在線客服:1464856260
傳真號碼:0517-86801009
郵箱號碼:1464856260@qq.com
網 址:http://m.igaoli.com
地 址:江蘇省金湖縣理士大道61號
酸液液位計在廢水和反洗廢水中的運行結果與討論
摘要: 酸液液位計制造過程中產生的晶背研磨廢水具有有機物濃度低, 懸浮物含量高的特點, 針對某酸液液位計廠的晶背研磨廢水和反洗廢水, 設計采用 UF-RO 工藝處理。 工程應用表明: 在晶背研磨廢水 TOC 質量濃度為 0.5 ~ 5.0 mg /L, 濁度為 80 ~ 100 NTU, SiO2 質量濃度為 2 ~ 4 mg / L, 反 洗 廢 水 TOC 質 量 濃 度 為 1.5 ~ 3.0 mg / L, 濁 度 為 4 ~ 8NTU 時, 處理出水 TOC 質量濃度低于 1 mg / L, 濁度低于 0.1 mg / L, SiO2 質量濃度低于 1 mg / L, 完全可以回用至超純水預處理系統(tǒng)。
酸液液位計的制造工藝復雜, 需要消耗大量的水,且隨著先進制程的推進, 單位耗水量也在不斷上升。 酸液液位計的水種類很多, 大部分成分復雜, 需分類收集后進行相應處理。 晶背研磨廢水(BG)主要來源于芯片制造過程中晶背研磨制程的清洗廢水,主要污染物為懸浮顆粒。 反洗廢水(BWW)主要為超純水制取工藝中多介質過濾塔和活性炭塔反洗產生。
膜處理工藝常用于自來水和廢水的深度處理,UF-RO 處理工藝已廣泛應用于鋼鐵廢水、 化工廢水、 印染廢水和冷卻水的處理和回用, 取得了良好的效果[4-6]。 針對晶背研磨廢水和反洗廢水的特點,采用膜工藝進行處理及回用, 具有處理效果穩(wěn)定、維護方便等明顯優(yōu)勢。 通過工程應用, 旨在探尋和推廣酸液液位計制造行業(yè)廢水回用的新途徑。
1 工程設計
1.1 設計水量、 水質
國內某酸液液位計廠, 晶背研磨廢水產生量為 150 ~160 m3 / d, 反洗廢水產生量 為 500 ~ 700 m3 / d, 主要污染物為懸浮物, UF-RO 處理系統(tǒng)設計進水和出水主要水質指標見表 1。
1.2 工藝流程
該 UF-RO 處理系統(tǒng)的工藝流程見圖 1。
晶背研磨廢水在排放機臺附近設置簡易平流式沉淀池, 經初沉后進入調節(jié)槽, 經過保安過濾器過濾后, 再進超濾膜組, 產水流入產水槽; 反洗廢水進入調節(jié)槽, 經過保安過濾器過濾后, 再進超濾膜組, 產水流入產水槽。 兩種超濾產水混合后, 經保安過濾器, 進入反滲透膜組, 產水回用至超純水預處理系統(tǒng), 濃水排放至廢水系統(tǒng)。
2 主要設備和控制程序
2.1 主要設備
BG 調節(jié)槽選用碳鋼(CS)并內襯玻璃鋼(FRP)防腐, 設攪拌器。 BG 產水槽和 BWW 產水槽選用FRP 材質。
具體的規(guī)格參數和附屬設備見表 2。
超濾膜組件和反滲透膜組件前均設置保安過濾器, 濾芯和膜組件規(guī)格參數見表 3。
2.2 主要控制儀表
數據采集和過程監(jiān)控采用ADA 系統(tǒng), PLC等硬件設備以總線方式連接到服務器上, 進行數據處理和運算。 操作人員可以在ADA 系統(tǒng)上對現場的開關、 閥門進行操作, 實現現場無人值守。各控制點實時記錄運行數據, 生成系統(tǒng)各設備和在線儀表的運行曲線, 便于分析系統(tǒng)運行狀況。主要控制儀表見表 4。
3 膜的清洗
3.1 超濾膜反洗
膜處理工藝應用中, 通量下降過快是影響系統(tǒng)正常運行的主要因素。 而人工清洗需要耗費大量人力, 為此通過程序設定實現自動反洗。BG 和 BWW 超濾膜采用先氣洗后水洗的清洗模式, 程序設定見表 5。
3.2 反滲透膜清洗
反滲透膜運行一定時間后, 污染物會在膜表面沉積, 需要定期進行化學清洗以完全恢復膜性能。 本系統(tǒng)設計清洗周期為 3 個月, 清洗包括循環(huán)、 浸泡、 沖洗 3 個過程, 將清洗劑引入反滲透膜 組 , 按 每 支 膜 11.4 L / min 的 流 量 循 環(huán) 5 ~ 15min, 再將單支膜流量調至 22.8 L / min 循環(huán) 5 ~ 15min, 然后再將單支膜流量調至 35 L / min 循環(huán) 30 ~60 min, 隨后進入浸泡階段, 1 ~ 2 h 后進行沖洗,直至濃水電導率與進水電導率相同。 反滲透膜采用先酸洗后堿洗的步驟進行, 酸洗和堿洗均經過上述過程, 酸洗劑可選用檸檬酸或 HCl, 堿洗劑選用 NaOH。 清洗劑選擇見表 6。
4 運行結果與討論
經過 1 年的連續(xù)運行, 晶背研磨廢水進水 TOC質量濃度為 0.5 ~ 5.0 mg / L, 濁度為 80 ~ 100 NTU,SiO2 質 量 濃 度 為 2 ~ 4 mg / L, 反 洗 廢 水 進 水 TOC質 量 濃 度 為 1.5 ~ 3.0 mg / L, 濁 度 為 4 ~ 8 NTU,UF-RO 處理出水 TOC 質量濃度低于 1 mg / L, 濁度低于 0.1 mg / L, SiO2 質 量 濃 度 低 于 1 mg / L, 完 全可以回用至超純水預處理系統(tǒng)。 UF-RO 處理系統(tǒng)出水電導率和 TOC 濃度見圖 2 ~ 圖 3。
5 效益分析
本工程總投資約為 420 萬元, 年能耗費為 69 890元, 年耗材更換費用為 12 000 元, 運行成本約為 3 元 / m3, 低于自來水價格。 工程實施后, 年回收并回用水量 154 260 m3, 節(jié)約了相應量的自來水。
6 結語
采用 UF-RO 工藝處理酸液液位計晶背研磨廢水和反洗廢水, 出水 TOC 質量濃度低于 1 mg / L, 濁度低于 0.1 mg / L, SiO2 質 量 濃 度 低 于 1 mg / L, 完 全達到設計要求并回用于超純水預處理系統(tǒng)。 本工程實施后, 年回收并回用水量達到 154 260 m3, 有效降低了自來水消耗量。 同時, 該系統(tǒng)運行維護簡單, 處理成本低, 取得了良好的節(jié)水效果和經濟效益。