某电子行业企业含氟废水处理工程实例分析

更新时间:2020-06-28 01:09

  北极星水处理网讯:摘要:某电子行业企业在前清洗、腐蚀、蚀刻等过程产生的含氟废水排放量大、浓度高、毒性强。本文以该企业含氟废水处理工程为例,采用“活性炭吸附塔+袋式过滤器+三级树脂柱+终端过滤箱”处理部分含氟废水并回用,再生废水和其余含氟废水经两级加药化学沉淀工艺处理后排放。上述工艺既能满足企业生产活动中用水的需求,又能实现含氟废水处理后的达标排放。工程实例证明,该处理工程能大幅降低废水中氟化物的含量,运行稳定且能够达到清洁生产的要求。

  电子专用材料、电子元件及电路板等是电子行业的基础产品,需求量大。在生产这些电子基础配件的清洗、腐蚀、蚀刻等工艺过程中常常会伴随产生排放量大、浓度高、毒性强的含氟废水,其中氟是该废水处理的重点。尽管氟元素是人体必需的微量元素之一,但过量摄入会对人体及生物造成严重危害⑴。近年来,伴随着氟化物的加工使用,尤其是电子行业和氟化工业的迅猛发展,含氟废水排放量不断上升⑵,该废水的合理收集和有效净化处理成为实现清洁生产的关键。目前国内外处理含氟废水的主要方法有化学沉淀法、混凝沉淀法、吸附法、反渗透法、离子交换法、电凝聚法、液膜法、共蒸憎法等⑶,但大多数处理方法的出水水质不稳定,二次污染较严重⑷,因此在含氟废水的实际处理过程中,更多地会采用多方法组合处理的工艺,如马倩⑸采用]在含氟废水的+反渗透系统氟废水的实际处理过程中,更多地会采用多方法组合65%以上。

  本文以某电子行业企业含氟废水处理工程为例,该企业在前清洗、腐蚀、蚀刻等生产过程中会产生含氟废水,该废水产生量大、浓度高、毒性强。综合考虑该企业实际含氟废水排放量、排放特点、处置目的和处置成本,该企业采用是人体必需的微+袋式过滤器+三级树脂柱+终端过滤箱子行业企业含氟废水处理工程为例,该企业在前清洗、腐蚀、蚀刻等生产过程中会产生含氟废水。

  处理后废水中COD、SS、氨氮、总磷、氟化物需满足《半导体行业污染物排放标准》(征求意见稿),总氮满足该企业所在地污水处理厂设计进水标准。

  该企业生产过程中用水需求量、含氟废水排放量均很高,其中超纯水需求量约为35. 8万吨/年,含氟废水产生量约为68. 6万吨/年。企业根据自身产生的废水性质和实际生产情况,拟采用去除率高、系统稳定的处理方法处理部分含氟废水并回用于超纯水制水系统,以减少全厂新鲜超纯水消耗量。考虑到含氟废水排放量远大于超纯水需求量,以及含氟废水处理成本问题,企业采用足该企业所在地+袋式过滤器+三级树脂柱+终端过滤箱氟废水排放量远大于超纯水需求量,以及含氟废水处理成本问题,加药化学沉淀处理工艺处理后达标排放。

  该企业含氟废水处理工艺流程如图1所示。含氟废水回用系统的主要原理是离子交换,离子交换是借助于固体离子交换剂中的离子与稀溶液中的离子进行交换,以达到提取或去除溶液中某些离子的目的,是一种属于传质分离过程的单元操作。离子交换树脂充夹在阴阳离子交换膜之间形成单个处理单元,并构成淡水室。离子交换速度随树脂交联度的增大而降低,随颗粒的减小而增大。离子交换是一种液固相反应过程,必然涉及物质在液相和固相中的扩散过程。企业含氟废水经过阴离子交换树脂将F-交换至树脂中,产水回用至超纯水系统进行进一步处理。含氟废水回用系统主要步骤为:(1)将含氟废水送入含氟废水收集槽,进行化学混凝沉淀;(2)废水泵入ACF吸附塔,然后送入袋式过滤器,进行活性炭吸附和袋式过滤,减少悬浮物、有机污染物、胶体对后续设备的影响;(3)废水依次送入SAC树脂塔、WBA树脂塔和SBA树脂塔,在去除氟离子的同时,降低废水中电导率,以及控制pH值。

  再生废水和其余含氟废水则采用两级化学沉淀工艺处理,通过pH调整,添加CaCl?反应,形成氟化钙沉淀后去除。在除氟的过程中,水中的磷也会以磷酸钙的形式被去除;PAC混凝剂、PAM絮凝剂不仅可以去除废水中的粒径细小的悬浮颗粒,还能去除色度、油分、微生物、氮和磷等富营养物质,以及重金属、有机物等。

  该企业含氟废水产生量约为68. 6万吨/年,其中进入含氟废水回用系统的废水量为40万吨/年,企业含氟废水回用系统设计规模为42万吨/年,可以满足生产需求;回用系统的含氟废水回用比为9:10,约36万吨/年回用水可回用至超纯水制水系统;回收系统产生的需要处理的反冲、再生废水和剩余的含氟废水共32.6万吨/年。含氟废水处理系统的设计处理规模为35万吨/年。

  因此,该企业的含氟废水回收系统、含氟废水处理系统均可满足企含氟废水处理需求。

  分别对含氟废水回用系统与含氟废水处理系统各单元设施进出水污染物浓度进行检测,检测结果分别如表1和表2所示。由检测数据可知,废水回用系统与+袋式过滤器+三级树脂柱+终端过滤箱废工艺处理部分含氟废水并回用,再生废水和其余含氟废水经两级沉淀处理工艺处理后,尾水可做到达标排放。

  该工程设备运行电费约为98万元/年,耗材维护费用为84万元/年,药品费用为540万元/年,每吨废水运行费用约20元,运行费用在企业可接受的范围内,该措施经济上可行。

  某电子行业企业排放的含氟废水具有废水量大、浓度高、毒性强的特点。针对其含氟废水的特点,该企业采用沉淀处理工艺处+袋式过滤器+三级树脂柱+终端过滤箱毒处理部分含氟废水并回用,再生废水和其余含氟废水经两级沉淀处理工艺处理后排放。结果表明,采用上述工艺既能通过回用满足生产活动中用水的需求,又能实现含氟废水处理后的达标排放。工程实例证明,该处理工程能大幅降低含氟废水的排放量,运行稳定且能够达到清洁生产的要求。

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