單晶硅是電子工業(yè)的重要基礎(chǔ)材料，廣泛應(yīng)用于太陽能光伏、半導(dǎo)體等領(lǐng)域。隨著全球?qū)η鍧嵞茉春碗娮赢a(chǎn)品需求的不斷增長，單晶硅產(chǎn)業(yè)迎來了快速發(fā)展期。

然而，單晶硅的生產(chǎn)過程中使用了、氟化銨等大量含氟化學(xué)品，導(dǎo)致產(chǎn)生的廢水中含有高濃度的氟化物。這些含氟廢水若未經(jīng)有效處理，直接排放到環(huán)境中，將嚴(yán)重影響水體生態(tài)平衡，威脅人類健康，引發(fā)地方性氟中毒等嚴(yán)重后果。

為了應(yīng)對這一問題，行業(yè)內(nèi)已經(jīng)開發(fā)出多種處理工藝，包括沉淀法、藥劑法和離子交換樹脂法等。鈣鹽沉淀法通過向廢水中加入氯化鈣或石灰乳來生成CaF2沉淀，從而去除氟化物。雖然這種方法簡單有效，但很難達(dá)到國家規(guī)定的相關(guān)排放要求。藥劑法雖然效果較好，但成本高昂，并可能引入額外的化學(xué)物質(zhì)，增加后續(xù)處理難度。

相比之下，離子交換樹脂法通過特定設(shè)計(jì)的樹脂能夠高效穩(wěn)定地去除廢水中的氟離子，從而解決出水水質(zhì)不穩(wěn)定的問題，同時大大減少了污泥量和土建成本。與藥劑法相比，離子交換法的運(yùn)行成本更低，為企業(yè)節(jié)省了環(huán)保費(fèi)用支出，提高了經(jīng)濟(jì)效益。

在深圳地區(qū)的一個電子企業(yè)廢水除氟項(xiàng)目中，采用除氟樹脂來去除單晶硅廢水中的氟離子，不僅顯著降低了廢水處理成本，還因其出色的環(huán)保表現(xiàn)贏得了市場和客戶的廣泛認(rèn)可。

項(xiàng)目概況

污水資源化是城市建設(shè)和發(fā)展的重要原則，通過就地收集和處理企業(yè)生產(chǎn)污水，為完善水務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)建水質(zhì)達(dá)標(biāo)、環(huán)境優(yōu)美的水環(huán)境體系奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。該項(xiàng)目旨在解決單晶硅生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的高氟化物含量污水處理問題。

項(xiàng)目執(zhí)行《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838-2002)的III類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(TN除外)，尾水處理達(dá)標(biāo)后，經(jīng)人工濕地停留后排入河道。主要環(huán)保工藝以鈣法沉淀的形式實(shí)現(xiàn)，實(shí)際操作過程中會產(chǎn)生大量的氟化鈣污泥，由于氟化鈣在18°C時溶解度約15mg/l，以氟元素計(jì)量為 7.76mg/1，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838-2002)的類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中要求的F＜1mg/l 的要求。

科海思以技術(shù)創(chuàng)新為核心發(fā)展動力，為多種行業(yè)的環(huán)保問題提供全面解決方案，并在處理各種工業(yè)污染物，如氟化物、總氮、氨氮、總砷、總磷等方面，具備成熟的工藝方案和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

針對深圳該電子企業(yè)廢水除氟項(xiàng)目，科海思深入調(diào)研并充分考慮了廠區(qū)現(xiàn)有的污水處理系統(tǒng)與實(shí)際運(yùn)營情況。項(xiàng)目設(shè)計(jì)規(guī)模為每日處理32000立方米廢水，主要目標(biāo)是有效去除水中的氟化物。

