一种研磨废水处理系统的制作方法

文档序号:15528763发布日期:2018-09-25 21:02阅读:276来源:国知局

本实用新型属于水处理领域,尤其涉及一种研磨废水处理系统。



背景技术:

化学机械研磨是晶片制造过程中实现晶圆表面全局平坦化的关键工序,研磨后需要用大量超纯水冲洗晶圆表面,是晶片制造过程中的主要耗水点。以一条8英寸晶片月生产能力为5万片的生产线为例,每日耗水量约为7000t,其中化学机械研磨用水量占30~40%。

化学机械研磨过程中产生的研磨废水具有如下特点:(1)废水水量较高,间歇性高浓度;(2)由于化学机械研磨工艺中要使用多种试剂,超纯水冲洗后又混入了晶片表面残留的研磨料,因此废水会含有多种有机物和无机物,导致废水的成分较为复杂;(3)废水的悬浮固体浓度和浊度较高,颗粒粒径较小,处于胶体稳定状态。

近年来,伴随着我国晶片制造产量高速增长,研磨废水量也持续倍增,给环境造成巨大的压力。因此,如何建设一套能够高效处理研磨废水的处理系统,是本领域技术人员急需解决的问题。



技术实现要素:

有鉴于此,本实用新型的目的在于提供一种研磨废水处理系统,本实用新型提供的系统能高效地处理研磨废水。

本实用新型提供了一种研磨废水处理系统,包括:

废水收集装置;

与所述废水收集调整装置的出水口相连的超滤装置,所述废水收集装置的出水口与所述超滤装置的连接管路上设置有pH调节剂加料口;

与所述超滤装置的产水出口相连的反渗透装置;

与所述超滤装置的浓水出口相连的化学混凝沉淀装置。

优选的,所述废水收集装置内设置有搅拌设备。

优选的,所述超滤装置中设置的超滤膜为陶瓷烧结膜、金属膜或有机合成膜。

优选的,所述反渗透装置中设置的反渗透膜为苦咸水淡化膜。

优选的,还包括设置在所述超滤装置与所述反渗透装置之间的超滤产水槽;所述超滤产水槽的进水口与所述超滤装置的产水出口相连,所述超滤产水槽的出水口与所述反渗透装置的进水口相连。

优选的,所述反渗透装置的浓水出口与所述废水收集调整装置的进水口相连。

优选的,还包括设置在所述超滤装置与所述化学混凝装置之间中继槽,所述中继槽的进水口与所述超滤装置的浓水出口相连,所述中继槽的出水口与所述化学混凝装置的进水口相连。

优选的,所述中继槽内设置有鼓风搅拌设备。

优选的,还包括污泥浓缩装置,所述污泥浓缩装置的进口与所述化学混凝沉淀装置的浓液出口相连。

与现有技术相比,本实用新型提供了一种研磨废水处理系统。本实用新型提供的处理系统包括:废水收集装置;与所述废水收集调整装置的出水口相连的超滤装置,所述废水收集装置的出水口与所述超滤装置的连接管路上设置有pH调节剂加料口;与所述超滤装置的产水出口相连的反渗透装置;与所述超滤装置的浓水出口相连的化学混凝沉淀装置。在本实用新型中,输送到废水收集装置中的研磨废水经pH调节后,进入超滤膜装置,得到分离的超滤产水和超滤浓水;其中,超滤产水泵入反渗透装置中进行进一步的深度处理,得到回用水;而超滤浓水则输送至化学混凝沉淀装置,超滤浓水经化学混凝沉淀后,得到满足外排要求的达标废水。本实用新型利用物理膜分离法和传统化学混凝沉淀,通过物理分离和化学混凝沉淀各自优势,先使得废水的浓度得以浓缩,再用少量的药剂通过化学混凝使废水浓液再一次浓缩,从而实现研磨废水处理过程中减少加药量的目的,并且回用大部分的水,具有处理效率高、设备占地少、回用效果好、运行费用低等特点。在本实用新型提供的优选技术方案中,反渗透装置运行过程中产生的浓水返回废水收集装置中循环处理,从而降低整个系统运行过程中的污染物外排量。在本实用新型提供的优选技术方案中,所述系统还包括污泥浓缩装置,用于对化学混凝沉淀装置运行过程中产生的浓液进行浓缩,从而进一步降低整个系统运行过程中的污染物外排量。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的研磨废水处理系统流程图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提供了一种研磨废水处理系统,包括:

废水收集装置;

与所述废水收集调整装置的出水口相连的超滤装置,所述废水收集装置的出水口与所述超滤装置的连接管路上设置有pH调节剂加料口;

与所述超滤装置的产水出口相连的反渗透装置;

