TFT玻璃研磨廢水回收再利用系統(tǒng)設(shè)計

穆美強(qiáng)+李良+喬全越+李恒

【摘 要】基于TFT玻璃生產(chǎn)過程中研磨廢水回收利用目的，設(shè)計一套TFT玻璃研磨廢水回收處理再利用系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用絮凝沉淀、多介質(zhì)過濾、疊片過濾、超濾、膜法反滲透及紫外殺菌等處理過程，研磨廢水回收處理水質(zhì)達(dá)到再利用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求，達(dá)到廢水循環(huán)利用，節(jié)能減排目的。

【關(guān)鍵詞】廢水；回收；利用；節(jié)能；減排

0 引言

在TFT玻璃基板研磨加工過程中會產(chǎn)生大量的研磨廢水，該廢水中含有大量的玻璃研磨屑與金剛石砂，難以回收利用，通常都是直接排放。設(shè)計一套合理有效的研磨廢水回收處理系統(tǒng)，把TFT玻璃研磨廢水回收再利用，不但利于企業(yè)節(jié)能減排，而且也利于企業(yè)降低用水成本。這里通過TFT玻璃研磨廢水回收再利用系統(tǒng)遞進(jìn)式設(shè)計優(yōu)化及實驗驗證，最終成功實現(xiàn)對TFT玻璃研磨廢水的回收凈化處理，而且回收水水質(zhì)完全能夠滿足TFT玻璃研磨加工水質(zhì)要求。

1 研磨水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)

TFT玻璃基板屬于電子顯示級玻璃，其在研磨加工處理時對研磨水質(zhì)要求：出水溫度25±5℃，SDI（污染指數(shù)）<4，游離氯<0.05，TOC<0.1ppm，鐵<0.05ppm，錳<0.05ppm，電導(dǎo)率<7μs /cm，PH 6.5-7.5，細(xì)菌總數(shù)<1個/ml，二氧化硅<50ppb，硬度0 ppm，顆粒度（塵粒直徑0.5μm）<1個/100ml。

2 研磨廢水回收再利用系統(tǒng)設(shè)計

2.1 初步方案設(shè)計

根據(jù)TFT玻璃研磨用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求，初步設(shè)計的TFT玻璃研磨廢水回收再利用系統(tǒng)方案由預(yù)處理單元、反滲透單元、紫外殺菌單元等三部分構(gòu)成。預(yù)處理單元由多介質(zhì)過濾器、保安過濾器、超濾（UF）、超濾水箱組成，主要用于去除原水中的玻璃粉末、金剛砂、懸浮物、膠體硅、有機(jī)物等雜質(zhì)，防止原水污染反滲透單元；反滲透單元由反滲透（RO）、RO水箱組成，主要用于去除原水中大部分的溶解固形物、膠體硅及有機(jī)物；紫外殺菌單元由紫外殺菌機(jī)、精密過濾器組成，主要用于殺滅水中細(xì)菌，保證輸出水質(zhì)滿足研磨用水要求。

整個廢水回收處理再利用流程為：研磨廢水→研磨廢水池→泵→多介質(zhì)過濾器→保安過濾器→超濾（UF）→超濾水箱→反滲透（RO）→RO水箱→送水泵→紫外殺菌機(jī)→精密過濾器→用水點。

通過初步實驗證明，初步方案設(shè)計產(chǎn)出水質(zhì)可達(dá)到工藝標(biāo)準(zhǔn)，說明方案具有可行性，但在生產(chǎn)車間試運行中保安過濾器與超濾經(jīng)常出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，由此頻繁更換濾芯，甚至超濾膜才可維持系統(tǒng)運行，造成大量人力物力浪費，與節(jié)能減排的初衷背道而馳。分析認(rèn)為初步設(shè)計方案中保安過濾器與超濾經(jīng)常堵塞是由廢水中玻璃粉末顆粒度較小且含量較高，多介質(zhì)過濾器對小顆粒玻璃粉末處理效率不理想導(dǎo)致。

2.2 設(shè)計方案遞進(jìn)優(yōu)

為解決初步設(shè)計方案中保安過濾器與超濾經(jīng)常被廢水中小顆粒玻璃粉末堵塞問題，針對初步設(shè)計方案展開遞進(jìn)式優(yōu)化改進(jìn)。

（1）從過濾器本體控制方面改進(jìn)，通過調(diào)整控制多介質(zhì)過濾器以及超濾的反洗、正洗時間及間隔，但并未達(dá)到顯著效果。

（2）從把玻璃粉末在經(jīng)過多介質(zhì)過濾器之前處理掉改進(jìn)，主要參考電子行業(yè)及污水處理廠廢水處理案例，選擇PAC絮凝劑加入研磨廢水中，經(jīng)過絮凝劑絮凝沉淀作用將部分玻璃細(xì)分沉淀析出，如此相對潔凈的清水流入后續(xù)預(yù)處理單元，明顯減少預(yù)處理單元堵塞情況發(fā)生。

