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        反滲透在超純水排放水處理中應(yīng)用

        2013-01-30 10:45:25施健榮秦新安
        資源節(jié)約與環(huán)保 2013年6期
        關(guān)鍵詞:處理量超純水反滲透

        施健榮 秦新安

        (無(wú)錫微電子科研中心 江蘇無(wú)錫 214035)

        本文介紹在現(xiàn)有超純水設(shè)備基礎(chǔ)上,增加一套反滲透系統(tǒng),對(duì)原超純水系統(tǒng)排放水進(jìn)行收集處理,達(dá)到降低超純水運(yùn)行成本,提高水資源利用率的目的。

        1 改造背景

        1.1 改造對(duì)象

        此次改造對(duì)象為超純水工藝預(yù)處理RO階段。

        1.2 改造增加設(shè)備

        本次改造核心內(nèi)容為增加一套反滲透系統(tǒng),收集處理現(xiàn)有超純水系統(tǒng)預(yù)處理階段RO排放水;增加一套濃縮水輸送系統(tǒng),輸送再濃水。

        1.3 改造前情況及改造原因

        現(xiàn)有超純水處理系統(tǒng)建于2005年,包括預(yù)處理,精處理,拋光處理三部分。超純水總產(chǎn)水率約為62%,其中預(yù)處理產(chǎn)水率約為67%,精處理產(chǎn)水率約為95%,拋光處理產(chǎn)水率約為98%,而且精處理、拋光處理排放水均有回收利用,只有預(yù)處理排放水是產(chǎn)生實(shí)際排放的,由此可見(jiàn)超純水低產(chǎn)水率的主要癥結(jié)在預(yù)處理部分。

        現(xiàn)有超純水預(yù)處理系統(tǒng)采用UF+RO+加堿+RO,其中UF采用錯(cuò)流式運(yùn)行,每運(yùn)行35分鐘UF系統(tǒng)自沖洗一次,UF的產(chǎn)水率約95%;RO系統(tǒng)采用RO+加堿+RO,產(chǎn)水率為71%左右。通過(guò)水質(zhì)分析,UF部分排放水濁度大、有機(jī)物含量較高、水質(zhì)不穩(wěn)定、水量少,收集處理工藝復(fù)雜投入高,直接排放更經(jīng)濟(jì)合理;RO部分排放水除了電導(dǎo)率較高,水質(zhì)水量較穩(wěn)定,具有處理意義。2008年RO排放水量4000噸,2009年RO排放水量4931噸,2010年RO排放水量6137噸,2011年RO排放水量6068噸。

        2 改造

        2.1 主要設(shè)計(jì)及參數(shù)

        (1)反滲透系統(tǒng)。原超純水系統(tǒng)預(yù)處理RO排放水電導(dǎo)高達(dá)1400us/cm,新增反滲透系統(tǒng)選用陶氏公司BW30-365FR抗污染膜,該膜抗污染能力強(qiáng)、不易污堵、運(yùn)行壓力低、使用壽命長(zhǎng)。原超純水系統(tǒng)預(yù)處理兩套R(shí)O(一用一備),單套最大排放水量12t/h,故設(shè)計(jì)新增反滲透系統(tǒng)處理量≥12t/h,反滲透用四支裝膜殼,一級(jí)兩段2:1排列,低壓運(yùn)行。

        (2)反滲透沖洗系統(tǒng)。該排放水收集系統(tǒng)原水水質(zhì)差,設(shè)計(jì)沖洗量為不小于12t/h不大于16t/h沖洗泵一臺(tái),每運(yùn)行2h原系統(tǒng)排放水沖洗2min,停機(jī)時(shí)用清潔水沖洗不少于2min。

        (3)阻垢劑加藥量。通過(guò)對(duì)原超純水系統(tǒng)預(yù)處理RO排放水小試,發(fā)現(xiàn)阻垢劑加藥量達(dá)到3ppm,已經(jīng)能夠起到極好的阻垢作用,阻垢劑投加量定在3ppm。