与所述超滤装置的浓水出口相连的化学混凝沉淀装置。

本实用新型提供的处理系统包括废水收集装置、超滤装置、反渗透装置和化学混凝沉淀装置。其中,所述废水收集装置用于对研磨废水进行储存,其上设置有进水口和出水口。在本实用新型提供的一个实施例中,所述废水收集装置内设置有搅拌设备。

在本实用新型中,所述超滤装置用于对研磨废水进行超滤处理,其上设置有进水口、产水出口、浓水出口以及在线监控的各种仪表设备,所述超滤装置的进水口与所述废水收集装置的出水口相连。在本实用新型中,所述超滤装置的进水口与所述废水收集装置的出水口的相连管路上设置有pH调节剂加料口,用于调节超滤进水的pH值。在本实用新型提供的一个实施例中,所述超滤装置的进水口与所述废水收集装置的出水口的相连管路上还设置有提升泵,所述提升泵优选设置在pH调节剂加料口的上游。在本实用新型提供的一个实施例中,所述超滤装置中设置的超滤膜包括但不限于陶瓷烧结膜、金属膜或有机合成膜,优选为陶瓷烧结膜。在本实用新型提供的一个实施例中,系统运行时,超滤装置的进水pH值优选为4~10,更优选为5~8,进一步优选为7~8;超滤产水悬浮物(SS)含量优选<5mg/L。

在本实用新型中,所述反渗透装置用于对超滤产水进行反渗透处理,其上设置有进水口、产水出口、浓水出口、洗涤设备、在线监控的各种仪表设备以及杀菌设备,所述反渗透装置的进水口与所述超滤装置的产水出口相连。在本实用新型提供的一个实施例中,所述反渗透装置中设置的反渗透膜包括但不限于苦咸水淡化膜。在本实用新型提供的一个实施例中,所述反渗透装置的浓水出口与所述废水收集调整装置的进水口相连,从而使反渗透浓水可返回系统循环处理。在本实用新型提供的一个实施例中,所述系统还包括超滤产水槽,所述超滤产水槽设置在所述超滤装置与所述反渗透装置之间,用于对超滤产水进行储存,所述超滤产水槽的进水口与所述超滤装置的产水出口相连,所述超滤产水槽的出水口与所述反渗透装置的进水口相连。

在本实用新型中,所述化学混凝沉淀装置,用于对超滤浓水进行混凝沉淀,其上设置有进水口、加药口、清液出口和浓液出口,所述化学混凝沉淀装置的进水口与所述超滤装置的浓水出口相连。在本实用新型提供的一个实施例中,系统运行时,混凝剂(PAC)的投加比例为使化学混凝沉淀装置的清液悬浮物(SS)含量降为100~150mg/L;具体地,所述超滤浓水与混凝剂的体积比例可为1000:(1~6),优选为1000:(2~4)。在本实用新型提供的一个实施例中,所述系统还包括中继槽,所述中继槽设置在所述超滤装置与所述化学混凝装置之间,用于对超滤浓水进行储存,所述中继槽的进水口与所述超滤装置的浓水出口相连,所述中继槽的出水口与所述化学混凝装置的进水口相连。在本实用新型提供的一个实施例中,所述中继槽内设置有鼓风搅拌设备。

在本实用新型提供的一个实施例中,所述系统还包括污泥浓缩装置,所述污泥浓缩装置的进口与所述化学混凝沉淀装置的浓液出口相连,用于对化学混凝沉淀装置的浓液进行浓缩。

在本实用新型中,输送到废水收集装置中的研磨废水经pH调节后,进入超滤膜装置,得到分离的超滤产水和超滤浓水;其中,超滤产水泵入反渗透装置中进行进一步的深度处理,得到回用水;而超滤浓水则输送至化学混凝沉淀装置,超滤浓水经化学混凝沉淀后,得到满足外排要求的达标废水。

本实用新型利用物理膜分离法和传统化学混凝沉淀,通过物理分离和化学混凝沉淀各自优势,先使得废水的浓度得以浓缩,再用少量的药剂通过化学混凝使废水浓液再一次浓缩,从而实现研磨废水处理过程中减少加药量的目的,并且回用大部分的水,具有处理效率高、设备占地少、回用效果好、运行费用低等特点。

在本实用新型提供的优选技术方案中,反渗透装置运行过程中产生的浓水返回废水收集装置中循环处理,从而降低整个系统运行过程中的污染物外排量。

在本实用新型提供的优选技术方案中,所述系统还包括污泥浓缩装置,用于对化学混凝沉淀装置运行过程中产生的浓液进行浓缩,从而进一步降低整个系统运行过程中的污染物外排量。

