某電子行業(yè)企業(yè)含氟廢水處理工程實(shí)例分析
摘要:某電子行業(yè)企業(yè)在前清洗、腐蝕、蝕刻等過程產(chǎn)生的含氟廢水排放量大、濃度高、毒性強(qiáng)。本文以該企業(yè)含氟廢水處理工程為例,采用“活性炭吸附塔+袋式過濾器+三級樹脂柱+終端過濾箱”處理部分含氟廢水并回用,再生廢水和其余含氟廢水經(jīng)兩級加藥化學(xué)沉淀工藝處理后排放。上述工藝既能滿足企業(yè)生產(chǎn)活動中用水的需求,又能實(shí)現(xiàn)含氟廢水處理后的達(dá)標(biāo)排放。工程實(shí)例證明,該處理工程能大幅降低廢水中氟化物的含量,運(yùn)行穩(wěn)定且能夠達(dá)到清潔生產(chǎn)的要求。
關(guān)鍵詞:含氟廢水電子行業(yè)三級樹脂柱二級沉淀
電子專用材料、電子元件及電路板等是電子行業(yè)的基礎(chǔ)產(chǎn)品,需求量大。在生產(chǎn)這些電子基礎(chǔ)配件的清洗、腐蝕、蝕刻等工藝過程中常常會伴隨產(chǎn)生排放量大、濃度高、毒性強(qiáng)的含氟廢水,其中氟是該廢水處理的重點(diǎn)。盡管氟元素是人體必需的微量元素之一,但過量攝入會對人體及生物造成嚴(yán)重危害⑴。近年來,伴隨著氟化物的加工使用,尤其是電子行業(yè)和氟化工業(yè)的迅猛發(fā)展,含氟廢水排放量不斷上升⑵,該廢水的合理收集和有效凈化處理成為實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)的關(guān)鍵。目前國內(nèi)外處理含氟廢水的主要方法有化學(xué)沉淀法、混凝沉淀法、吸附法、反滲透法、離子交換法、電凝聚法、液膜法、共蒸憎法等⑶,但大多數(shù)處理方法的出水水質(zhì)不穩(wěn)定,二次污染較嚴(yán)重⑷,因此在含氟廢水的實(shí)際處理過程中,更多地會采用多方法組合處理的工藝,如馬倩⑸采用]在含氟廢水的+反滲透系統(tǒng)氟廢水的實(shí)際處理過程中,更多地會采用多方法組合65%以上。
本文以某電子行業(yè)企業(yè)含氟廢水處理工程為例,該企業(yè)在前清洗、腐蝕、蝕刻等生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生含氟廢水,該廢水產(chǎn)生量大、濃度高、毒性強(qiáng)。綜合考慮該企業(yè)實(shí)際含氟廢水排放量、排放特點(diǎn)、處置目的和處置成本,該企業(yè)采用是人體必需的微+袋式過濾器+三級樹脂柱+終端過濾箱子行業(yè)企業(yè)含氟廢水處理工程為例,該企業(yè)在前清洗、腐蝕、蝕刻等生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生含氟廢水。
1廢水特性和處理要求
1.1廢水處理要求
處理后廢水中COD、SS、氨氮、總磷、氟化物需滿足《半導(dǎo)體行業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(征求意見稿),總氮滿足該企業(yè)所在地污水處理廠設(shè)計(jì)進(jìn)水標(biāo)準(zhǔn)。
1.2設(shè)計(jì)工藝流程
該企業(yè)生產(chǎn)過程中用水需求量、含氟廢水排放量均很高,其中超純水需求量約為35. 8萬噸/年,含氟廢水產(chǎn)生量約為68. 6萬噸/年。企業(yè)根據(jù)自身產(chǎn)生的廢水性質(zhì)和實(shí)際生產(chǎn)情況,擬采用去除率高、系統(tǒng)穩(wěn)定的處理方法處理部分含氟廢水并回用于超純水制水系統(tǒng),以減少全廠新鮮超純水消耗量?紤]到含氟廢水排放量遠(yuǎn)大于超純水需求量,以及含氟廢水處理成本問題,企業(yè)采用足該企業(yè)所在地+袋式過濾器+三級樹脂柱+終端過濾箱氟廢水排放量遠(yuǎn)大于超純水需求量,以及含氟廢水處理成本問題,加藥化學(xué)沉淀處理工藝處理后達(dá)標(biāo)排放。