（3）基于絮凝劑絮凝沉淀原理，將反滲透直接排掉的濃廢水以一定比例與研磨廢水混合，促進(jìn)絮凝藥劑最佳絮凝作用發(fā)揮，同時也實現(xiàn)對反滲透濃廢水的回收，增加了廢水回收量。

（4）針對絮凝單元與多介質(zhì)過濾器不能完全除去玻璃細(xì)粉而堵塞保安過濾器的情況，采取在多介質(zhì)過濾器與保安過濾器之間引入可自清洗的疊片過濾器，疊片過濾器的濾芯疊片由一組雙面帶不同方向溝槽的塑料盤片相疊加構(gòu)成，其相鄰面上的溝槽棱邊形成許許多多交叉點，這些交叉點構(gòu)成大量空腔和由外向里不斷縮小的不規(guī)則通路，過濾時這些通路導(dǎo)致水紊流，促使水中雜質(zhì)被攔截在各個交叉點上。如把盤片疊加安裝在過濾芯骨架上，在彈簧和進(jìn)水壓力作用下便形成一個外松內(nèi)緊過濾單元。每個過濾單元中被彈簧和水壓壓緊疊片便形成無數(shù)道雜質(zhì)顆粒無法通過的濾網(wǎng)，反沖水流沿疊片內(nèi)壁切線方向自內(nèi)向外沖洗疊片表面粘附的各種雜質(zhì)，疊片在反沖洗水流的作用下作旋轉(zhuǎn)，保證所有污物均被有效洗凈并排出，可使用時間間隔和壓力差控制反沖洗的所有步驟，在不中斷工作的情況下在數(shù)秒內(nèi)完成整個自動反沖洗過程。采用這種過濾原理的過濾器在過濾和反沖洗時疊片間隙動態(tài)可變，對提高過濾性能、過濾水質(zhì)非常有利，又可大大減少反洗用水量，通常自耗水量約為0.25%。疊片寬度為12-14mm，疊片材質(zhì)為優(yōu)質(zhì)工程塑料，耐磨性極高，輔以不銹鋼彈簧支撐，結(jié)構(gòu)堅固。

通過遞進(jìn)改進(jìn)后的設(shè)計方案及工藝實驗，研磨廢水回收再利用系統(tǒng)產(chǎn)出水質(zhì)更好，上面出現(xiàn)的問題也得到根本解決，最終設(shè)計方案流程為：研磨廢水→廢水池→廢水吸泵→PAC/混凝池→絮凝池→沉淀池→清水池→清水吸泵→多介質(zhì)過濾器→疊片過濾器→保安過濾器→超濾→UF水箱→高壓泵→反滲透→RO水箱→送水泵→紫外殺菌機(jī)→精密過濾器→用水點。

3 結(jié)束語

在淡水資源日益緊缺的現(xiàn)代，設(shè)計的研磨廢水回收再利用系統(tǒng)達(dá)到了節(jié)能減排的目的，使研發(fā)研磨廢水得到循環(huán)利用，既減少了廢水排放，又降低了企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營成本，是一舉兩得的成功設(shè)計。

【參考文獻(xiàn)】

[1]張可云，張文彬.非對稱外部性、EKC和環(huán)境保護(hù)區(qū)域合作——對我國流域內(nèi)部區(qū)域環(huán)境保護(hù)合作的經(jīng)濟(jì)學(xué)分析[J].南開經(jīng)濟(jì)研究，2009（03）.

[2]汪曉文，劉歡歡.“污染避難所假說”在西部欠發(fā)達(dá)地區(qū)的現(xiàn)實考量——以甘肅為例[J].中國社會科學(xué)院研究生院學(xué)報，2009（06）.

[3]夏忠歡，董偉，王東升，魯毅強(qiáng).新型混凝劑應(yīng)用于中水處理的試驗研究[J].環(huán)境污染治理技術(shù)與設(shè)備，2006（03）.

[4]李亮，董怡華，胡筱敏，張永利.一株微生物絮凝劑產(chǎn)生菌的培養(yǎng)條件優(yōu)化研究[J].安全與環(huán)境學(xué)報，2005（04）.

[5]劉俊杰.微絮凝—纖維束過濾—消毒工藝在中水生產(chǎn)中的應(yīng)用及運行參數(shù)的優(yōu)化[D].山東大學(xué)，2006.

[6]Lian Bin，Chen Ye，Yuan Sheng，Zhu Lijun，Liu Congqiang.Study on the flocculability of metal ions byBacillus mucilaginosus GY03 strain[J].Chinese Journal of Geochemistry，2004（4）.

[責(zé)任編輯：李書培]