CN102092877B - 废水综合回收利用系统 - Google Patents

Abstract

本专利公开了一种废水综合回收利用系统，市用自来水一路首先进行前过滤处理，然后进行反渗透处理后进入到用水点供生产用水点使用；市用自来水另一路首先进入工业用水水箱，然后供给洗涤塔冲洗用水以及冷却塔用水，所述用水点使用后产生的一部分废水进行终端清洗回用处理后再次返回到反渗透处理的供水工序中，所述用水点使用后产生的另一部分废水以及所述冲洗用水、冷却塔用水产生的废水经过废水回收后产生的废水进入到废水水箱中，经过废水回收后产生的回收水返回到工业用水水箱再次利用，废水水箱内的废水经过处理后排放。通过引入多种废水处理手段，着眼于废水处理的经济性，不但节约成本，而且使废水回收利用率大为提高，降低了废水排放量。

Description

废水综合回收利用系统

技术领域

本发明涉及一种半导体制造工厂废水处理的综合回收系统，尤其涉及一种利用多种废水处理手段的废水综合回收利用系统。

背景技术

现有的大型半导体生产制造型工厂，在整个生产制造流程中，各个工段会需要大量的工业用水，同时也会产生各种废水，传统的工艺中，均是着眼于对废水进行处理达到排放标准后进行排放，而没有从经济性的角度对整体用水、回收方案进行全盘考虑，所以造成了半导体工厂用水量很大，运行成本居高不下，没有体现节约环保型的低碳理念。

现就现有的半导体工厂废水回收处理系统进行说明，参见附图1所示，自来水供应分为两路，第一路进入到前过滤装置101进行初次过滤后进入反渗透处理102工序，经过反渗透处理后的纯水进入到用水点107供用水点使用；第二路进入到工业用水水箱103，同时工业用水水箱还存储来自第一路的反渗透处理102后的反渗透浓水，反渗透浓水与自来水在工业用水水箱103混合后用于工厂设备洗涤塔冲洗用水104以及冷却塔105的冷却用水，冲洗用水104冲洗后的回收水进入到废水水箱108，然后进行废水处理后达到规定的排放标准后进行排放。在第一路的水供应中，用水点107的产生的废水经过分类后，含氟的废水直接进入废水水箱108，不含氟的废水再经过终端清洗回用106工序进行回收处理。

终端清洗回用106的具体处理工序参见附图2，用水点107的废水首先进入阴床109(即阴离子交换器)进行阴离子交换除去一些阴离子，然后再进入到反渗透处理102中进行回收处理，同时为了让阴床109再生，需要在阴床109一端设有用于阴床109再生的碱液接入口，阴床109的另一端设有废碱排出口，通过注入碱液，从而使得阴床109再生，再生过程排出的废碱往往直接与工厂其他的废水混合后排入到废水水箱108中，废水水箱108主要用于对排入其中的废液按照PH值的大小投入酸液或者碱液使之中和，然后排出，为了保证中和的效果，往往会设置多个酸碱中和池，从而保证中和的效果。在第一酸碱中和池111中首先根据池中pH值投入酸液或者碱液进行中和，然后依次在第二酸碱中和池112、第三酸碱中和池113、第四酸碱中和池114中投入酸液或者碱液，直至第四酸碱中和池114中的废液的PH值约为6.9-9范围内，然后进行排放。

现行的工厂污水处理的实践经验表明，现有的污水回收处理系统存在如下几个方面的问题：

1、用水点107产生的一部分不含氟废水经过终端处理回用106后再次进行反渗透处理102，一般工厂废水中都富含金属离子，虽然经过终端处理回用106工序中的阴床109处理后，金属离子含量较少，但是还是有相当部分的金属离子进入到反渗透处理102中，反渗透装置的反渗透膜非常容易结垢，从而使反渗透膜的寿命极短，经常需要更换，直接增加了废水回收处理的成本；

2、终端处理回用106中的阴床109再生时产生的废碱没有进行利用直接作为废水进行排放，而到了酸碱中和时，还需要为了中和碱液投入大量的酸液，从而造成了双重的浪费，提高了污水处理的成本，造成了资源的极大浪费；