在預(yù)處理階段，通過采用物化方法，廢水中的懸浮固體（SS）濃度控制在20-30mg/L，氟化物含量降至5-15mg/L。為了達(dá)到更為嚴(yán)格的出水標(biāo)準(zhǔn)，科海思設(shè)計(jì)了一套包括多介質(zhì)過濾器和除氟樹脂相結(jié)合的深度處理工藝。

這種結(jié)合工藝能夠?qū)⒊鏊械膽腋」腆w濃度降至小于10mg/L，同時將氟化物濃度降低至小于1mg/L，遠(yuǎn)低于《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838-2002)規(guī)定的限制。

項(xiàng)目樹脂設(shè)計(jì)吸附流速為 8 BV，采用10 套樹脂罐使用，2套樹脂罐備用的方式進(jìn)行運(yùn)行。設(shè)計(jì)吸附量為 3g/L，單罐再生周期為 2天除氟系統(tǒng)循環(huán)操作:

系統(tǒng)初次運(yùn)行時，先運(yùn)行1 2 組系統(tǒng)，10 小時后運(yùn)行3  4，20小時后運(yùn)行5 6，30小時后運(yùn)行7  8，40 小時后運(yùn)行9  10。11  12組作為備用

1、2系統(tǒng)運(yùn)行2天后，再生 1、2 兩組，啟動 11、12，1、2 兩組再生完備用;

3、4系統(tǒng)運(yùn)行2天后，再生3、4組，啟動1、2組，3、4 兩組再生完備用;

5、6系統(tǒng)運(yùn)行2天后，再生 5、6組，啟動3、4組，5、6 兩組再生完備用;

7、8 系統(tǒng)運(yùn)行2天后，再生 7、8 組，啟動 5、6 組，7、8 兩組再生完備用;

9、10 系統(tǒng)運(yùn)行2天后，再生 9-10 組，啟動7、8組，9、10 兩組再生完備用;

11、12 系統(tǒng)運(yùn)行2天后，再生 11、12 組，啟動 9、10 組， 11、12兩組再生完備用。

整個流程 88 個小時，即3.5 天左右為一個周期。

樹脂在吸附氟離子飽和后，需要先進(jìn)行再生，才能恢復(fù)到使用前再次投入使用。

再生:用硫酸鋁/氯化鋁(8%-10%)，將樹脂官能團(tuán)吸附的氟離子洗脫，洗脫廢液里面主要是硫酸鋁/氯化鋁、氟離子等。再生流量為4BV/H，即4倍的樹脂體積，40m’/h，再生時間一般是30-60min。

Tulsimer? CH-87除氟樹脂

項(xiàng)目中采用的Tulsimer? CH-87，是一款去除水溶液中氟離子的專用凝膠型選擇性離子交換樹脂。

它具有氟化物選擇性官能團(tuán)的交聯(lián)聚苯乙烯共聚物架構(gòu)，去除氟離子的能力可以達(dá)到1ppm以下，同時可以在中性至堿性的PH范圍內(nèi)有較高的工作效率，且容易再生。

除此之外CH-87除氟樹脂還具有以下優(yōu)勢：

• 處理精度大，處理后廢水氟化物含量可達(dá)到1ppm以下，穩(wěn)定達(dá)標(biāo)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》GB3838-2002，表三標(biāo)準(zhǔn)；

  
  

• CH-87除氟樹脂可以在鹽環(huán)境運(yùn)行，并且只吸附氟，不受硫酸根等陰離子的影響；

  
  

• 能對低濃度含氟廢水進(jìn)行深度處理，解決低濃度廢水處理難題；

  
  

• 模塊組件形式，自動化程度高，操作簡單；

  
  

• CH-87樹脂為專門開發(fā)用于污水除氟的特種離子交換樹脂，解決了活性氧化鋁、羥基磷灰石等吸附材料用于污水除氟時，使用過程中出現(xiàn)的吸附量小、再生時間長（至少8小時），再生后交換量衰減嚴(yán)重、運(yùn)行成本、濾料體量大、占地面積大等難題。

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