MBR膜處理半導(dǎo)體行業(yè)廢水

　　1、概況

　　半導(dǎo)體制造行業(yè)作為用水大戶，每日耗水以千噸計。隨著國內(nèi)環(huán)保要求，工廠每日耗水量有所要求，因而必須對排放的廢水進行回收。

　　MBR膜生物反應(yīng)器是膜分離技術(shù)和生物降解技術(shù)的結(jié)合，它可代替?zhèn)鹘y(tǒng)凈水單元的二沉池，是一種高效的凈水處理技術(shù)。膜分離反應(yīng)器的分類方式有很多種，其中，浸沒式膜生物反應(yīng)器的運行能耗較低、管理方便靈活，因此被廣泛用于水處理工藝中[1]。

　　MBR作為一種新型的凈水工藝，與傳統(tǒng)的活性污泥法相比具有如下特點[2]：

　　a.固液分離效率高，凈水效果好，耐沖擊負荷能力強。

　　由于膜的高效截留作用，MBR工藝可有效截留水中的懸浮物、細菌、大分子有機物等。微生物在生物反應(yīng)器內(nèi)不斷積累，系統(tǒng)內(nèi)微生物濃度可達活性污泥法的5~10倍，降低了污泥負荷，提高了容積負荷，使得難降解有機物可以得到更好的去除，并且具有一定的抗沖擊負荷能力。

　　b.污泥泥齡長，污泥產(chǎn)量少。

　　膜的分離作用可使微生物完全截留在生物反應(yīng)器內(nèi)，實現(xiàn)水力停留時間和固體停留時間的完全分離。反應(yīng)器內(nèi)泥齡長，排泥量少，不僅減少了污泥處置費用，而且使得一些增殖緩慢的細菌如硝化菌及難降解有機物分解菌得到很好的生長，提高了凈水效果。

　　c.設(shè)備緊湊，占地面積小，自動化程度高，操作管理便捷。

　　MBR也存在一些缺點：

　　a.膜污染。

　　膜污染直接導(dǎo)致膜通量下降，操作成本增加。目前，膜污染問題是制約膜技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用的關(guān)鍵問題之一，如何緩解膜污染成為當前膜技術(shù)研究領(lǐng)域的一個研究熱點。

　　b.膜的生產(chǎn)及運行成本高。

　　由于較高的生產(chǎn)和運行成本，膜技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用得到了很大的限制[3]。

　　針對半導(dǎo)體廢水的特殊性、多樣性。我們針對其排放的DWWA(一般酸漿廢水)、DOWW(一般有機廢水)進行回收，并設(shè)計相應(yīng)的MBR處理系統(tǒng)。

　　2、工程設(shè)計

　　2.1 水質(zhì)狀況及設(shè)備參數(shù)

　　選用上海某大型半導(dǎo)體制造公司車間排放液，廢水總量為3090m3/d，水質(zhì)狀況見表1。

　　2.2 工藝流程

　　DWWA/DOWW廢水進入原水調(diào)整池，經(jīng)調(diào)解PH調(diào)整池調(diào)節(jié)后，進入曝氣池進行生物處理，然后經(jīng)MBR膜進行固水分離后進入連續(xù)活性炭塔，深度去除TOC后，再經(jīng)過重力式過濾器除去顆粒物，最后通過RO去除水中剩余離子，最后回收至純水系統(tǒng)。

　　2.3 主要處理構(gòu)筑物和控制程序

　　原水調(diào)整池、pH調(diào)整池、曝氣池及MBR池、過濾器水槽采用RC+FRP材質(zhì)，連續(xù)活性炭、重力過濾器采用CS/RL材質(zhì)，重力過濾器采用CS/TEP材質(zhì)。

　　MBR槽內(nèi)設(shè)9組MBR膜，選用三菱，為PVDF材質(zhì)，孔徑為0.4um。

　　MBR膜參數(shù)如表2：

　　主要控制儀表：

　　ORP主要用于檢測廢水中氧化性物質(zhì)，防止大量氧化性物質(zhì)進入系統(tǒng)，對細菌造成不可逆的損傷；PH計主要用于監(jiān)控水中PH值并控制NaOH投加量；MLSS用于監(jiān)控水中污泥濃度；TOC/Turb(濁度計)用于監(jiān)控MBR產(chǎn)水水質(zhì)狀況；DO用于監(jiān)控水中溶解氧濃度；負壓表用于監(jiān)控MBR產(chǎn)水泵的吸入口壓力。

　　3、MBR膜運行

　　3.1 MBR運行情況

　　經(jīng)過兩年的連續(xù)運行，控制系統(tǒng)進水PH在9.3左右，控制MBR污泥濃度在5000mg/L左右，DO在2mg/L左右，MBR產(chǎn)水泵負壓在-20kpa~-25kpa，MBR產(chǎn)水TOC穩(wěn)定在5mg/L以下，平均去除率達到95%以上，MBR產(chǎn)水PH在4.5左右，Turb在0.1mg/L以下。

　　MBR運行條件控制：

　　a.由于半導(dǎo)體行業(yè)排放的DWWA、DOWW廢水營養(yǎng)不足，難以維持高濃度的MLSS，故實際運行中控制在5000mg/L左右

　　b.由于MBR膜易受無機金屬垢堵塞，故降低系統(tǒng)運行PH值，控制在4.5左右，既可以降低系統(tǒng)NaOH投加量以降低運行成本，又可以預(yù)防MBR膜堵塞，降低MBR膜清洗頻率。在兩年的運行中，僅進行檸檬酸清洗1次。

　　c.MBR膜產(chǎn)水泵吸入口負壓控制在-20kpa~-25kpa，實際運行中每月進行一次NaClO清洗，此時負壓在-25kpa左右。清洗濃度為3000ppm。

　　d.MBR膜運行模式：吸7min停1min，根據(jù)負壓增長趨勢可做調(diào)節(jié)。

　　e.由于曝氣管長時間使用，變干的污泥會堵塞曝氣孔，因此要進行定期清洗。清洗方式如下：停止MBR產(chǎn)水泵及曝氣風(fēng)機，打開管路泄氣閥，曝氣管內(nèi)流入池水并關(guān)閉泄氣閥，再打開曝氣風(fēng)機和產(chǎn)水泵。一般每1~6小時清洗一次。

　　3.2 MBR出水水質(zhì)

　　MBR產(chǎn)水TOC在3.5mg/L左右，Tubr濃度小于0.1mg/L系統(tǒng)產(chǎn)水TOC小于0.1mg/L，電導(dǎo)率小于100us/cm，PH在4.5左右，SiO2小于0.1mg/L。

　　4、主要技術(shù)經(jīng)濟指標

　　此系統(tǒng)在舊有系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進行改造，投入成本約20,000K，運行成本約3.8RMB/m3。(來源：中芯國際集成電路制造(上海)有限公司)