3、用水点108产生的含氟废水以及洗涤塔冲洗用水104产生的废水没有经过回收直接进入到废水水箱108中然后经过处理后排放，从而造成了大量用水的浪费。

发明内容

针对现有半导体制造工厂废水回收利用处理系统的不足，本发明的目的是提供一种废水综合回收利用系统，通过引入多种废水处理手段，着眼于废水处理的经济性，不但节约成本，而且使废水回收利用率大为提高，降低了废水排放量。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种废水综合回收利用系统，市用自来水一路首先进行前过滤处理，然后进行反渗透处理后进入到用水点供生产用水点使用；市用自来水另一路首先进入工业用水水箱，然后供给冲洗用水以及冷却塔用水，所述用水点使用后产生的一部分废水进行终端清洗回用处理后再次返回到反渗透处理工序中，所述用水点使用后产生的另一部分废水以及所述冲洗用水、冷却塔用水产生的废水经过废水回收后产生的废水进入到废水水箱中，经过废水回收后产生的回收水返回到工业用水水箱再次利用，废水水箱内的废水经过处理后排放。

进一步优选地，所述废水回收是指废水经过第一次pH值调节后进行微滤过滤处理后进行第二次PH值调节后进入工业用水水箱。

进一步优选地，所述微滤过滤处理是指通过圆形平板超滤膜过滤器进行过滤。

进一步优选地，所述反渗透处理后的浓水再次进行反渗透浓水回收，回收产生的废水直接进入废水水箱，回收后的透过水进入到反渗透处理的供水工序中进行再次处理。

进一步优选地，所述反渗透浓水回收是指反渗透处理产生的浓水首先进入到缓存水箱中，所述缓存水箱通过一抽水泵与一过滤装置连接，所述过滤装置与一软化器连接，所述软化器通过一抽水泵与第二反渗透装置连接，所述第二反渗透装置处理后的透过水进入到反渗透处理的供水工序中进行再次处理，所述第二反渗透装置处理产生的浓水通过一抽水泵再次输入到所述软化器中，所述软化器设有一连接到废水水箱的再生废水排水口。

进一步优选地，所述过滤装置为中空纤维超滤膜过滤器，所述软化器为钠离子交换器。

进一步优选地，所述终端清洗回用处理是指用水点的一部分废水经过阴床处理后回收的纯水返回到反渗透处理的供水工序中，并在所述阴床一端设有用于阴床再生的碱液接入口，所述阴床的另一端设有废碱收集箱，所述废碱收集箱通过一提升泵与废水水箱导通连接。

进一步优选地，所述废水水箱包括至少两个酸碱中和池，所述酸碱中和池上设有用于中和酸碱中和池中废水pH值的酸液以及碱液进液管。

进一步优选地，所述废水水箱设有四个酸碱中和池，所述废碱收集箱与第一酸碱中和池导通连接。

本专利的效果在于：

本专利综合利用了各种废水回收处理手段，包括反渗透处理、平板超滤膜处理、反渗透浓水回收、终端清洗回用后再生药液再利用，从而使得整个废水回收利用率大为提高，减少了终端废水排出量，同时整个废水处理过程的运行成本大为降低，提高了整个废水综合利用系统的经济性。

具体专利技术效果分析如下：

1、将用水点产生的部分含氟废水以及洗涤塔冲洗用水产生的废水通过废水回收工序，经过pH值调节，反渗透处理、超滤膜过滤后，可以回收很大一部分废水，其余不能回收的废水连同用水点产生的氨氮废水直接进入到废水水箱中处理后排放，这个废水回收工序就将大量的本来直接进入废水水箱进行酸碱中和处理后排放掉的废水回收了很大一部分，从而节约了系统用水量。

2、反渗透处理工序中产生的反渗透浓水经过再次反渗透浓水回收处理，这样不但可以降低原进水的需求，并且可以缩小前过滤系统的处理能力设计。在本专利的整个反渗透浓水回收工序中，经过一次反渗透处理的浓水经过过滤装置过滤后进入软化器进行软化，其中的钙、镁离子与软化器树脂内的钠离子发生置换，从软化器内流出的水就是除去了硬度离子而含有钠离子的软化水，软化水经过第二次反渗透处理后进行重复利用，反渗透处理后的浓水再次进入到软化器中，由于经过反渗透处理后浓水中的钠离子的浓度非常大，再次进入软化器中时，正好相当于对软化器进行了再生，将树脂吸附的Ca2+、Mg2+置换下来，树脂重新吸附钠离子，恢复了软化交换能力，而置换出来的含有Ca2+、Mg2+的浓水作为再生废水进入到废水水箱中处理后进行排放。经过软化器的这么一个软化过程后，一方面使进入到第二反渗透装置中的处理水是软水，从而最大限度的避免了反渗透膜的结垢，另一方面经过软化后的水进行反渗透处理后回收率明显增大，一般能达到85％，远远高于不采用反渗透浓水处理时的回收率65％。

