膜分离技术：高效节能的错流过滤与抗污染 RO 装置

膜分离技术：高效节能的错流过滤与抗污染 RO 装置

膜分离过程为动态过滤过程，大分子溶质及固体被膜壁阻挡，随浓缩液流出膜组件，膜不易堵塞，可长期连续使用。过滤过程可在常温低压下操作，无相变，高效节能。超滤系统采用错流过滤、频繁反冲洗的全自动连续运行方式。本系统共分1套装置，单套设计产水量为53m3/h，每套装置运行时间为：运行30分钟，反冲洗30～60秒。系统采用PLC控制，每套装置配置28片2860型超滤膜元件，运行温度≤40℃。

4.4 横流防污染RO装置

系统配有一套错流防污染RO装置，它是整个系统的心脏，经反渗透处理后的水可去除水中大部分的无机盐、有机物、微生物和细菌；产水不含铜沉淀物，优于自来水。

膜组件采用进口芳香族聚酰胺复合膜，组件由三层膜复合而成，面层采用厚度2000埃的芳香族聚酰胺，表面由微孔聚砜层支撑，耐高压，具有良好的抗机械拉力和抗化学腐蚀性能。组件膜面积大，可达400平方英尺，产水量大，对NaCl、CaCl2、MgCl2脱盐率可达99%。

每套一级错流防污RO配置56片防污膜反渗透膜组件；运行压力约1.4-1.7Mpa，产水量50.0m3/h，脱盐率90%以上。

4.5双级反渗透装置

系统配置一套双级反渗透装置；经双级反渗透处理后的水可去除水中大部分的无机盐、有机物、微生物及细菌。设计的合理性直接关系到工程投资成本、整个系统运行的经济效益、使用寿命、操作的可靠性和简便性。每套双级RO配置48片反渗透膜元件；运行压力约1.4Mpa，产水量48.0m3/h；浓缩水回流至超滤水箱。

4.6EDI预过滤器：

主要截留纯水中微米、亚微米级细小悬浮物、微生物、颗粒、细菌、胶体等。该装置外壳采用不锈钢材质，过滤精度约0.22μm；每台产水量≥48.0m3/h；直径为Ф600微孔滤膜。

4.7EDI装置：

电去离子（EDI）是将电渗析和离子交换有机结合起来的膜分离除盐过程，是一项高科技绿色环保技术。EDI利用混合离子交换树脂吸附水中的阴离子和阳离子，同时在直流电压作用下，这些吸附的离子通过阴、阳离子交换膜被除去。

每套EDI系统由9台本公司生产的IP-模块组成，电气控制仪表包括：在线显示电阻仪、EDI整流器、变压器，每台设备配备德国进口浓水流量开关，配套：PLC、机架等。共1套系统，每套进水量为：48.0m3/h，产水量≥45.0m3/h，浓水返回一级反渗透产水箱；EDI出水电阻率≥15.0MΩ˙CM（25℃）。

4.8氮封水箱：

一期设有容积为30.0m3的氮气密封水箱1台，采用超纯水箱专用玻璃钢制作，水箱采用高纯氮气密封系统，确保罐内水质不受空气影响。水箱配备4-20mA输出、测量范围0-5m的液位变送器，设有主体阀门、水箱排污管、水箱溢流管等，并与EDI增压泵、外供泵等联锁。

5. 本系统设施的特点

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

本系统采用可编程控制器（PLC）完成电气、仪表部分的全自动控制，可显示工艺过程中的主要监控指标及系统运行状态，配有流量、电导率、pH值、压力等重要参数的在线检测仪表，并具有超限报警功能。

6 设施运行监测结果

该设备于2010年7月底开始调试，2010年8月底达到稳定运行，实际运行及重复使用效果见表2。

表2 漂洗废水回用水质及水量

7 技术经济指标及效益分析

电费按0.80元/(kW˙h)计算，费用为2.2元/m3；化学药剂费为0.4元/m3(絮凝剂ST8mg/l、阻垢剂3mg/l)；配件更换及维修费用为0.8元/m3；人工费用为0.1元/m3，综合折旧费(设备折旧按10年计算，土建折旧按20年计算)为0.49元/m3，处理成本为3.99元/m3。

废水回用系统每年可回收水质良好的纯水，可回收重金属约；金属纯度≥97%。废水处理系统每年减少废水、COD、重金属的排放量。回用后废水量大大减少，有效节省了土建投资和占地空间，有效减少了对环境的污染。

8 结论

1）废水按质分类收集回用是实现废水高效回用的前提。

2）“先利用后处理”的回用理念更先进，避免了添加化学品造成的二次污染。

3）采用连续抗污染错流多级回用电镀废水需要预处理，膜选择很关键。连续抗污染错流多级是一种稳定高效的回用方法，回收率≥85%，重金属离子去除率≥90%。回收的纯水水质良好，可重复使用，制取高纯水。

4）根据不同的高浓度有机废水，可选择相应极板涂层的重金属回收装置，能强氧化降低COD。阳极极板材质尤为重要，直接影响COD去除效果。同时阴极回收重金属，处理后的废水与低浓度废水混合处理，从而减轻了高浓度有机废水对整个废水处理系统的负荷。

