上海吉威电子系统工程有限公司无锡分公司江苏无锡214028
摘要：中水回用是废水资源化的一种重要方法，既可减少对环境的污染，又减少了所需水资源的数量，具有显著的环境、经济和社会效益，通过采用价格杠杆来实现节水目的的作用也逐渐显现。
关键词：电子；工业废水；中水回用
某电子企业的生产废水主要是含氟废水和有机废水，成分复杂且含有大量难降解物质。为实现中水回用，采用混凝沉淀、水解酸化、缺氧反硝化、好氧生化、MBR、RO组合工艺对该废水进行处理，经调试成功后，系统出水氟离子浓度＜0.1mg/L，总氮和氨氮浓度都在1.5mg/L以下，满足了回用水质的要求，达到了节约用水的目的。
一、中水回用处理技术
处理水水质不同，回用用途不同，选用的处理方法和工艺也不同。中水处理技术按处理机理不同可分为物理化学处理法、生物处理法、膜处理法三大类。
1、物理化学处理法。物理化学处理法是以混凝沉淀技术和过滤吸附技术相结合的基本方式，主要用于处理优质杂排水。该处理法适用于处理规模较小的中水工程，主要特点是处理工艺流程短，运行管理简单、方便，占地相对较小；但相对生物处理来讲，运行费用较大，并且出水水质受混凝剂种类和数量的影响，有一定的波动性。
工艺流程为：原水-格栅-调节池-絮凝沉淀池-超滤膜-消毒-出水
2、生物处理法。污水中含有大量的有机物质和无机物质，污水的常规生物处理主要是去除污水中可降解的有机物质，利用好氧微生物的吸附、氧化作用，降解污水中的有机物质。生物处理法包括好氧生物法、厌氧生物法和兼性生物氧化法，中水回用一般多采用好氧生物膜微生物处理技术，主要包括活性污泥法、接触氧化法等。生物处理法的特点是适用于较大规模的处理工程，但近年来随着水处理技术的不断发展，也开发出了一些小型的生物处理设施，适用于较小水量的工程，可同样获得较好的经济效果；生物处理法的出水水质较为稳定，运行费用相对较少，尤其对于大型污水处理工程，生物处理法显得尤为突出。
工艺流程为：原水-格栅-调节池-接触氧化池-沉淀池-过滤-消毒-出水
3、膜处理法。膜处理法属于物理处理或物理化学处理方法，是指利用膜技术来处理水，使之符合一定的水质标准。当前膜处理方法主要有两种，即连续微滤和膜生物反应器。连续微滤系统是以微滤膜为中心处理单元，配以特殊设计的管路、阀门、自清洗单元、加药单元和自控单元等，形成一闭路连续操作系统。当污水在一定压力下通过微滤膜时，就达到了物理分离的目的。连续微滤系统的特点有：设备控制简单，系统可自动运行；占地小、结构紧凑，模块化设计可根据用户需求灵活地扩大或缩小；高抗污染的聚偏氟乙烯膜材料，耐氧化，使用寿命长；运行费用较低。
膜生物反应器处理原理在于使污水中的大分子等难降解成分在体积有限的生物反应器内有足够的停留时间，从而达到较高的去除效果。高浓度生物量使膜生物反应器工艺能以紧凑的系统获得较高的有机物去除率，可以有效的克服与污泥沉降性能有关的限制，并起到了取代二沉池的作用，同时还能达到澄清和防菌的目的。对于已建成的污水处理厂，若改用膜生物反应器工艺，在不增加反应器容积的情况下，可使处理水量大大提高。
工艺流程为：原水-格栅-调节池-膜生物反应器-超滤膜-消毒-出水
二、案例分析某电子企业废水中水回用处理
该TFT－LCD生产线项目的工艺过程复杂，涉及到种类繁多的化学品各工序产生的废水、废液种类较多，成分复杂，不但含有大量有机氮、有机硫、高分子有机物等难降解物质，为此，该电子企业决定对该生产废水进行中水回用处理，中水水质要求达到地表水环境质量标准中的Ⅳ类标准。