3、本专利采用有别于现有技术的终端清洗回用处理工序，对用水点产生的部分废水再次回收利用，不但回收了一部分废水再次进入系统提供用水，同时对整个污水处理过程进行统筹考虑，阴床再生时产生的废碱不再被视为废物，而是作为酸碱中和时中和酸液的碱，我们知道废水进入到酸碱中和池时会存在波段性的起伏，一阵酸度特别高，这时就需要投入碱液进行中和，一阵又碱性特别强，需要投入酸液进行中和，这样为了使酸碱中和，就需要不断的投入酸或者碱，导致酸碱药液的消耗量特别大。而本专利的污水处理系统中，废碱作为一种储备放置在废碱收集箱中，当进入到第一酸碱中和池中的废液酸度较高，则启动提升泵，投入废碱收集箱中的废碱进行中和，当进入到第一酸碱中和池中的废液碱性较高时则不启动提升泵，直接投放酸液进行中和，然后依次经过第二、第三、第四酸碱中和池、直至废液的pH值6.9-9范围内，然后排放。以上可以看出，废碱变废为宝，成为酸碱中和时的药液来中和酸度，而不需要另外的酸液来处理这个废碱，节约了大量的药液使用量，而且还可以降低阴床再生时，瞬时排放废碱对酸碱中和池中pH值较大幅度的影响。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明；

图1为现有技术工厂废水回收处理系统示意图；

图2为现有技术中终端清洗回用工序示意图；

图3为本专利废水综合回收利用系统示意图；

图4为本专利废水回收工序示意图；

图5为本专利反渗透浓水回收工序示意图；

图6为本专利终端清洗回用工序示意图；

图中标号说明：

101、201.前过滤  102、202、反渗透处理  103、203、工业用水水箱

104、204、洗涤塔冲洗用水  105、205、冷却塔  106、206、终端清洗回用

107、207、用水点  108、208、废水水箱  109、501、阴床

111、504、第一酸碱中和池  112、505、第二酸碱中和池

113、506、第三酸碱中和池  114、507、第四酸碱中和池

209、反渗透浓水回收  210、废水回收  301、403、平板膜过滤器

401、缓存水箱  402、405、407、抽水泵

404、软化器  406、第二反渗透装置  408、浓水缓存水箱

502、废碱收集箱  503、抽水泵

具体实施方式

如图3为本发明反渗透浓水回收系统示意图；一种废水综合回收利用系统，市用自来水在本系统中，总共分为两路，一路首先进行前过滤处理201，前过滤处理201主要是较大颗粒的处理，譬如采用多介质过滤器或者中空纤维超滤膜过滤器处理，然后进行反渗透处理201后进入到用水点207供用水点使用；市用自来水另一路首先进入工业用水水箱203，然后供给洗涤塔冲洗用水204以及冷却塔205用水，用水点207使用后产生的一部分废水进行终端清洗回用206处理后再次返回到反渗透处理202工序中，用水点207使用后产生的另一部分废水(主要是含氟废水)以及洗涤塔冲洗用水204产生的废水经过废水回收210后产生的废水进入到废水水箱208中，经过废水回收210后产生的回收水返回到工业用水水箱203再次利用，用水点207产生的氨氮废水直接进入废水水箱208，废水水箱208内的废水经过处理后排放。

如图4所示，废水回收210是指废水经过第一次pH值调节后再经过平板膜过滤器301微滤过滤处理后进行第二次PH值调节后进入工业用水水箱203。

本专利中微滤过滤采用圆形平板超滤膜过滤器进行过滤，由于平板超滤膜不像传统的中空纤维超滤膜的管状中空结构，而是在膜两侧形成宽阔的不受阻碍的接触面，从而一方面使得无法透过超滤膜的杂质能停留在膜的一侧，而另一侧则透过处理后的清水，这样在反洗泵反洗的时候，能够轻松的将粘附在超滤膜一侧面上的杂质被反洗掉，从而使超滤膜能迅速恢复正常流量而不会形成污堵，另一方面就算形成污堵，也能够从这种开放的平板膜上清理污堵，非常方便。而且在实践中，平板超滤膜在出现问题后可以单独更换膜片而不需要更换整体设备，从而节约了成本。经过测算，使用平板超滤膜后超滤膜的寿命可达到3-5年才需要更换，大大节约了运行成本。

