CN109775904A

CN109775904A - 一种利用LED行业含As废水制备电子级超纯水的处理方法

Info

Publication number: CN109775904A
Application number: CN201910163914.2A
Authority: CN
Inventors: 刘晨明; 李雅; 陶莉; 吴青谚; 李志强
Original assignee: Beijing Saike Kanglun Environmental Science & Technology Co Ltd
Current assignee: Beijing Saike Kanglun Environmental Science & Technology Co Ltd
Priority date: 2019-03-05
Filing date: 2019-03-05
Publication date: 2019-05-21

Abstract

本发明公开了一种利用LED行业含As废水制备电子级超纯水的处理方法，该方法将废水先经预处理降低As含量后进入吸附系统，经吸附系统深度除As后依次进入超滤系统、反渗透系统和EDI系统处理，处理后最终出水满足电子级超纯水回用标准；本发明方法不仅可以将废水中的As深度去除，还可以将废水制备成电子级超纯水，满足企业回用要求，降低水资源的浪费，减少污泥产量，实现废水零排放，具有广阔的应用前景。

Description

一种利用LED行业含As废水制备电子级超纯水的处理方法

技术领域

本发明属于废水深度处理领域，尤其涉及一种利用LED行业含As废水制备电子级超纯水的处理方法。

背景技术

在LED行业红、黄光（砷化镓GaAs）芯片生产涉及清洗，研磨，切割等工序，过程中会产生大量含As废水。传统的含As废水处理工艺多采用多级絮凝沉淀法，处理后的废水仅可满足《污水综合排放标准》（三级）标准，企业往往直接排放而未进行废水回用处理，造成了大量的水资源浪费。且多级絮凝沉淀法的污泥产量大，增加了后续危险废物/固体废物处理成本。针对以上问题，发明人潜心研究开发一种不仅可以将废水中的As深度去除，还可以将废水制备成电子级超纯水的新方法，满足企业回用要求，降低水资源的浪费，减少污泥产量，实现废水零排放，具有广阔的应用前景。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种利用LED行业含As废水制备电子级超纯水的处理方法，该方法通过预处理降低As含量，通过吸附处理深度除As，再通过超滤、反渗透以及EDI模块的进一步处理，最终实现了含As废水制备成电子级超纯水，不但解决了含As废水的处理问题，而且实现了水资源的回收利用，废水零排放，具有广阔的应用前景。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种利用LED行业含As废水制备电子级超纯水的处理方法，所述废水先经预处理降低As含量后进入吸附系统，经吸附系统深度除As后依次进入超滤系统、反渗透系统和EDI系统处理，处理后最终出水满足电子级超纯水回用标准。

预处理后的废水进入吸附系统，经预处理系统处理后出水As含量为1-10mg/L。

吸附系统深度除As后出水As含量为＜0.15mg/L，出水进入超滤系统。

所述预处理为向废水中投加聚铁，硫酸铁，硫酸亚铁，氯化铁，氯化亚铁，双氧水，高锰酸钾，次氯酸钠，氯酸钾，硝酸，盐酸，硫酸中的一种或几种以任意比例组合的复合溶液，进行搅拌反应，投加氢氧化钠溶液调节pH至6-9,通过桥架、共沉作用降低As含量，经过滤或沉降后进入吸附系统。

所述预处理投加复合溶液含量为1-5g/L，反应时间为10-30min。

k.废水进入吸附系统后通过吸附柱在活化剂的催化活化下，吸附剂层层吸附-剥离-吸附，从而实现As的去除；吸附柱出水经曝气、过滤后，出水进入超滤系统。

所述活化剂投加量为0.01~0.5%，吸附进水pH=6-9；曝气气速为1-10mL/min；

优选地，吸附进水pH=7-8；优选地，曝气气速为1-5 mL/minL。

超滤系统为超滤膜组件，所述超滤膜组件优选为外压式中控纤维膜，膜材料优选为聚丙烯腈、聚醚砜、聚砜、醋酸纤维、聚偏氟乙烯或聚丙烯中的一种；孔径为0.001-0.01μm，运行温度为5-40摄氏度，跨膜压力为0.05-0.2MPa。

超滤系统出水进入反渗透系统，所述反渗透系统包括一级反渗透模块和二级反渗透模块，废水经一级反渗透模块和二级反渗透模块处理后出水进入EDI系统。

所述EDI系统依次包括EDI模块、抛光混床和终端过滤；废水经EDI系统处理后出水进入紫外线杀菌，最终EDI系统出水＞15 MΩ﹒cm，满足电子级超纯水回用标准。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明提供了一种利用LED行业含As废水制备电子级超纯水的处理新方法，该方法不但实现了废水的可以将废水中的As深度去除，还可以将废水制备成电子级超纯水，满足企业回用要求，降低水资源的浪费，减少污泥产量，实现废水零排放，具有广阔的应用前景；

