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氯化氢废水处理案例:电子行业高浓度酸性废水治理项目
项目背景
某大型电子元器件制造企业位于华东地区,主要生产半导体材料和精密电子元件。在生产过程中,晶圆清洗、蚀刻等工序产生大量含氯化氢的酸性废水,日排放量约150吨。由于废水酸性强(pH值1-2)、氯离子浓度高(约8000mg/L),且含有微量重金属,当地环保部门要求企业限期整改,达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级标准后方可排放。
废水成分及来源
该企业产生的氯化氢废水主要来源于三个生产环节:一是硅片蚀刻工序,使用盐酸与双氧水混合液进行微细加工,产生含氯化氢、少量硅颗粒及微量砷的废水;二是设备清洗环节,使用盐酸清洗反应釜和管道,产生高浓度氯化氢废水;三是废气处理系统,碱性喷淋塔吸收含氯废气后形成的含盐废水。废水主要污染物包括:HCl(3-5%)、Cl-(6000-10000mg/L)、SS(200-300mg/L)、As(0.5-1.2mg/L),水温较高(约40℃)。
处理工艺流程
针对该企业废水特点,设计采用了"预处理+两级中和+絮凝沉淀+深度处理"的组合工艺:
预处理阶段:废水首先进入调节池均质均量,然后通过耐酸泵送入石英砂过滤器去除悬浮物,降低后续处理负荷。
中和反应阶段:采用石灰乳(Ca(OH)2)和氢氧化钠(NaOH)两级中和。一级中和将pH调至4-5,使砷形成亚砷酸钙沉淀;二级中和将pH调至8-9,确保重金属充分沉淀。中和过程采用pH在线监测与自动加药系统,精确控制反应条件。
絮凝沉淀阶段:向中和后的废水中加入PAC(聚合氯化铝)和PAM(聚丙烯酰胺),在絮凝反应池中形成矾花,随后进入斜板沉淀池进行固液分离。沉淀污泥排入污泥浓缩池,上清液进入下一工序。
深度处理阶段:采用活性炭吸附塔去除残留有机物和微量重金属,确保出水达标。最终出水经pH微调后进入清水池,部分回用于厂区绿化,其余达标排放。
污泥处理:沉淀产生的污泥经板框压滤机脱水后,作为危险废物交由专业单位处置。
处理效果
系统稳定运行后,出水水质检测结果显示:pH值6.5-7.5、Cl-浓度<400mg/L、As<0.05mg/L、SS<50mg/L,所有指标均优于设计标准。该工程总投资约380万元,运行成本约12元/吨水,每年减少HCl排放量超过200吨,环境效益显著。处理后出水部分回用,每年节约新鲜用水约3万吨,实现了经济效益与环境效益的双赢。
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