为更清楚起见,下面通过以下实施例进行详细说明。

实施例1

某电镀企业项目研磨废水产线项目新建研磨废水处理系统

该电镀企业项目研磨废水产线项目新建研磨废水处理系统的日处理量:50t/d;处理流程参见图1。

进口废水:悬浮物(SS)含量800mg/L,SiO2含量45mg/L,COD为18mg/L。

出口回用水:回用于产线。

最终化混上清液流向:送总排口达标排放。

电镀企业物理切割研磨生产过程中所产生的研磨废液进入废水收集槽,被收集的研磨中悬浮物(SS)含量800mg/L,SiO2含量45mg/L,COD为18mg/L。这些研磨废水经提升,在管道中加入氢氧化钠(NaOH),保证pH>7,然后进入超滤装置进行物理过滤分离,使这些研磨废水的超滤产水SS<5mg/L,然后再将超滤产水输送至超滤产水槽,再从超滤产水槽泵入反渗透装置,得到回用水,回用效率高达70%;超滤装置分离出来的超滤浓水输送至中继槽,再从中继槽泵入化学混凝沉淀装置,在化学混凝沉淀装置中,超滤浓水与混凝剂的体积比例可为1000:(2~4),化学混凝沉淀装置产出的浓液进入污泥浓缩装置压缩成泥饼,化学混凝沉淀装置产出的清液(SS<15mg/L)达标排入市政管网。另外,反渗透装置中所产生的浓水直接打回研磨废水收集装置。

实施例2

某电子封装项目研磨产线排放的研磨废水处理系统

该电子封装项目研磨产线排放的研磨废水处理系统的日处理量:1200t/d,处理流程参见图1。

进口母液:悬浮物(SS)含量1200mg/L,SiO2含量5mg/L,COD为10mg/L

出口回用水:回用于产线。

最终化混上清液流向:送总排口达标排入市政管网。

该电子封装项目研磨产线排放的研磨废水进入废水收集槽,被收集的研磨中悬浮物(SS)含量1200mg/L,SiO2含量5mg/L,COD为10mg/L。这些研磨废水经提升,在管道中加入氢氧化钠(NaOH),保证pH>7,然后进入超滤装置进行物理过滤分离,使这些研磨废水的超滤产水SS<5mg/L,然后再将超滤产水输送至超滤产水槽,再从超滤产水槽泵入反渗透装置,得到回用水,回用效率高达75%;超滤装置分离出来的超滤浓水输送至中继槽,再从中继槽泵入化学混凝沉淀装置,在化学混凝沉淀装置中,超滤浓水与混凝剂的体积比例可为1000:(4~5),化学混凝沉淀装置产出的浓液进入污泥浓缩装置压缩成泥饼,化学混凝沉淀装置产出的清液(SS<15mg/L)达标排入市政管网。另外,反渗透装置中所产生的浓水直接打回研磨废水收集装置。

实施例3

某半导体项目研磨产线排放的研磨废水处理系统

该半导体项目研磨产线排放的研磨废水处理系统的日处理量:500t/d,处理流程参见图1。

进口母液:悬浮物(SS)含量1300mg/L,SiO2含量5mg/L,COD为10mg/L

出口回用水:回用于产线。

最终化混上清液流向:送总排口达标排入市政管网。

该电子封装项目研磨产线排放的研磨废水进入废水收集槽,被收集的研磨中悬浮物(SS)含量1200mg/L,SiO2含量140mg/L,COD为5mg/L。这些研磨废水经提升,在管道中加入氢氧化钠(NaOH),保证pH>7,然后进入超滤装置进行物理过滤分离,使这些研磨废水的超滤产水SS<5mg/L,然后再将超滤产水输送至超滤产水槽,再从超滤产水槽泵入反渗透装置,得到回用水,回用效率高达70%;超滤装置分离出来的超滤浓水输送至中继槽,再从中继槽泵入化学混凝沉淀装置,在化学混凝沉淀装置中,超滤浓水与混凝剂的体积比例可为1000:(2~3),化学混凝沉淀装置产出的浓液进入污泥浓缩装置压缩成泥饼,化学混凝沉淀装置产出的清液(SS<10mg/L)达标排入市政管网。另外,反渗透装置(RO)中所产生的浓水直接打回研磨废水收集装置。

由以上实施例可以看出,本实用新型采用膜分离技术和传统化学处理单元的组合工艺来实现将电镀、化工、半导体等领域生产的过程中所产生的研磨废液的减量处理,研磨废水通过往超滤装置(UF)及反渗透装置(RO),将研磨液进一步浓缩,再经过目前运用成熟的化学混凝定沉淀进一步提升污泥浓度,使研磨废水中的悬浮物(SS)和胶体得到有效的去除,从而实现研磨废水回用和污泥减量的目的。本实用新型具有处理效率高、设备占地少、加药量少、运行费用低等特点。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

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