北极星环保网：减薄划片废水主要含有大量硅粉颗粒，SS约为/L，特性非常稳定，不易沉降，电导率仅为2-4μs/cm，采用两级连续UF膜系统对废水进行回收利用，废水回收率≥90%，回收水质良好，同时回收硅粉。

1 项目概况

某电子公司是国内重点集成电路封装测试企业，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，其生产线产生的废水主要有两部分，一部分是晶圆减薄切片废水，另一部分是电镀镀锡废水。

这里主要介绍一下电镀镀锡废水的回收处理系统；废水主要含有Cu、Sn、酸、碱、有机物等，在本项目中，做好分流工作尤为重要。镀锡电镀线上的废水根据水的成分和浓度进行收集，主要分为漂洗废水、重污染废水、有机槽废水三条路线。水质如下：

表1 原水水质指标

2. 工艺流程

2.1我公司电镀废水回用所采用的工艺流程（如图2所示）与目前很多电镀企业的废水回用工艺流程（如图1所示）的简单对比：

图1所示，所有电镀废水均经过混合收集，先经过物化或生物系统处理，上清液再经膜系统回收。由于废水处理过程中加入大量PAC、PAM等，药剂中含有大量阳离子物质，易与重复使用的膜元件表面电荷结合，堵塞膜元件，不能保证较高的回收率，通常最高回收率只能达到50%，不能保证长期稳定运行。

由于加入了大量药剂，使得废水含盐量大大增加，因此也降低了回用水的水质；经过膜技术回用后的浓缩水重金属含量通常超标，不能直接排放，只能返回废水预处理系统，从而增加了废水处理部分的负荷和水量，严重影响了废水处理部分的效果，同时增加了占地和土建投资。

我们经过多年对电镀废水及重金属的研究和工程实践，已开发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回用），该技术将电镀废水通过分离收集后，再通过单独的膜法进行回用，回用水可用于相应的生产线或作为自来水。

目前回用理念是“先回用，后处理”，废水先收集、分质分离，再通过单独的膜法回用，回收率≥85%，浓缩后的废水重金属离子浓度可提高100倍以上。浓缩后的废水可通过重金属回收装置（专利号：CN2.5）提取重金属，大大提高重金属的回收效率。在回收重金属的同时，也减轻了后期废水处理的负荷。

从实际工程效果来看，图2的回用理念比图1的回用理念更先进，回收率更高，系统稳定性更高，不易堵塞，回收水的质量更高。图2不仅可以回收纯水，还可以同时回收贵金属，特别是对贵金属，回收价值更大，回收的重金属纯度可达97%，回收效率≥90%。

2.2电子电镀废水回用及处理工艺

工艺简述：清洗废水主要包括酸性清洗废水和碱性清洗废水两部分，废水主要含有硫酸、硫代硫酸钠、甲烷磺酸、碱液、铜、锡及添加剂等，混合清洗水主要呈酸性，多路清洗废水汇集于调节池，通过曝气搅拌调节水质水量，调节后的水进入多介质过滤系统主要拦截较大的颗粒及胶体，再进入MF/UF（选配）主要去除较小的悬浮物、胶体、细菌及微生物。

MF/UF具有自动运行、冲洗功能；MF/UF透过液进入膜脱盐系统，主要用于去除水中的盐分。膜元件针对电镀废水的特点，采用连续错流防污染技术，少量浓水中重金属含量较高，先将重金属回收（若能将较贵重的重金属单独收集回收，可得到纯度较高的重金属），回收后的废水再送至污水站进行物理或生化处理，最终确保出水水质达到《电镀污染物排放标准》（-2008）的指标。

本系统水资源系统回收率≥85%，重金属血浆回收率≥90%，金属纯度≥97%，本技术已申请国家发明专利，专利申请号：CN2.5。

3 设备布置图

1：絮凝剂加药器 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：阻垢剂加药器 9：一次高压泵 10：一次错流防污RO 11：中级水箱 12：RO增压泵 13：PH调节加药器 14：二次高压泵 15：二级反渗透装置 16：RO水箱 17：EDI增压泵 18：EDI预过滤器 19：EDI装置 20：氮封水箱 21：外置变频泵

4 主要设备或部件

4.1多介质过滤器：

系统设置多介质过滤器，主要截留水中的颗粒杂质、悬浮物及胶体，过滤器内装填精制无烟煤，级配良好，水箱为φ，单台设计产水量为55.0m3/h。

4.2 连续MF：

为防止水中细小颗粒进入超滤装置，专门设置5μm过滤器进行过滤，保证细小颗粒的过滤率。系统配置口径为Ф800mm的微滤，滤料为不锈钢，每台装置产水量为55m3/h。

4.3连续超滤装置：

超滤膜分离技术是广泛应用于溶液与固体物质的分离、浓缩和纯化的一种分离技术，它采用具有选择透过性的膜作为分离介质，膜壁上密布着微孔，原溶液在一定的压力下从膜的一侧通过，溶剂和小分子溶质透过膜壁成为滤液，而较大分子溶质则被膜截留，从而达到物质分离浓缩的目的。