1、废水来源及水质参数
废水主要包括含氟废水和有机废水，含氟废水主要是废气洗涤塔、阵列湿法刻蚀工序等排放的废水，主要污染物为磷酸盐、硝酸盐、氟化物等，具体水质指标如下：pH值为2.2、BOD5氟离子为60mg/L、铜离子为6.6mg/L。
有机废水主要是阵列清洗工序、阵列光刻工序、阵列剥离工序、成盒工程、彩膜显影工序、彩膜清洗工序等排放的废水，主要污染物包括清洗剂、显影液成分、剥离液成分、季铵盐、异丙醇等，具体水质指标如下：pH值为6.1。
2、处理工艺的确定
综合考虑废水水质以及处理工艺运行维护的方便性、安全性与自动控制，最终确定的处理工艺流程如图所示。
采用“异核结晶+混凝沉淀”组合工艺作为物化处理工艺，以高效去除废水中的总磷、氟化物和重金属离子；采用“两级A/O+MBＲ”组合工艺作为生化处理工艺，以低成本、高效率地去除废水中的有机污染物、硫化物、总氮和氨氮等；最后采用RO深度处理工艺去除废水中残余的氨氮和总氮，以保证出水总氮和氨氮浓度都在1.5mg/L以下。通过上述组合工艺处理后，出水水质可以达到地表水Ⅳ类水质标准。
3、运行结果与讨论
（1）物化段的运行效果
针对含氟废水中的污染物组分，通过投加烧碱化学沉淀法去除绝大部分的铜离子；通过投加钙盐、混凝剂和絮凝剂，采用化学沉淀和混凝沉淀相结合的方法去除废水中绝大部分的氟化物。为满足排放和中水回用的水质标准，需对产水和尾水中的氟离子含量进行控制，因此设置两级物化反应沉淀池，物化段对氟离子的去除率可以达到60%以上，氟离子浓度可降至20mg/L以下；经物化处理后的含氟废水与有机废水混合，氟离子浓度得到进一步稀释降低，同时RO对氟离子也有很好的截留作用，从而使得最终出水氟离子浓度低于0.1mg/L。物化段对COD和氨氮的去除效果不高，这是因为物化段添加的烧碱、钙盐、混凝剂主要是与废水中的铜离子和氟化物生成沉淀，而对COD和氨氮并无去除作用。物化段对氟和重金属离子的去除降低了废水的生物毒性，为后续生化段的正常稳定运行奠定了基础。
（2）生化段的运行效果
生化段调试运行稳定后COD和氨氮浓度的变化如图所示。
由图可以看出，RO出水的COD和氨氮浓度均很低，出水氨氮稳定在0．03mg/L左右，RO系统对COD和氨氮的去除率分别稳定在98%和94%左右。这主要是由于该工艺采用了水解酸化+两级A/O+MBR的组合工艺，有机污染物在水解酸化、厌氧、好氧、膜过滤等多重作用下，得到了充分的微生物降解，因而取得了很好的处理效果，达到了中水回用的要求。其中，微生物的好氧代谢作用对废水中溶解性和非溶解性有机物都起到了很好的去除作用，两级A/O+MBR池去除了大部分有机污染物，再通过硝化反硝化过程去除了大部分总氮和氨氮。
结论
该工艺实例通过选取化学沉淀法去除废水中的氟化物和重金属离子；选取水解厌氧工艺将有机氮转化为氨氮，将废水中的部分难降解有机物进行开环、断链，提高废水的可生化性和整体处理效率；选用“两级A/O+MBR”组合工艺作为生化处理主工艺，以低成本、高效率地去除废水中的有机污染物、硫化物、总氮等，同时缓解同类工程中出现的污泥膨胀、泡沫多等不利影响；采用RO深度处理工艺去除废水中残余的总氮，保证出水总氮和氨氮都在1.5mg/L以下，满足了中水回用水质要求，达到了节约用水的目的。
参考文献：
[1]刘国勇，曹向华．中水回用系统分析[J]．能源研究与信息，2012，22（2）：75～78