2、该工艺方法实现了将吸附与膜处理相结合，最终实现废水制备成电子级超纯水；

3、该方法工艺流程可控性强，真正地实现了废水零排放。

附图说明

图1 是本发明利用LED行业含As废水制备电子级超纯水方法流程图；

图2 是本发明利用LED行业含As废水制备电子级超纯水装置链接图。

其中：1-预处理系统；2-吸附系统；3-超滤系统；4-反渗透系统；5-EDI系统；6-预处理反应器；7-过滤器；8-吸附柱；9-曝气池；10-调节池；11-过滤器；12-超滤膜组件；13-保安过滤器；14-一级反渗透模块；15-二级反渗透模块；16-EDI模块；17-抛光混床；18-紫外杀菌；19-终端过滤。

具体实施方式

为了更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，本发明的典型但非限制性的实施例如下：

如图1所示，一种利用LED行业含As废水制备电子级超纯水的处理方法，废水先经预处理降低As含量后进入吸附系统，经吸附系统深度除As后依次进入超滤系统、反渗透系统和EDI系统处理，处理后最终出水满足电子级超纯水回用标准。

吸附系统深度除As后出水As含量为＜0.15mg/L，出水进入超滤系统。预处理为向废水中投加聚铁，硫酸铁，硫酸亚铁，氯化铁，氯化亚铁，双氧水，高锰酸钾，次氯酸钠，氯酸钾，硝酸，盐酸，硫酸中的一种或几种以任意比例组合的复合溶液，进行搅拌反应，投加氢氧化钠溶液调节pH至6-9,通过桥架、共沉作用降低As含量，经过滤或沉降后进入吸附系统。

预处理投加复合溶液含量为1-5g/L即1g/L、2g/L、3g/L、4g/L、5g/L，反应时间为10-30min，10min、11min、12min、13min、14min、15min、16 min、18 min、20 min、22 min、25min、28 min、30 min。

废水进入吸附系统后通过吸附柱在活化剂的催化活化下，吸附剂层层吸附-剥离-吸附，从而实现As的去除；吸附柱出水经曝气、过滤后，出水进入超滤系统。

活化剂投加量为0.01~0.5%，0.01%、0.03%、0.05%、0.08%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%，吸附进水pH=6-9；曝气气速为1-10mL/min，1 mL/min、2 mL/min、3 mL/min、4 mL/min、5 mL/min、6 mL/min、7 mL/min、8 mL/min、9 mL/min、10 mL/min；

优选地，吸附进水pH=7-8；优选地，曝气气速为1-5 mL/minL，1 mL/min、2 mL/min、3mL/min、4 mL/min、5 mL/min。

超滤系统出水进入反渗透系统，反渗透系统包括一级反渗透模块和二级反渗透模块，废水经一级反渗透模块和二级反渗透模块处理后出水进入EDI系统。

ff. EDI系统依次包括EDI模块、抛光混床和终端过滤；废水经EDI系统处理后出水进入紫外线杀菌，最终EDI系统出水＞15 MΩ﹒cm，满足电子级超纯水回用标准。

一种适用于上述处理方法的处理系统，它包括依次连接的预处理系统1、吸附系统2、超滤系统3、反渗透系统4和EDI系统5。

预处理系统1包括预处理反应罐6和过滤器7，所述预处理反应罐6通过过滤器7与吸附系统2相连接。

吸附系统2包括依次连接的吸附柱8和曝气池9，在吸附柱8前端设置调节池10，在曝气池9后端设置过滤器11，吸附系统2通过过滤器11与超滤系统3相连接；

超滤系统3包括超滤膜组件12，超滤膜组件12通过保安过滤器13与过滤器11相连接。

反渗透系统4包括一级反渗透模块14和二级反渗透模块15，一级反渗透模块14产淡水进入二级反渗透模块15，二级反渗透模块15出水进入EDI系统5。

EDI系统包括依次连接的EDI模块16、抛光混床17、紫外杀菌18和终端过滤19，终端过滤19出水为电子级超纯水。

实施例1

某LED行业含As废水，其中As含量为35mg/L，电导率=200μs/cm，pH=6.7。

步骤（1）：取20 L上述废水，加入0.5g/L的预处理药剂，搅拌反应20min，加氢氧化钠调节pH=8，静置过滤，滤液pH=7.2；

步骤（2）：步骤（1）滤后出水进入吸附系统，吸附进水流量为5BV/h，活化剂添加量为0.05%，曝气速率为1mL/min；

步骤（3）：步骤（2）出水进入超滤系统，其中保安过滤器选择PP棉滤芯，孔径为5μm，超滤膜选择聚偏氟乙烯材质中空纤维膜，孔径为0.005μm，跨膜压差选择0.1MPa，运行温度为25摄氏度；

