2％，得到第一显影液废水；将第一显影液废水与tmah质量分数大于2％的高浓度显影液废水混合，得到第二显影液废水；将第二显影液废水进行亚临界水催化氧化处理，去除有机物tmah，得到第一氧化液；将第一氧化液添加氯化钙除磷处理，得到第二氧化液；将第二氧化液进行生化处理，得到排放水和污泥；其中，回收亚临界水催化氧化处理产生的热量预热第一显影液废水和亚临界水催化氧化处理所需的氧化剂。

2、根据本发明的一个实施方式，浓缩处理包括：采用多级反渗透膜装置串联逐级浓缩，至少第一级反渗透装置的浓水中tmah质量分数大于2％。

3、根据本发明的一个实施方式，浓缩处理包括：采用三组反渗透膜装置串联，每组反渗透膜装置采用两段两级膜工艺进行处理，其中，第一组膜装置的浓水输送至第二组膜装置，第二组膜装置的浓水输送至第三组膜装置，第三组膜装置的浓水中tmah质量分数大于2％。

4、根据本发明的一个实施方式，第三组膜装置采用开放式宽流道膜，操作压力上限为75bar。

5、根据本发明的一个实施方式，亚临界水催化氧化处理的温度为150～280℃，压力为2.0～9.0mpa，氧化剂为空气，空气的供给量体积与显影液废水量体积的比值为40～400(常温常压下)，空气过量比为1.05～1.2。

6、上述常温常压是指温度为25℃，一个标准大气压。

7、根据本发明的一个实施方式，生化处理采用厌氧好氧法两级处理，回收亚临界水催化氧化处理产生的热量为厌氧处理供热。

8、根据本发明的另一个方面，提供了一种自热平衡型处理显影液废水的设备，包括，浓缩装置，用于将tmah质量分数小于2％的低浓度显影液废水浓缩处理，得到tmah质量分数大于2％的第一显影液废水；混合装置，用于将第一显影液废水与tmah质量分数大于2％的高浓度显影液废水混合，得到第二显影液废水；氧化装置，用于将第二显影液废水进行亚临界水催化氧化处理，得到第一氧化液；除磷装置，用于将第一氧化液添加氯化钙除磷处理，得到第二氧化液；生化处理装置，用于将第二氧化液进行生化处理，得到排放水和污泥；其中，回收亚临界水催化氧化处理产生的热量预热第一显影液废水和亚临界水催化氧化处理所需的氧化剂。

9、根据本发明的一个实施方式，浓缩装置包括依次串联的三组反渗透膜装置，第一组膜装置的浓水输送至第二组膜装置，第二组膜装置的浓水输送至第三组膜装置，第三组膜装置的浓水中tmah质量分数大于2％；反渗透膜装置，采用两段两级膜结构。

10、根据本发明的一个实施方式，氧化装置包括通过管道依次连接的原水储池、换热器组、反应塔、冷却器、气液分离器，以及连接在原水储池和换热器组之间的管道上的空压机组，换热器组的管程的入口与原水储池连接，换热器组的管程的出口与反应塔的入口连接；换热器组的壳程的入口与反应塔的出口连接，换热器组的壳程的出口与冷却器连接；气液分离器与冷却器连接；原水储池用于储存第一显影液废水；空压机组用于将空气输送至管道与第二显影液废水混合；换热器组用于利用反应塔排出的氧化液的热量加热第二显影液废水；反应塔用于将第二显影液废水进行亚临界水催化氧化处理，得到第一氧化液；冷却器用于冷却第一氧化液；气液分离器用于将第一氧化液进行气液分离处理。

11、根据本发明的一个实施方式，生化处理装置包括依次连接的氧化液储池、反硝化池、硝化池、二沉池和压滤机组，硝化池连接有曝气风机；硝化池和反硝化池还通过硝化液回流泵连接；压滤机组的出水口与氧化液储池连接。

12、本发明首先对显影液废水处理进行浓缩处理，满足亚临界水催化氧化生产过程中多余的热量可满足其他步骤的热量需求。采用亚临界水催化氧化，使tmah得到有效降解，降低进入生化处理的废水毒性，并将大部分cod和tn降解为co2、h2o、n2、no3-以及少量的小分子有机酸，便于进入后续生化处理，避免高毒的tmah对生化处理过程产生影响。在生化处理步骤，将小分子有机酸及tn进一步降解，可满足排放水达到排放要求。

技术特征：

1.一种自热平衡型处理显影液废水的方法，其特征在于，包括，

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

7.一种自热平衡型处理显影液废水的设备，其特征在于，包括，

8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，

9.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，

10.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，

技术总结本发明涉及污水处理技术领域，公开了一种处理显影液废水的方法和设备，其方法包括，将低浓度显影液废水浓缩处理，得到TMAH质量分数大于2％的浓水，作为第一显影液废水。将第一显影液废水与高浓度显影液废水混合后进行亚临界水催化氧化处理，得到氧化液。将氧化液进行生化处理，得到排放水和污泥；其中，回收亚临界水催化氧化处理产生的热量预热亚临界水催化氧化进水和亚临界水催化氧化处理所需的氧化剂。本发明亚临界水催化氧化生产过程中多余的热量可满足其他步骤的热量需求。采用亚临界水催化氧化，使TMAH得到有效降解，降低进入生化处理的废水毒性。技术研发人员：伍立波,吕小东,万金玲,孙小明,叶宗琴,莫圣浩受保护的技术使用者：杭州深瑞环境有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/15