摘要： 鹽酸罐液位計制造過(guò)程中產(chǎn)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(diǎn)， 針對某鹽酸罐液位計廠(chǎng)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(zhì)量濃度為 0．5 ~ 5.0 mg ／L， 濁度為 80 ~ 100 NTU， SiO2 質(zhì)量濃度為 2 ~ 4 mg ／ L， 反 洗 廢 水 TOC 質(zhì) 量 濃 度 為 1．5 ~ 3.0 mg ／ L， 濁 度 為 4 ~ 8NTU 時(shí)， 處理出水 TOC 質(zhì)量濃度低于 1 mg ／ L， 濁度低于 0．1 mg ／ L， SiO2 質(zhì)量濃度低于 1 mg ／ L， 完全可以回用至超純水預處理系統。
鹽酸罐液位計的制造工藝復雜， 需要消耗大量的水，且隨著(zhù)先進(jìn)制程的推進(jìn)， 單位耗水量也在不斷上升。 鹽酸罐液位計的水種類(lèi)很多， 大部分成分復雜， 需分類(lèi)收集后進(jìn)行相應處理。 晶背研磨廢水（BG）主要來(lái)源于芯片制造過(guò)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(zhì)過(guò)濾塔和活性炭塔反洗產(chǎn)生。
膜處理工藝常用于自來(lái)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(diǎn)，采用膜工藝進(jìn)行處理及回用， 具有處理效果穩定、維護方便等明顯優(yōu)勢。 通過(guò)工程應用， 旨在探尋和推廣鹽酸罐液位計制造行業(yè)廢水回用的新途徑。
1 工程設計
1．1 設計水量、 水質(zhì)
國內某鹽酸罐液位計廠(chǎng)， 晶背研磨廢水產(chǎn)生量為 150 ～160 m3 ／ d， 反洗廢水產(chǎn)生量 為 500 ～ 700 m3 ／ d， 主要污染物為懸浮物， UF-RO 處理系統設計進(jìn)水和出水主要水質(zhì)指標見(jiàn)表 1。

1．2 工藝流程
該 UF-RO 處理系統的工藝流程見(jiàn)圖 1。

晶背研磨廢水在排放機臺附近設置簡(jiǎn)易平流式沉淀池， 經(jīng)初沉后進(jìn)入調節槽， 經(jīng)過(guò)保安過(guò)濾器過(guò)濾后， 再進(jìn)超濾膜組， 產(chǎn)水流入產(chǎn)水槽； 反洗廢水進(jìn)入調節槽， 經(jīng)過(guò)保安過(guò)濾器過(guò)濾后， 再進(jìn)超濾膜組， 產(chǎn)水流入產(chǎn)水槽。 兩種超濾產(chǎn)水混合后， 經(jīng)保安過(guò)濾器， 進(jìn)入反滲透膜組， 產(chǎn)水回用至超純水預處理系統， 濃水排放至廢水系統。
2 主要設備和控制程序
2．1 主要設備
BG 調節槽選用碳鋼（CS）并內襯玻璃鋼（FRP）防腐， 設攪拌器。 BG 產(chǎn)水槽和 BWW 產(chǎn)水槽選用FRP 材質(zhì)。
具體的規格參數和附屬設備見(jiàn)表 2。
超濾膜組件和反滲透膜組件前均設置保安過(guò)濾器， 濾芯和膜組件規格參數見(jiàn)表 3。

2．2 主要控制儀表
數據采集和過(guò)程監控采用ADA 系統， PLC等硬件設備以總線(xiàn)方式連接到服務(wù)器上， 進(jìn)行數據處理和運算。 操作人員可以在A(yíng)DA 系統上對現場(chǎng)的開(kāi)關(guān)、 閥門(mén)進(jìn)行操作， 實(shí)現現場(chǎng)無(wú)人值守。各控制點(diǎn)實(shí)時(shí)記錄運行數據， 生成系統各設備和在線(xiàn)儀表的運行曲線(xiàn)， 便于分析系統運行狀況。主要控制儀表見(jiàn)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(guò)快是影響系統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(guò)程序設定實(shí)現自動(dòng)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(jiàn)表 5。

3．2 反滲透膜清洗
反滲透膜運行一定時(shí)間后， 污染物會(huì )在膜表面沉積， 需要定期進(jìn)行化學(xué)清洗以完全恢復膜性能。 本系統設計清洗周期為 3 個(gè)月， 清洗包括循環(huán)、 浸泡、 沖洗 3 個(gè)過(guò)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(jìn)入浸泡階段， 1 ～ 2 h 后進(jìn)行沖洗，直至濃水電導率與進(jìn)水電導率相同。 反滲透膜采用先酸洗后堿洗的步驟進(jìn)行， 酸洗和堿洗均經(jīng)過(guò)上述過(guò)程， 酸洗劑可選用檸檬酸或 HCl， 堿洗劑選用 NaOH。 清洗劑選擇見(jiàn)表 6。

 4 運行結果與討論
經(jīng)過(guò) 1 年的連續運行， 晶背研磨廢水進(jìn)水 TOC質(zhì)量濃度為 0．5 ~ 5.0 mg ／ L， 濁度為 80 ~ 100 NTU，SiO2 質(zhì) 量 濃 度 為 2 ~ 4 mg ／ L， 反 洗 廢 水 進(jìn) 水 TOC質(zhì) 量 濃 度 為 1．5 ~ 3.0 mg ／ L， 濁 度 為 4 ~ 8 NTU，UF-RO 處理出水 TOC 質(zhì)量濃度低于 1 mg ／ L， 濁度低于 0．1 mg ／ L， SiO2 質(zhì) 量 濃 度 低 于 1 mg ／ L， 完 全可以回用至超純水預處理系統。 UF-RO 處理系統出水電導率和 TOC 濃度見(jiàn)圖 2 ～ 圖 3。


 5 效益分析
本工程總投資約為 420 萬(wàn)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(lái)水價(jià)格。 工程實(shí)施后， 年回收并回用水量 154 260 m3， 節約了相應量的自來(lái)水。
6 結語(yǔ)
采用 UF-RO 工藝處理鹽酸罐液位計晶背研磨廢水和反洗廢水， 出水 TOC 質(zhì)量濃度低于 1 mg ／ L， 濁度低于 0．1 mg ／ L， SiO2 質(zhì) 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。 本工程實(shí)施后， 年回收并回用水量達到 154 260 m3， 有效降低了自來(lái)水消耗量。 同時(shí)， 該系統運行維護簡(jiǎn)單， 處理成本低， 取得了良好的節水效果和經(jīng)濟效益。