液體有機廢水的生物?化學處理制造技術

本發明專利技術涉及包含有機氮化合物的廢水的生物和化學處理的系統和方法。系統可以包括：有氧反應器，用于分離所述廢水的液體和固體組分的第一分離模塊，用于從所述廢水去除有機物質的氧化模塊，以及用于對所述廢水的至少一部分脫硝化的后?無氧反應器。系統可以包括第二分離模塊和所述組件之間的多個反饋再循環管線。方法可以包括：通過有氧反應器將超過95％的有機化合物降解為氨，通過氧化模塊將所述氨的至少一部分氧化為硝酸鹽，以及通過后?無氧反應器將所述硝酸鹽的至少一部分降解為氮氣和水。系統和方法可以將所述廢水的總有機碳減少超過90％，并將所述廢水的總氮減少超過90％。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】液體有機廢水的生物-化學處理專利技術背景一般而言，本專利技術涉及處理由用于制造電子部件的制造工藝產生的廢水的系統和方法。更具體而言，本專利技術涉及用于去除來自由光電子部件如薄膜晶體管液晶顯示器(TFT-LCD)的制造產生的廢水的各種組分如但不限于四甲基氫氧化銨((CH3)4NOH，TMAH)的系統和方法。隨著光電子和半導體工業中的制造工藝發展，由這樣的工藝產生的廢水的組成也變得更加復雜。例如，這樣的廢水可能同時包含有機碳化合物和有機含氮化合物，其可能是有毒的、腐蝕性的和對環境富營養的。薄膜晶體管液晶顯示器是LCD的一種類型，其使用薄膜晶體管技術來提供有源矩陣LCD。TFT-LCD用于多種消費產品，如電視機、電腦顯示器、移動電話、導航系統等。特別地，TFT-LCD的生產產生大量的含高強度有機氮的廢水。這樣的廢水可以包含多種污染物如TMAH-用作TFT-LCD生產中的顯像劑，單乙醇胺(C2H5ONH2，MEA)和二甲基亞砜((CH3)2SO，DMSO)-用作生產中的汽提劑，以及螯合劑。在TFT-LCD制造的光刻工藝中，TMAH經常用作正光致抗蝕劑顯像劑的組分。TMAH、MEA和DMSO通常被視為緩慢可生物降解的有機化合物，其在降解期間典型地釋放氨，導致在所處理的廢水中的高氨濃度和潛在的硝化。從歷史角度看，半導體和電子部件制造工廠將其廢水排放至當地公眾擁有的處理工廠(POTW)系統。然而，由于半導體工業近期發展所致增加的負荷連同對用于從廢水去除有機和氮化合物的POTW施加的更嚴格排放規章限制了任何這樣的POTW充分地處理這樣的排放物的能力。現有技術中已顯示，多種微生物在一定條件下能夠降解DMSO。例如，大腸桿菌(Escherichicoli)、克雷白桿菌屬(Klebsiella)、沙雷菌屬(Serratia)、布氏枸櫞酸桿菌(Citrobacterbraakii)、土生隱球酵母(Cyptococcushumicolus)、生絲微菌屬物種(Hyphomicrobiumspeices)和莢膜紅假單胞菌(Rhodobactercapsulatus)已經展示了在降解DMSO中的積極結果。此外，經常通過寬泛的多種常見反應將MEA降解為胺和醇，并且可以將其與水合為氨和乙酸鹽(酯)。TMAH的降解已經特別地具有問題，因為TMAH的存在對硝化活性具有不利和抑制影響。很少有現有技術致力于用于處理這樣的廢水的生物營養素去除工藝的應用，并且做出這樣的提議的現有技術在性能方面存在不可接受的缺陷。例如，在Chen等人的標題為Nitrification-DenitrificationofOpto-electronicIndustrialWastewaterbyAnoxic/AerobicProcess(通過無氧/有氧工藝的光電子工業廢水的硝化-脫硝)并在JournalofEnvironmentalScienceandHealth，PartA：Toxic/HazardousSubstancesandEnvironmentalEngineering，Vol.38，Issue10，(2003)(環境科學與健康雜志，第一部分：有毒/有害物質和環境工程，第38卷，第10期(2003年))上出版的文章中，報道了通過使用兩階段無氧-有氧工藝從廢水的92-98％COD去除，但總氮去除效率僅為70％。