該企業(yè)含氟廢水處理工藝流程如圖1所示。含氟廢水回用系統(tǒng)的主要原理是離子交換,離子交換是借助于固體離子交換劑中的離子與稀溶液中的離子進(jìn)行交換,以達(dá)到提取或去除溶液中某些離子的目的,是一種屬于傳質(zhì)分離過程的單元操作。離子交換樹脂充夾在陰陽離子交換膜之間形成單個(gè)處理單元,并構(gòu)成淡水室。離子交換速度隨樹脂交聯(lián)度的增大而降低,隨顆粒的減小而增大。離子交換是一種液固相反應(yīng)過程,必然涉及物質(zhì)在液相和固相中的擴(kuò)散過程。企業(yè)含氟廢水經(jīng)過陰離子交換樹脂將F-交換至樹脂中,產(chǎn)水回用至超純水系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步處理。含氟廢水回用系統(tǒng)主要步驟為:(1)將含氟廢水送入含氟廢水收集槽,進(jìn)行化學(xué)混凝沉淀;(2)廢水泵入ACF吸附塔,然后送入袋式過濾器,進(jìn)行活性炭吸附和袋式過濾,減少懸浮物、有機(jī)污染物、膠體對后續(xù)設(shè)備的影響;(3)廢水依次送入SAC樹脂塔、WBA樹脂塔和SBA樹脂塔,在去除氟離子的同時(shí),降低廢水中電導(dǎo)率,以及控制pH值。
再生廢水和其余含氟廢水則采用兩級化學(xué)沉淀工藝處理,通過pH調(diào)整,添加CaCl?反應(yīng),形成氟化鈣沉淀后去除。在除氟的過程中,水中的磷也會以磷酸鈣的形式被去除;PAC混凝劑、PAM絮凝劑不僅可以去除廢水中的粒徑細(xì)小的懸浮顆粒,還能去除色度、油分、微生物、氮和磷等富營養(yǎng)物質(zhì),以及重金屬、有機(jī)物等。
2工程設(shè)計(jì)規(guī)模
該企業(yè)含氟廢水產(chǎn)生量約為68. 6萬噸/年,其中進(jìn)入含氟廢水回用系統(tǒng)的廢水量為40萬噸/年,企業(yè)含氟廢水回用系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)模為42萬噸/年,可以滿足生產(chǎn)需求;回用系統(tǒng)的含氟廢水回用比為9:10,約36萬噸/年回用水可回用至超純水制水系統(tǒng);回收系統(tǒng)產(chǎn)生的需要處理的反沖、再生廢水和剩余的含氟廢水共32.6萬噸/年。含氟廢水處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)處理規(guī)模為35萬噸/年。
因此,該企業(yè)的含氟廢水回收系統(tǒng)、含氟廢水處理系統(tǒng)均可滿足企含氟廢水處理需求。
3工程運(yùn)行分析
3.1運(yùn)行效果分析
分別對含氟廢水回用系統(tǒng)與含氟廢水處理系統(tǒng)各單元設(shè)施進(jìn)出水污染物濃度進(jìn)行檢測,檢測結(jié)果分別如表1和表2所示。由檢測數(shù)據(jù)可知,廢水回用系統(tǒng)與+袋式過濾器+三級樹脂柱+終端過濾箱廢工藝處理部分含氟廢水并回用,再生廢水和其余含氟廢水經(jīng)兩級沉淀處理工藝處理后,尾水可做到達(dá)標(biāo)排放。
3.2經(jīng)濟(jì)效益分析
該工程設(shè)備運(yùn)行電費(fèi)約為98萬元/年,耗材維護(hù)費(fèi)用為84萬元/年,藥品費(fèi)用為540萬元/年,每噸廢水運(yùn)行費(fèi)用約20元,運(yùn)行費(fèi)用在企業(yè)可接受的范圍內(nèi),該措施經(jīng)濟(jì)上可行。
4結(jié)論
某電子行業(yè)企業(yè)排放的含氟廢水具有廢水量大、濃度高、毒性強(qiáng)的特點(diǎn)。針對其含氟廢水的特點(diǎn),該企業(yè)采用沉淀處理工藝處+袋式過濾器+三級樹脂柱+終端過濾箱毒處理部分含氟廢水并回用,再生廢水和其余含氟廢水經(jīng)兩級沉淀處理工藝處理后排放。結(jié)果表明,采用上述工藝既能通過回用滿足生產(chǎn)活動中用水的需求,又能實(shí)現(xiàn)含氟廢水處理后的達(dá)標(biāo)排放。工程實(shí)例證明,該處理工程能大幅降低含氟廢水的排放量,運(yùn)行穩(wěn)定且能夠達(dá)到清潔生產(chǎn)的要求。
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