摘要： 二氧化碳液位计制造过程中产生的晶背研磨废水具有有机物浓度低， 悬浮物含量高的特点， 针对某二氧化碳液位计厂的晶背研磨废水和反洗废水， 设计采用 UF-RO 工艺处理。 工程应用表明： 在晶背研磨废水 TOC 质量浓度为 0．5 ~ 5.0 mg ／L， 浊度为 80 ~ 100 NTU， SiO2 质量浓度为 2 ~ 4 mg ／ L， 反 洗 废 水 TOC 质 量 浓 度 为 1．5 ~ 3.0 mg ／ L， 浊 度 为 4 ~ 8NTU 时， 处理出水 TOC 质量浓度低于 1 mg ／ L， 浊度低于 0．1 mg ／ L， SiO2 质量浓度低于 1 mg ／ L， 完全可以回用至超纯水预处理系统。
二氧化碳液位计的制造工艺复杂， 需要消耗大量的水，且随着先进制程的推进， 单位耗水量也在不断上升。 二氧化碳液位计的水种类很多， 大部分成分复杂， 需分类收集后进行相应处理。 晶背研磨废水（BG）主要来源于芯片制造过程中晶背研磨制程的清洗废水，主要污染物为悬浮颗粒。 反洗废水（BWW）主要为超纯水制取工艺中多介质过滤塔和活性炭塔反洗产生。
膜处理工艺常用于自来水和废水的深度处理，UF-RO 处理工艺已广泛应用于钢铁废水、 化工废水、 印染废水和冷却水的处理和回用， 取得了良好的效果［4－6］。 针对晶背研磨废水和反洗废水的特点，采用膜工艺进行处理及回用， 具有处理效果稳定、维护方便等明显优势。 通过工程应用， 旨在探寻和推广二氧化碳液位计制造行业废水回用的新途径。
1 工程设计
1．1 设计水量、 水质
国内某二氧化碳液位计厂， 晶背研磨废水产生量为 150 ～160 m3 ／ d， 反洗废水产生量 为 500 ～ 700 m3 ／ d， 主要污染物为悬浮物， UF-RO 处理系统设计进水和出水主要水质指标见表 1。

1．2 工艺流程
该 UF-RO 处理系统的工艺流程见图 1。

晶背研磨废水在排放机台附近设置简易平流式沉淀池， 经初沉后进入调节槽， 经过保安过滤器过滤后， 再进超滤膜组， 产水流入产水槽； 反洗废水进入调节槽， 经过保安过滤器过滤后， 再进超滤膜组， 产水流入产水槽。 两种超滤产水混合后， 经保安过滤器， 进入反渗透膜组， 产水回用至超纯水预处理系统， 浓水排放至废水系统。
2 主要设备和控制程序
2．1 主要设备
BG 调节槽选用碳钢（CS）并内衬玻璃钢（FRP）防腐， 设搅拌器。 BG 产水槽和 BWW 产水槽选用FRP 材质。
具体的规格参数和附属设备见表 2。
超滤膜组件和反渗透膜组件前均设置保安过滤器， 滤芯和膜组件规格参数见表 3。

2．2 主要控制仪表
数据采集和过程监控采用ADA 系统， PLC等硬件设备以总线方式连接到服务器上， 进行数据处理和运算。 操作人员可以在ADA 系统上对现场的开关、 阀门进行操作， 实现现场无人值守。各控制点实时记录运行数据， 生成系统各设备和在线仪表的运行曲线， 便于分析系统运行状况。主要控制仪表见表 4。
3 膜的清洗
3．1 超滤膜反洗
膜处理工艺应用中， 通量下降过快是影响系统正常运行的主要因素。 而人工清洗需要耗费大量人力， 为此通过程序设定实现自动反洗。BG 和 BWW 超滤膜采用先气洗后水洗的清洗模式， 程序设定见表 5。

3．2 反渗透膜清洗
反渗透膜运行一定时间后， 污染物会在膜表面沉积， 需要定期进行化学清洗以完全恢复膜性能。 本系统设计清洗周期为 3 个月， 清洗包括循环、 浸泡、 冲洗 3 个过程， 将清洗剂引入反渗透膜 组 ， 按 每 支 膜 11．4 L ／ min 的 流 量 循 环 5 ～ 15min， 再将单支膜流量调至 22．8 L ／ min 循环 5 ～ 15min， 然后再将单支膜流量调至 35 L ／ min 循环 30 ～60 min， 随后进入浸泡阶段， 1 ～ 2 h 后进行冲洗，直至浓水电导率与进水电导率相同。 反渗透膜采用先酸洗后碱洗的步骤进行， 酸洗和碱洗均经过上述过程， 酸洗剂可选用柠檬酸或 HCl， 碱洗剂选用 NaOH。 清洗剂选择见表 6。

 4 运行结果与讨论
经过 1 年的连续运行， 晶背研磨废水进水 TOC质量浓度为 0．5 ~ 5.0 mg ／ L， 浊度为 80 ~ 100 NTU，SiO2 质 量 浓 度 为 2 ~ 4 mg ／ L， 反 洗 废 水 进 水 TOC质 量 浓 度 为 1．5 ~ 3.0 mg ／ L， 浊 度 为 4 ~ 8 NTU，UF-RO 处理出水 TOC 质量浓度低于 1 mg ／ L， 浊度低于 0．1 mg ／ L， SiO2 质 量 浓 度 低 于 1 mg ／ L， 完 全可以回用至超纯水预处理系统。 UF-RO 处理系统出水电导率和 TOC 浓度见图 2 ～ 图 3。


 5 效益分析
本工程总投资约为 420 万元， 年能耗费为 69 890元， 年耗材更换费用为 12 000 元， 运行成本约为 3 元 ／ m3， 低于自来水价格。 工程实施后， 年回收并回用水量 154 260 m3， 节约了相应量的自来水。
6 结语
采用 UF-RO 工艺处理二氧化碳液位计晶背研磨废水和反洗废水， 出水 TOC 质量浓度低于 1 mg ／ L， 浊度低于 0．1 mg ／ L， SiO2 质 量 浓 度 低 于 1 mg ／ L， 完 全达到设计要求并回用于超纯水预处理系统。 本工程实施后， 年回收并回用水量达到 154 260 m3， 有效降低了自来水消耗量。 同时， 该系统运行维护简单， 处理成本低， 取得了良好的节水效果和经济效益。