此外，如上所述，若干研究記錄了TMAH的存在抑制生物工藝。參見例如Han-LinLin等的在SustainableEnvironmentResearchJournal，Volumne21(3)，(2011)(可持續環境研究雜志，第21(3)卷，(2011年))上出版的UseofTwo-StageBiologicalProcessinTreatingThinFilmTransistorLiquidCrystalDisplayWastewaterofTetramethylammoniumHydroxide(兩階段生物工藝在處理四甲基氫氧化銨的薄膜電子管液晶顯示器廢水中的用途)；THHu等的在BioresourceTechnologyJournal，(2012)(生物資源技術雜志，(2012年))上出版的BiologicalTreatmentofTMAH(tetra-methylammoniumhydroxide)InaFullScaleTFT-LCDWastewaterTreatmentPlant(全規模TFT-LCD廢水處理工廠中的TMAH(四甲基氫氧化銨)的生物處理”。因此，需要有效地去除TMAH以及COD和總氮的用于處理由于TFT-LCD生產導致的廢水的系統和方法。專利技術概述根據本專利技術的一些實施方案，多個方面可以包括一種用于處理包含液體和固體組分的廢水的生物和化學處理系統，包括：有氧反應器(需氧或好氧反應器，aerobicreactor)，其接收包含待處理的廢水的流入物(influent)；與所述有氧反應器串聯的第一分離模塊(firstseparationmodule)，所述第一分離模塊接收所述有氧反應器的輸出(輸出，output)作為輸入(輸入，input)，所述第一分離模塊將所述廢水的液體和固體組分分離；與所述第一分離模塊串聯的氧化模塊(oxidationmodule)，所述氧化模塊接收所述第一分離模塊的輸出作為輸入，所述氧化模塊從所述廢水去除有機物質；以及與所述氧化模塊串聯的后-無氧反應器(后缺氧或厭氧反應器，post-anoxicreactor)，所述后-無氧反應器接收所述氧化模塊的輸出作為輸入，所述后-無氧反應器將所述廢水的至少一部分脫硝化(denitrify)，并輸出流出物(effluent)。根據本專利技術一些實施方案的其他方面，可以包括一種用于處理包含液體和固體組分的廢水的生物和化學處理系統，包括：有氧反應器，其接收包含待處理的廢水的流入物；接收所述有氧反應器的輸出作為輸入的膜過濾系統，所述膜過濾系統將所述廢水的液體和固體組分分離；與所述第一分離模塊串聯的氧化模塊，所述氧化模塊接收所述第一分離模塊的輸出作為輸入，所述氧化模塊從所述廢水去除有機物質并硝化氨；與所述氧化模塊串聯的后-無氧反應器，所述后-無氧反應器接收所述氧化模塊的輸出作為輸入，所述后-無氧反應器將所述廢水的至少一部分脫硝化，并輸出流出物；和接收所述后-無氧反應器的輸出作為輸入的用于污泥分離的重力澄清器(重力沉降器，gravityclarifier)。根據本專利技術一些實施方案的其他方面可以包括一種用于處理包含液體和固體組分以及有機氮化合物的廢水的生物和化學處理方法，包括：在有氧反應器中接收包含待處理的廢水的流入物；生物處理所述流入物以轉化和降解有機氮化合物；自所述有氧反應器在第一分離模塊接收的所述有氧反應器的輸出；通過所述第一分離模塊分離所述廢水的液體和固體組分；自所述第一分離模塊在氧化模塊接收所述第一分離模塊的輸出；通過所述氧化模塊從所述廢水去除有機物質并硝化氨；自所述氧化模塊在后-無氧反應器接收所述氧化模塊的輸出；和通過所述后-無氧反應器對所述廢水的至少一部分脫硝，并輸出流出物。