电子封装废水回用工程案例

2017-03-15 08:52:33 9

  1工程概况

  某电子公司是国内重点集成电路封装测试企业,该公司主要从事半导体集成电路、半导体元器件的封装测试业务,其生产线废水主要包括两部分,一部分为晶元的减薄划片废水、另一部分为电镀锡化废水。减薄划片废水中主要含有大量的硅粉微粒,SS约2000mg/L左右,特性很稳定,不易沉降,电导率仅为2-4µs/cm,东洋采用自主研发的二级连续UF膜系统进行进行废水回收利用,废水回收利用率≥90%,回收水质好,同时回收硅粉。在此主要介绍电镀锡化废水的回用处理系统;废水中主要含有Cu、Sn、酸碱、有机物等,在该项目中首先要做好分质分流是尤为重要,把锡化电镀线上的废水按照水中的成份及浓度来分质收集,主要分为漂洗废水、重污染废水、有机槽废液三路,水质如下:

 

  2 工艺流程

  2.1项目承接方对电镀废水回用采用的工艺(如图2)与目前较多电镀企业废水的回用工艺(如图1)简单比较:

  图1是把所有电镀废水混合集中收集,先经过物化或生物一系统处理,然后把上清液进行膜系统回收,因在废水处理过程中,投加了大量的PAC、PAM等,药剂中含有大量的阳离子物质存在水中,很容易与回用膜元件表面电荷结合而堵塞膜元件,更不能保证很高的回收率,通常回收率最高仅能达到50%,往往并不能保证长期稳定的运行;因投加了大量的药剂,使废水的含盐量也大大的增加,所以也降低了回用水水质;通过膜技术回用后的浓缩水重金属通常会超标,不能直接排放,这样只能回到废水前处理系统中,从而增加了废水处理部分的负荷及水量,严重影响废水处理部分的效果,同时占地及土建投资也增大。

 

  经过多年电镀废水及涉重金属的研究及工程实践,摸索出一套成熟稳定的电镀废水回用技术(连续错流抗污染多级膜法回用),把电镀废水分质收集,单独膜法回用,回用水可分别用到对应的生产线或作为自来水使用;目前项目承接方采用的回用理念是“先回用后处理”,把废水先进行分质收集,单独膜法回用,回收率≥85%,浓缩后的废水中重金属离子浓度可提升到100倍以上,对该浓缩废水可通过重金属回收装置(专利号:CN201010578758.5)进行重金属的提取,大大提高了重金属的回收效率,回收重金属的同时,也减轻后需废水处理的负荷。

  从实际工程效果来看,图2较图1的回用理念更先进,具有更高的回收率,系统具有更高的稳定性,不易堵塞,回用水质更高;图2不仅可回收纯水而且同时可以回收贵重金属,特别对含贵重金属的回收价值更大,回收的重金属纯度可达到97%,回收效率≥90%。

  2.2 某电子电镀废水回用及处理工艺

  工艺说明:清洗废水主要包括酸性清洗废水及碱性清洗废水两大部分,废水中主要含有硫酸、硫代硫酸钠、甲基磺酸、碱性液、铜、锡及添加剂等,混合后的清洗水主要偏酸性,多路清洗废水汇集于调节池,通过曝气搅拌,使水质水量达到调节作用,调节后的水进入多介质过滤系统主要是拦截较大颗粒物及胶体,然后进入MF/UF(可选项),主要去除较小悬浮物、胶体、细菌微生物等,MF/UF具有自动运行、冲洗功能;MF/UF透过液进入膜脱盐系统,主要是脱除水中盐份,该膜元件是根据电镀废水的特性,采用连续错流抗污染技术,少量的浓缩水中含有较高的重金属,先进行重金属回收(若较贵重的重金属可分开收集单独回收重金属,达到纯度更高的重金属),再把回收后的废水供至污水站进行物化或生化处理达,最终确保出水水质达到《电镀污染物排放标准》(GB21900-2008)指标。

  本系统的水资源系统回收率≥85%,重金属等离子的回收率≥90%,金属纯度≥97%。此项技术已经申请国家发明专利,专利申请号:CN201010578758.5。

  3 设备平面布置图

 

 1:絮凝剂加药 2:多介质过滤器 3:微滤 4:超滤 5:超滤水箱 6: RO增压泵 7:保安过滤器 8:阻垢剂加药 9:一级高压泵 10:一级错流抗污染RO 11:中间水箱 12:RO增压泵 13:PH调节加药 14:二级高压泵 15:二级反渗透装置 16:RO产水箱 17:EDI增压泵 18:EDI前置过滤器 19:EDI装置 20:氮封水箱 21:外供变频泵

  5 本系统设施的特征

  在工艺设计、设备选型方面力求做到技术先进、工艺可靠、设备美观、性能优越、占地面积小、操作简单与维护方便。

  本系统采用可编程逻辑控制器(PLC)完成电气和仪表部分的全自动控制,同时可显示工艺过程中的主要监测指标以及系统运行状态,对重要参数如流量、电导率、pH值、压力等设有在线检测仪表,并设定有超限报警功能。

  6 设施运行监测结果

  设备于2010年7月底开始调试,2010年8月底达到稳定运行,实际运行回用效果见表2。

  7 技术经济指标及效益分析

  电费按0.80元/(kW·h)计,费用为2.2元/m3;药剂费为0.4元/m3(絮凝剂ST 8mg/l,阻垢剂 3mg/l);更换配件及维护费用0.8元/m3;人工费用0.1元/m3,综合折旧费(设备折旧按10a、土建按20a计算)0.49元/m3,处理的成本为3.99元/m3。

  废水回用系统每年可回收纯水为336600m3,回收的水质较好,每年可回收重金属约2160kg;金属纯度≥97%。废水处理系统每年减排了336600 m3,废水,减少了COD及重金属的排放量,回用后废水量大大减小,有效的节省了土建的投资及占地面积,有效减小了对环境的污染。具体参见污水技术资料更多相关技术文档。

  8 总结

  1)分质收集单独回用是废水高效回用的前提条件。

  2)“先回用后处理”的回用理念是较先进的,避免投加的药剂造成二次污染。

  3)采用连续抗污染错流多级回用电镀废水需做好预处理及膜的选择很关键,连续抗污染错流多级是稳定、高效的回用方式,回收率≥85%,对重金属等离子的去除率≥90%,回收的纯水水质好,可回用制取高纯水。

  4)根据不同高浓度有机废水可选用对应极板涂层的重金属回收装置, 对COD可强氧化降低,阳极板材料尤为重要,直接影响COD的去除效果,同时阴极回收重金属,处理后的废水再与低浓度的废水混合处理,这样降低高浓度有机废水对整个废水处理系统的负荷。

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