仪征一体化双氧水废水处理设备全自动控制

仪征一体化双氧水废水处理设备全自动控制

电子工业高速发展，半导体行业发展剧增，相关化学品的需求也逐年增多，电子级磷酸的需求增长显著。

电子工业废水处理工艺是什么？随着我国电子工业的高度发展，电子工业废水处理难度逐渐增加，康景辉小编和大家一起聊聊电子工业废水处理工艺。

一、电子工业废水含磷酸废液来源

电子级磷酸又被称为超高纯磷酸，是磷酸工业上的明珠，主要用于芯片的清洗、蚀刻，其洁净度和纯度对电子元器件的性能、可靠性及良品率影响很大，例如，在晶圆的加工过程中，若其被杂质污染，将导致集成电路(IC）的产率下降约50%。

因此，为了保证产品的可靠性，获得高产率的大规模集成电路，电子工业必须使用高纯电子级磷酸进行清洗，并不断将新电子级磷酸补充到生产过程。随着集成电路规模逐年增大，含磷酸废液产生量不断上升。

面板行业和集成电路行业是电子工业的典型代表，电子级磷酸在其中应用广泛，其实际的使用工艺有所差别，产生的含磷酸废液有很多不同特性。

对于低有机物含磷酸废液，其中仅含有无机酸和有价金属阳离子。向该废液中添加双氧水氧化后,采用无机碳化硅陶瓷膜超滤去除悬浮物，再用多效负压蒸发将废磷酸中的挥发性醋酸、硝酸脱除并浓缩至大于75%，浓缩后的磷酸经沉降再次去除悬浮物，即可满足《工业磷酸》(GB/T 2091——2008）的标准，市场价值居于中位。通常只能选择石墨作为蒸发设备的材料来应对设备腐蚀，因此设备故障率较高。目前，磷酸净化+蒸发提浓的工艺要求较高，多数停留在实验室阶段或由大型磷酸企业实施，仅有少部分危险废物处理企业进行了应用。

环化工序进料DCH溶液中DCH组分有两种同分异构体，其中αα’-DCH占比33%，αβ-DCH占比67%。αα’-DCH在30℃左右反应转化率已达50%，αβ-DCH则在50℃左右的转化率才20%左右，当反应温度达到100℃时，αβ-DCH的反应速度接近αα’-DCH的反应速度。实验证明，当预热温度控制在70℃时，预混合器中的DCH反应率可达50%，副产甘油含量最少，环化塔馏出液中αα’-DCH含量，这表明在此温度下αα’-DCH几乎全部在预混合器进行了环化反应。再提高预热温度，αβ-DCH转化率升高，进塔前的混合液中ECH浓度过高从而副反应增多，环化废水COD值升高。结合该公司ECH装置设计预热温度控制范围，通过生产实践摸索，环化工序进料预热温度控制在70～75℃时，副反应相对最少，环化下水COD值较低。

　　2.环化碱倍率

　　环化碱倍率是环化工序进料中n[Ca(OH)2]:。由于环化工序进料DCH溶液为DCH和HCl混合水溶液，中和反应优先于环化反应，要使DCH转化必须保持碱过量。碱倍率不宜过高，根据反应(3)可知碱浓度过高会促进水解反应进行，碱倍率也不能过低，试验证明，如果碱倍率小于1.1，环化塔顶ECH和DCH的馏出物急剧降低，考虑到石灰乳质量的差异，碱倍率一般控制在1.1～1.2之间。实际生产中碱倍率仅作为一个参考值，主要通过调节塔釜PH值来控制残余碱的浓度。结合该公司ECH装置的工艺设计和所用石灰乳质量状况，通过生产实践摸索，塔釜PH值控制在10.5～11.2，环化废水COD值较低。

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　3.环化温度

　　环化反应混合液从塔顶进入环化塔后，在塔内由上而下随着反应进行温度逐步升高，αβ-DCH逐步转化。由于在温度较高的情况下，ECH在水中的溶解度增大，副反应更易进行，所以必须选择适当的反应温度。本装置精馏工序具备二氯丙醇回收系统，而副反应会造成收率的降低和环化废水COD的升高，所以优先考虑如何减少副反应，即适当降低环化塔温度。生产实践中，降低塔釜温度主要通过调整汽提蒸汽量来实现，而减少蒸汽用量会降低ECH汽提速度造成副反应增加。经过指标调控和实践摸索，该公司ECH装置环化塔釜温控制在94～97℃时，环化废水COD较低。

　　4.蒸汽倍率

　　环化蒸汽倍率是加入环化塔的蒸汽量与进入预混合器DCH溶液加环化碱液量之比。因ECH与水混合可形成沸点为88℃的共沸物，采用蒸汽汽提法将环化塔内的ECH迅速蒸馏出，可减少副反应发生。工序负荷稳定时，ECH汽提出的速度主要取决于通入环化塔的蒸汽量，蒸汽倍率低，即加入环化塔的蒸汽量少，反应生成的ECH不能及时蒸出，副反应增多，环化废水COD值高。反之，当通入的蒸汽量过大又会由于αβ-DCH的馏出量增加，降低粗ECH的浓度，增加了回收DCH和精馏ECH的能耗，同时提高了外排废水量和温度，所以生产实践中必须选择适当的蒸汽倍率。实验证明，在满负荷情况下，蒸汽倍率控制在0.115左右ECH达到最高收率，在低负荷情况下应适当提高蒸汽倍率，缩短ECH在塔内的停留时间，减少副反应发生，提高反应收率，降低环化废水COD值。结合该公司ECH装置设计蒸汽用量、蒸汽质量和塔釜温度调优，蒸汽倍率控制在0.115～0.12较合适。

　　四、工艺优化效果

　　采用优化后的工艺指标操作，二氯丙醇预热温度控制在70～75℃，塔釜环化下水PH值控制在10.5～11.2，环化塔釜温控制在94～97℃，蒸汽倍率控制在0.115～0.12，减少了副反应，环化反应废水COD均值降低300mg/L。装置满负荷生产，环化废水排放按150～170m3/h计算，每小时可减少COD排放量0.3*(150～170)=45～51kg，一年按8000h生产时间计，一年可减少COD排放量(45～51)*8000/1000=360～408t。通过优化环化工艺控制和结合生产实践，降低了环化下水COD值，减少排污量同时提高其可生化性，创造了良好环境效益。