        (4)再濃縮水輸送系統(tǒng)。我們科研中心工藝線(xiàn)生產(chǎn)常用到強(qiáng)腐蝕性酸,如HF、HNO3、H2SO4,這部分酸的排放一般用以自來(lái)水為水源的水射器帶走,通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)再濃縮水偏弱堿性,這部分水替代抽酸用自來(lái)水,既不影響抽酸又可以節(jié)約自來(lái)水。目前,我所抽酸用自來(lái)水用量Qmax=45t/d&Qmax=6t/h,壓力≥0.20Mpa,為保證生產(chǎn)需要我們選擇泵的Qmax不小于8t/h,用壓力變送器控制輸送泵頻率,壓力設(shè)定為0.25±0.05Mpa。

        2.2 工藝流程

        通過(guò)對(duì)超純水系統(tǒng)RO排放水水質(zhì)、水量分析,針對(duì)本所反滲透濃水電導(dǎo)高達(dá)1400us/cm、排放量在150噸/天并呈逐年上升趨勢(shì)、項(xiàng)目可用占地面積較小的實(shí)際情況,通過(guò)刷選最終確定采用反滲透工藝處理。反滲透膜選用陶氏公司BW30-365FR抗污染膜,數(shù)量12支,一級(jí)兩段2:1排列,處理量12T/H,最大處理量100000噸/年?;厥障到y(tǒng)產(chǎn)水電導(dǎo)在20us/cm以下,該部分水占處理量的65%,進(jìn)入原純水站制備系統(tǒng);回收系統(tǒng)濃水電導(dǎo)在3400us/cm左右,該部分水占處理量的35%,替代自來(lái)水生產(chǎn)線(xiàn)抽酸用。

        3 改造結(jié)果

        3.1 改造后水質(zhì)變化

        該改造于2011年10月開(kāi)工,2012年2月完成并投入調(diào)試,2012年3月正式投產(chǎn)運(yùn)行。改造后超純水系統(tǒng)RO濾芯的更換周期變長(zhǎng),RO清洗周期也有明顯延長(zhǎng)。

        未改造前RO進(jìn)水電導(dǎo)率接近或等同于進(jìn)水自來(lái)水電導(dǎo)率,改造完成后RO進(jìn)水電導(dǎo)率較進(jìn)水自來(lái)水電導(dǎo)率下降50-100us/cm,對(duì)RO進(jìn)水水質(zhì)具有明顯改善作用;而且RO產(chǎn)水電阻率相較于未改造前有明顯下降。

        3.2 改造后用水水量變化

        該改造完成投產(chǎn)后目前實(shí)際日處理量約150噸/天,進(jìn)入原超純水系統(tǒng)優(yōu)質(zhì)水約100噸/天,抽酸用再濃水約50噸/天,每天可節(jié)約自來(lái)水約160噸/天。超純水處理系統(tǒng)在用水水量基本不變的前提下,自來(lái)水用量有明顯下降,超純水系統(tǒng)產(chǎn)水率較改造前約上升9%,產(chǎn)水率由2011年3月62%上升到目前的71%,有明顯提升。

        4 改造投資及技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析

        本改造為現(xiàn)有超純水系統(tǒng)的疊加項(xiàng)目,改造總投資為45萬(wàn)元,包括土建、水、電等外部及設(shè)備費(fèi)用。運(yùn)行產(chǎn)生的費(fèi)用主要為電費(fèi)、人工、耗材。目前實(shí)際日處理反滲透濃水量在150噸/天,按150噸/天處理量計(jì)算:每年節(jié)約自來(lái)水約56000噸,扣除設(shè)備折舊費(fèi)、電費(fèi)、日常運(yùn)行費(fèi)用,每年可節(jié)約水費(fèi)17萬(wàn)元左右。

        我們使用疊加一套反滲透處理RO排放濃水,有效地達(dá)到了節(jié)約水資源,降低超純水制造成本,減少?gòu)U水排放的目的,較其他公司將RO排放水使用在生活用水更加有效合理。

        [1]周本省,工業(yè)水處理技術(shù)[M].第二版.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2003:407.

        [2]馮逸仙,反滲透水處理系統(tǒng)工程[M].北京:中國(guó)電力出版社,2005:3.

        [3]張巖剛,寇彥德.首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限公司海水淡化工程工藝流程選擇分析與設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介 [C].2008亞太海水淡化與水再利用會(huì)議,青島,2008-5.

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