步骤（4）：步骤（3）出水进入反渗透系统，反渗透包括两级反渗透，一级反渗透进水压力1.4Mpa，二级反渗透进水压力0.6Mpa，，运行温度为25摄氏度。

步骤（5）：步骤（4）出水进入EDI系统，依次为EDI模块，紫外灯，抛光混床，终端过滤。其中，紫外灯波长选择185nm。终端过滤滤芯为0.22μm。

运行过程中出水水质情况见表1。

实施例2

某LED行业含As废水，其中As含量为10 mg/L，电导率=100μs/cm，pH=7.2。

步骤（1）：含As废水直接过滤后，进入吸附系统，吸附进水流量为5 BV/h，活化剂添加量为0.1%，曝气速率为1mL/min；

步骤（2）：步骤（1）出水进入超滤系统，其中保安过滤器选择PP棉滤芯，孔径为5μm，超滤膜选择聚偏氟乙烯材质中空纤维膜，孔径为0.005μm，跨膜压差选择0.15MPa，运行温度为25摄氏度；

步骤（3）：步骤（2）出水进入反渗透系统，只使用一级反渗透，其膜压力为2MPa，运行温度为25摄氏度。

运行过程水质情况见表2。

实施例3

某LED行业含As废水，其中As含量为100 mg/L，电导率=500μs/cm，pH=5.9。

步骤（1）：取20 L上述废水，加入1g/L的预处理药剂，搅拌反应20min，加氢氧化钠调节pH=8，静置过滤，滤液pH=7.2；

步骤（2）：步骤（1）滤后出水进入吸附系统，吸附进水流量为4BV/h，活化剂添加量为0.1%，曝气速率为2mL/min；

步骤（4）：步骤（3）出水进入反渗透系统，反渗透包括两级反渗透，一级反渗透进水压力1Mpa，二级反渗透进水压力1Mpa，，运行温度为25摄氏度。

运行过程中出水水质情况见表3。

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims

1.一种利用LED行业含As废水制备电子级超纯水的处理方法，其特征在于，所述废水先经预处理降低As含量后进入吸附系统，经吸附系统深度除As后依次进入超滤系统、反渗透系统和EDI系统处理，处理后最终出水满足电子级超纯水回用标准。

2.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，预处理后的废水进入吸附系统，经预处理系统处理后出水As含量为1-10mg/L。

3.如权利要求2所述的处理方法，其特征在于，吸附系统深度除As后出水As含量为＜0.15mg/L，出水进入超滤系统。

4.如权利要求1-3中任一权利要求所述的处理方法，其特征在于，所述预处理为向废水中投加聚铁，硫酸铁，硫酸亚铁，氯化铁，氯化亚铁，双氧水，高锰酸钾，次氯酸钠，氯酸钾，硝酸，盐酸，硫酸中的一种或几种以任意比例组合的复合溶液，进行搅拌反应，投加氢氧化钠溶液调节pH至6-9，通过桥架、共沉作用降低As含量，经过滤或沉降后进入吸附系统。

5.如权利要求4所述的处理方法，其特征在于，所述预处理投加复合溶液含量为1-5g/L，反应时间为10-30min。

6.如权利要求5所述的处理方法，其特征在于，废水进入吸附系统后通过吸附柱在活化剂的催化活化下，吸附剂层层吸附-剥离-吸附，从而实现As的去除；

吸附柱出水经曝气、过滤后，出水进入超滤系统。

7.如权利要求6所述的处理方法，其特征在于，所述活化剂投加量为0.01~0.5%，吸附进水pH=6-9；曝气气速为1-10mL/min；

优选地，吸附进水pH=7-8；优选地，曝气气速为1-5 mL/minL。

8.如权利要求7所述的处理方法，其特征在于，超滤系统为超滤膜组件，所述超滤膜组件优选为外压式中控纤维膜，膜材料优选为聚丙烯腈、聚醚砜、聚砜、醋酸纤维、聚偏氟乙烯或聚丙烯中的一种；孔径为0.001-0.01μm，运行温度为5-40摄氏度，跨膜压力为0.05-0.2MPa，产水回收率达到70%-90%。

9.如权利要求8所述的处理方法，其特征在于，超滤系统出水进入反渗透系统，所述反渗透系统包括一级反渗透模块和二级反渗透模块，废水经一级反渗透模块和二级反渗透模块处理后出水进入EDI系统。

10.如权利要求9所述的处理方法，其特征在于，所述EDI系统依次包括EDI模块、抛光混床，紫外杀菌和终端过滤；废水经EDI系统处理后出水进入紫外线杀菌，最终EDI出水＞15 MΩ﹒cm，满足电子级超纯水回用标准。