摘要： 磁翻柱液位计制造过程中产生的晶背研磨废水具有有机物浓度低， 悬浮物含量高的特点， 针对某磁翻柱液位计厂的晶背研磨废水和反洗废水， 设计采用 UF-RO 工艺处理。 工程应用表明： 在晶背研磨废水 TOC 质量浓度为 0．5 ~ 5.0 mg ／L， 浊度为 80 ~ 100 NTU， SiO2 质量浓度为 2 ~ 4 mg ／ L， 反 洗 废 水 TOC 质 量 浓 度 为 1．5 ~ 3.0 mg ／ L， 浊 度 为 4 ~ 8NTU 时， 处理出水 TOC 质量浓度低于 1 mg ／ L， 浊度低于 0．1 mg ／ L， SiO2 质量浓度低于 1 mg ／ L， 完全可以回用至超纯水预处理系统。

 

    磁翻柱液位计的制造工艺复杂， 需要消耗大量的水，且随着xianjin制程的推进， 单位耗水量也在不断上升。 磁翻柱液位计的水种类很多， 大部分成分复杂， 需分类收集后进行相应处理。 晶背研磨废水（BG）主要来源于芯片制造过程中晶背研磨制程的清洗废水，主要污染物为悬浮颗粒［1］。 反洗废水（BWW）主要为超纯水制取工艺中多介质过滤塔和活性炭塔反洗产生。

 

    膜处理工艺常用于自来水和废水的深度处理［2－3］，UF-RO 处理工艺已广泛应用于钢铁废水、 化工废水、 印染废水和冷却水的处理和回用， 取得了良好的效果［4－6］。 针对晶背研磨废水和反洗废水的特点，采用膜工艺进行处理及回用， 具有处理效果稳定、维护方便等明显优势。 通过工程应用， 旨在探寻和推广磁翻柱液位计制造行业废水回用的新途径。

 

    1 工程设计

    1．1 设计水量、 水质

    国内某磁翻柱液位计厂， 晶背研磨废水产生量为 150 ～160 m3 ／ d， 反洗废水产生量 为 500 ～ 700 m3 ／ d， 主要污染物为悬浮物， UF-RO 处理系统设计进水和出水主要水质指标见表 1。

 

 

    1．2 工艺流程

    该 UF-RO 处理系统的工艺流程见图 1。

 

 

    晶背研磨废水在排放机台附近设置简易平流式沉淀池， 经初沉后进入调节槽， 经过保安过滤器过滤后， 再进超滤膜组， 产水流入产水槽； 反洗废水进入调节槽， 经过保安过滤器过滤后， 再进超滤膜组， 产水流入产水槽。 两种超滤产水混合后， 经保安过滤器， 进入反渗透膜组， 产水回用至超纯水预处理系统， 浓水排放至废水系统。 

 

    2 主要设备和控制程序

    2．1 主要设备

    BG 调节槽选用碳钢（CS）并内衬玻璃钢（FRP）防腐， 设搅拌器。 BG 产水槽和 BWW 产水槽选用FRP 材质。

    具体的规格参数和附属设备见表 2。

    超滤膜组件和反渗透膜组件前均设置保安过滤器， 滤芯和膜组件规格参数见表 3。

 

 

 

    2．2 主要控制仪表

    数据采集和过程监控采用 SCADA 系统， PLC等硬件设备以总线方式连接到服务器上， 进行数据处理和运算。 操作人员可以在 SCADA 系统上对现场的开关、 阀门进行操作， 实现现场无人值守。各控制点实时记录运行数据， 生成系统各设备和在线仪表的运行曲线， 便于分析系统运行状况。主要控制仪表见表 4。 

 

    3 膜的清洗

    3．1 超滤膜反洗

    膜处理工艺应用中， 通量下降过快是影响系统正常运行的主要因素。 而人工清洗需要耗费大量人力， 为此通过程序设定实现自动反洗。BG 和 BWW 超滤膜采用先气洗后水洗的清洗模式， 程序设定见表 5。

 

 

 

    3．2 反渗透膜清洗

    反渗透膜运行一定时间后， 污染物会在膜表面沉积， 需要定期进行化学清洗以完全恢复膜性能。 本系统设计清洗周期为 3 个月， 清洗包括循环、 浸泡、 冲洗 3 个过程， 将清洗剂引入反渗透膜 组 ， 按 每 支 膜 11．4 L ／ min 的 流 量 循 环 5 ～ 15min， 再将单支膜流量调至 22．8 L ／ min 循环 5 ～ 15min， 然后再将单支膜流量调至 35 L ／ min 循环 30 ～60 min， 随后进入浸泡阶段， 1 ～ 2 h 后进行冲洗，直至浓水电导率与进水电导率相同。 反渗透膜采用先酸洗后碱洗的步骤进行， 酸洗和碱洗均经过上述过程， 酸洗剂可选用柠檬酸或 HCl， 碱洗剂选用 NaOH。 清洗剂选择见表 6。

 

 

    4 运行结果与讨论

    经过 1 年的连续运行， 晶背研磨废水进水 TOC质量浓度为 0．5 ~ 5.0 mg ／ L， 浊度为 80 ~ 100 NTU，SiO2 质 量 浓 度 为 2 ~ 4 mg ／ L， 反 洗 废 水 进 水 TOC质 量 浓 度 为 1．5 ~ 3.0 mg ／ L， 浊 度 为 4 ~ 8 NTU，UF-RO 处理出水 TOC 质量浓度低于 1 mg ／ L， 浊度低于 0．1 mg ／ L， SiO2 质 量 浓 度 低 于 1 mg ／ L， 完 全可以回用至超纯水预处理系统。 UF-RO 处理系统出水电导率和 TOC 浓度见图 2 ～ 图 3。 

 

 

 

 

 

    5 效益分析

    本工程总投资约为 420 万元， 年能耗费为 69 890元， 年耗材更换费用为 12 000 元， 运行成本约为 3 元 ／ m3， 低于自来水价格。 工程实施后， 年回收并回用水量 154 260 m3， 节约了相应量的自来水。 

 

    6 结语

    采用 UF-RO 工艺处理磁翻柱液位计晶背研磨废水和反洗废水， 出水 TOC 质量浓度低于 1 mg ／ L， 浊度低于 0．1 mg ／ L， SiO2 质 量 浓 度 低 于 1 mg ／ L， 完 全达到设计要求并回用于超纯水预处理系统。 本工程实施后， 年回收并回用水量达到 154 260 m3， 有效降低了自来水消耗量。 同时， 该系统运行维护简单， 处理成本低， 取得了良好的节水效果和经济效益。