反渗透处理202后的浓水再次进行反渗透浓水回收209，回收产生的废水直接进入废水水箱208，回收后的纯水进入到反渗透处理202工序中进行再次处理。如图5所示，反渗透浓水回收是指反渗透处理产生的浓水首先进入到缓存水箱401中，缓存水箱401通过一抽水泵402与一圆形平板超滤膜过滤器403连接，平板超滤膜过滤器403与一软化器404连接，软化器404通过一抽水泵405与第二反渗透装置406连接，第二反渗透装置406处理后的纯水进入到反渗透处理202工序中进行再次处理，第二反渗透装置406处理产生的浓水进入到浓水缓存水箱408中，通过一抽水泵407再次输入到软化器404中，软化器404设有一连接到废水水箱208的再生废水排水口。本专利中，软化器404为钠离子交换器。

如图6所示，终端清洗回用处理206是指用水点207的废水经过阴床501处理后回收的纯水返回到反渗透处理202工序中，并在阴床501一端设有用于阴床501再生的碱液接入口，阴床501的另一端设有废碱收集箱502，废碱收集箱502通过一抽水泵503与废水水箱208导通连接。废水水箱208设有四个酸碱中和池，分别为第一酸碱中和池504、第二酸碱中和池505、第三酸碱中和池506、第四酸碱中和池507，酸碱中和池上设有用于中和酸碱中和池中废水pH值的酸液以及碱液进液管，废碱收集箱502与第一酸碱中和池504导通连接。

本领域技术人员应该认识到，上述的具体实施方式只是示例性的，是为了使本领域技术人员能够更好的理解本专利内容，不应理解为是对本专利保护范围的限制，只要是根据本专利所揭示精神所作的任何等同变更或修饰，均落入本专利保护范围。

Claims (5)

1.一种废水综合回收利用系统，市用自来水一路首先进行前过滤处理，然后进行反渗透处理后进入到用水点供生产用水点使用；市用自来水另一路首先进入工业用水水箱，然后供给洗涤塔冲洗用水以及冷却塔用水，其特征在于： 

所述用水点使用后产生的一部分废水进行终端清洗回用处理后再次返回到反渗透处理工序中，所述用水点使用后产生的另一部分废水以及所述冲洗用水、冷却塔用水产生的废水经过第一次pH值调节后进行微滤过滤处理后进行第二次pH值调节后产生的废水进入到废水水箱中，产生的回收水返回到工业用水水箱再次利用，废水水箱内的废水经过处理后排放； 

所述废水水箱设有由第一酸碱中和池、第二酸碱中和池、第三酸碱中和池、第四酸碱中和池组成的四个酸碱中和池，所述酸碱中和池上设有用于中和酸碱中和池中废水pH值的酸液以及碱液进液管，废碱收集箱与第一酸碱中和池导通连接； 

所述终端清洗回用处理是指用水点的一部分废水经过阴床处理后回收的纯水返回到反渗透处理的供水工序中，并在所述阴床一端设有用于阴床再生的碱液接入口，所述阴床的另一端设有用于储备放置废碱的废碱收集箱，所述废碱收集箱通过一提升泵与废水水箱导通连接; 

当进入到第一酸碱中和池中的废液酸度较高，则启动提升泵，投入废碱收集箱中的废碱进行中和，当进入到第一酸碱中和池中的废液碱性较高时则不启动提升泵，直接投放酸液进行中和，然后依次经过第二酸碱中和池、第三酸碱中和池、第四酸碱中和池、直至废液的pH值在6.9-9范围内，然后排放。 

2.根据权利要求1所述的废水综合回收利用系统，其特征在于： 

所述微滤过滤处理是指通过圆形平板超滤膜过滤器进行过滤。 

3.根据权利要求1或2所述的废水综合回收利用系统，其特征在于： 

所述反渗透处理后的浓水再次进行反渗透浓水回收，回收产生的废水直接进入废水水箱，回收后的透过水进入到反渗透处理的供水工序中进行再次处理。 

4.根据权利要求3所述的废水综合回收利用系统，其特征在于： 

所述反渗透浓水回收是指反渗透处理产生的浓水首先进入到缓存水箱中，所述缓存水箱通过一抽水泵与一过滤装置连接，所述过滤装置与一软化器连接，所述软化器通过一抽水泵与第二反渗透装置连接，所述第二反渗透装置处理后的透过水进入到反渗透处理的供水工序中进行再次处理，所述第二反渗透装置处理产生的浓水通过一抽水泵再次输入到所述软化器中，所述软化器设有一连接到废水水箱的再生废水排水口。 

5.根据权利要求4所述的废水综合回收利用系统，其特征在于： 

所述过滤装置为中空纤维超滤膜过滤器，所述软化器为钠离子交换器。 

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