根據結合以下附圖進行的本專利技術的以下描述，這些和其他方面將變得明顯，盡管在不脫離本專利技術的新穎構思的精神本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于處理包含液體有機廢物和有毒化學物質的廢水的生物和化學處理系統，所述系統包括：有氧反應器，所述有氧反應器接收包含待處理的廢水的流入物；與所述有氧反應器串聯的第一分離模塊，所述第一分離模塊接收所述有氧反應器的輸出作為輸入，所述第一分離模塊分離所述廢水的液體和固體組分；與所述第一分離模塊串聯的氧化模塊，所述氧化模塊接收所述第一分離模塊的輸出作為輸入，所述氧化模塊硝化任何游離氨并從所述廢水去除有機物質；和與所述氧化模塊串聯的后?無氧反應器，所述后?無氧反應器接收所述氧化模塊的輸出作為輸入，所述后?無氧反應器對所述廢水的至少一部分脫硝化，并輸出流出物。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2013.02.01 US 13/757,0301.一種用于處理包含液體有機廢物和有毒化學物質的廢水的生物和化學處理系統，所述廢水產生自薄膜晶體管液晶顯示器的生產，所述廢水包含四甲基氫氧化銨((CH3)4NOH，“TMAH”)，所述系統包括：有氧反應器，所述有氧反應器接收包含待處理的廢水的流入物，所述有氧反應器被配置成導致所述流入物中至少90％的TMAH降解為NH4-N(“氨”)；與所述有氧反應器串聯的第一分離模塊，所述第一分離模塊接收所述有氧反應器的輸出作為輸入，所述第一分離模塊分離所述廢水的液體和固體組分；與所述第一分離模塊串聯的氧化模塊，所述氧化模塊接收所述第一分離模塊的輸出作為輸入，所述氧化模塊硝化任何游離氨并使用高級氧化工藝系統從所述廢水去除有機物質，所述高級氧化工藝系統利用臭氧(O3)和過氧化氫(H2O2)的輸入來氧化從所述第一分離模塊接收的所述廢水；和與所述氧化模塊串聯的后-無氧反應器，所述后-無氧反應器接收所述氧化模塊的輸出作為輸入，所述后-無氧反應器對所述廢水的至少一部分脫硝化，并輸出流出物；其中與所述流入物相比，所述流出物具有超過90％的總有機碳(“TOC”)和總氮(“TN”)的減少。2.權利要求1所述的系統，其中所述第一分離模塊是澄清器，在其中發生污泥的沉淀。3.權利要求1所述的系統，其中所述第一分離模塊是利用微濾或超濾膜分離所述液體和固體組分的膜生物反應器。4.權利要求1所述的系統，其中所述第一分離模塊輸出活性污泥，并且其中所述流入物還包含來自所述第一分離模塊的活性污泥。5.權利要求1所述的系統，其中所述氧化模塊包括氨汽提塔。6.權利要求1所述的系統，所述系統還包括：與所述后-無氧反應器串聯的第二分離模塊，所述第二分離模塊接收所述后-無氧反應器的輸出作為輸入，所述第二分離模塊分離所述廢水的液體和固體組分。7.權利要求6所述的系統，其中所述第二分離模塊是澄清器，在其中發生污泥的沉淀。8.權利要求6所述的系統，其中所述第二分離模塊是利用微濾或超濾膜分離所述液體和固體組分的膜生物反應器。9.權利要求6所述的系統，其中所述第二分離模塊輸出活性污泥，并且其中將來自所述第二分離模塊的活性污泥的至少一部分作為輸入提供給所述后-無氧反應器。10.權利要求1所述的系統，其中到所述氧化模塊的輸入包含氨，并且其中所述氧化模塊導致所述氨的至少一些氧化為NO3-N(“硝酸鹽”)。11.權利要求10所述的系統，其中所述氧化模塊導致所述氨基本上完全氧化為硝酸鹽。12.權利要求10所述的系統，其中到所述后-無氧反應器的輸入包含硝酸鹽，并且其中所述后-無氧反應器導致所述硝酸鹽的至少一些降解為N...

【專利技術屬性】
技術研發人員：梅赫塔·蘇尼爾，納班·喬杜里，里夏德·烏巴爾迪，芭芭拉·席林，安東尼奧·勞，布魯諾·海尼格，
申請(專利權)人：茵菲科狄高曼公司，
類型：發明
國別省市：美國;US