一、IPA废液减量化及资源化思路

      集成电路企业通常位于高端制造园区，属于技术密集型与资金密集型产业。半导体清洗过程会产生大量含有机溶剂的废液，其中用量最大的有机溶剂为异丙醇（IPA）。根据了解和调研的数据，受工艺和设备差异影响，相当一部分IPA废液以3%-10%的浓度直接排出。由于此类废液体量较大，常规生化系统难以有效处理，通常需作为危险废物委托外部单位处置，成本为1000-2000元/吨，处置费用十分高昂。

      采用两种组合膜技术对有机溶剂进行梯度浓缩减量化，可显著降低企业危险废物处置成本，是一条极具竞争力的技术路线，兼顾环境治理成效与项目收益，打造经济与环境协同发展模式。具体路线如下：

      反渗透（RO）膜：当IPA废液浓度低于6%时，优先采用反渗透进行脱水浓缩。受膜材料性能、耐受极限以及废水浓度控制约束，经RO浓缩后，IPA废液可提浓至10%-12%；废水COD可控，可送入生化系统降解处理。若IPA废液浓度处于6%-10% 区间，则废液可直接进入后端透有机物渗透汽化膜单元。

      透有机物渗透汽化膜：含10-12%的IPA废水进入透有机物渗透汽化膜，通过两级串联处理，可将IPA废液浓缩至60%-70%。低浓度的IPA废液返回RO膜循环处理。

      以IPA废液浓度3%核算，当提浓至60%时，废液减量可达95%以上，对于60%的IPA废液，废液残值可抵扣委外处理费用。

      当然，如果有需要，继续采用脱水膜，也可以将含异丙醇60-70%的溶液继续浓缩至99.9%以上，也可以进一步根据需求脱除金属离子和颗粒物做到G3、G4甚至G5级别的电子级溶剂实现回用。

二、分类别减量化

      集成电路不属于化工企业，甲类区域通常有限。IPA溶液的闪点超过28℃时，需按甲类区域进行管控；低于28oC时，可按照乙类区域管控。经核算并考虑一定余量，甲类和乙类区域管控可按照IPA废液浓度20%为临界点。

2.1 IPA废液从3%浓缩至60%以上

      如果有充足的甲类区域，优先考虑将IPA浓度浓缩至60%以上，废液残值可抵扣委外处理费用。以3%的IPA废液原料为例，先经一级反渗透膜浓缩至10%，再通过两级透有机物渗透汽化膜进一步浓缩至60-70%。整个过程能耗主要集中于渗透汽化工段：原料侧需蒸汽补热，以维持进膜组件温度在40-50℃；渗透侧真空汽化后冷凝，则需低温水。经测算，将1吨3%的IPA废液浓缩至60-70%，吨处理能耗成本在50-60元。根据处理量估算，装置投资回本周期通常为1-2年。

2.2 IPA废液从3%浓缩至20%

      如果按照乙类区域管控，3%的IPA废液只能提升至20%，尽管浓度提升有限，但减排量可达约85%。具体工艺为：先经一级反渗透提浓至10%，再经一级渗透汽化膜提浓至20%。根据测算，将1吨3%的IPA废液浓缩至20%，吨处理能耗成本约为30-35元。根据处理需求，装置投资回本周期通常不超过1年。需要指出的是，20%的IPA废液委外处理仍需支付处置费用。

两种工况测算数据如下表格所示：

三、透有机物渗透汽化膜

      透有机物渗透汽化膜是近几年发展起来用于液体混合物分离的一种新型膜分离技术，在有机危废减量化、共沸/近沸混合物分离、水溶液中少量有机溶剂回收等领域具有广阔的应用前景。其工作原理是利用料液中有机相与水相跨膜驱动力的差异来实现选择性分离，如图所示。有机相渗透通过膜的速率明显快于水相，因此在膜渗透测可以获得浓度更高的有机溶液，残余水相仅残留极低量的有机溶剂，可进入污水处理系统进行达标治理。该技术契合危废源头减量及资源化和无害化的核心理念，在危废减排方面具有显著的优势。

图 透有机物渗透汽化膜工作机理示意图

四、技术优势

1）撬装设备供货，模块化、集成化；一体化设计，标准化生产；安装便捷、节省工期；

2）能耗低，成本效益显著；维护与操作简便。

3）属于纯物理分离过程，不添加第三种组分；膜分离过程在常温常压下运行，补热可利用低品位的余热。

该技术十分成熟，已建30多套类似处理体系的示范工程，达到万吨级别的有5套，在有机溶剂回收、有机危废减量化及有机溶剂资源化回收再利用方面具有广阔的应用前景。江苏久膜高科技股份有限公司位于江苏省南京市浦口区园思路1号膜科技产业园，欢迎各位新老朋友莅临我司指导交流，电话：15850598132（同微信）。