CN110550789B - 一种半导体纯水处理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种半导体纯水处理系统，包括反应罐组、气举多介质过滤器组、气举活性炭过滤器组、紫外过滤装置、一级阳离子树脂交换装置、一级阴离子树脂交换装置、脱气塔组、反渗透装置、二级阳离子交换装置、二级阴离子交换装置及混合离子交换器，所述反应罐组的前端接入生产废水，后端与气举多介质过滤器组连接，所述气举多介质过滤器组、气举活性炭过滤器组、紫外过滤装置、一级阳离子树脂交换装置、一级阴离子树脂交换装置、脱气塔组、反渗透装置、二级阳离子交换装置、二级阴离子交换装置及混合离子交换器依次连接。
Description
技术领域
本发明涉及一种水处理技术技术，特别是一种半导体纯水处理系统。
背景技术
化学机械研磨是半导体行业集成电路板制作过程中晶圆全面平坦化的关键技术，在晶圆研磨后的后续过程中使用超纯水对其进行清洗产生大量的研磨废水，此类废水中含有高浓度以各种状态存在的微小的研磨含硅颗粒物、化学药剂、超纯水以及金属离子物质，特别的含有砷元素，该废水的危害性是显而易见的，在当今水源污染破坏情况日益加剧的情况下，响应节能减排要求，如何利用此类废水水质进行充分合理有效的深度回用，缓解水资源匮乏成为一个比较急迫的课题。
在现有的技术中，例如专利号为：“CN201020123520.9”提供了一种半导体行业研磨废水回用为超纯水的处理系统，它包括彼此之间通过连接管路依次串联相连的研磨废水水箱、膜生物反应器、离子交换系统、清水箱、超滤系统、紫外线消毒系统、一级反渗透系统、脱气装置、二级反渗透系统、中间水箱、连续电去离子系统和产水箱，膜生物反应器的浓水出口通过第一浓水管路与污泥处理系统的浓水进水口相连，污泥处理系统的水出口通过出水管与研磨废水水箱的进水口相连并且其污泥排出口与污泥管线相连，所述的离子交换系统连接有再生系统，膜生物反应器的清水出水口通过出水管线与清水箱的进水口相连，在所述的紫外线消毒系统和一级反渗透系统之间的连接管路上通过加药管线连接有加药系统并装有第一反渗透进水泵，在所述的脱气装置和二级反渗透系统之间的连接管路上装有第二反渗透进水泵，二级反渗透系统的浓水出口通过第二浓水管路与超滤系统的进水口相连，中间水箱的进水口通过中间水管路与脱气装置的出水口相连，在所述的中间水箱和连续电去离子系统之间的连接管路上装有连续电去离子系统进水高压泵。
又如专利号为：“CN200420094558.2” 公开了一种发电机定冷水处理装置，它包括阳离子交换器、阴离子交换器 和微滤装置，其特征在于它还包括一个连接在发电机定冷水箱与微滤装 置之间的膜脱气装置；所述的阴离子交换器为OH型阴离子交换器；所述 的阳离子交换器为Na型阳离子交换器和H型阳离子交换器，并联设置。
上述公开的文件对对阴、阳离子有效的去除。尽管如此，在上述的两份文献中，特别是专利号为：“CN201020123520.9”的文献中，其在过滤时，由于在前期的加药反应中在废水中产生了大量的絮凝物质、残留药物、颗粒杂质、污泥以及金属等，经过多级过滤不能进行有效的除尽。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的主要目的是提供一种半导体纯水处理系统。
其技术方案是：
一种半导体纯水处理系统，包括反应罐组、气举多介质过滤器组、气举活性炭过滤器组、紫外过滤装置、一级阳离子树脂交换装置、一级阴离子树脂交换装置、脱气塔组、反渗透装置、二级阳离子交换装置、二级阴离子交换装置及混合离子交换器，所述反应罐组的前端接入生产废水，后端与气举多介质过滤器组连接，所述气举多介质过滤器组、气举活性炭过滤器组、紫外过滤装置、一级阳离子树脂交换装置、一级阴离子树脂交换装置、脱气塔组、反渗透装置、二级阳离子交换装置、二级阴离子交换装置及混合离子交换器依次连接。
进一步地，所述气举多介质过滤器组包括并联设置的多介质过滤器A和多介质过滤器B，所述多介质过滤器A和多介质过滤器B处设置有第一高压风机，第一高压风机通过第一气举阀门与所述多介质过滤器A和多介质过滤器B分别连接。
进一步地，所述多介质过滤器A和多介质过滤器B进行废水过滤时，所述第一高压风机产生压力为30kPa~45KPa的压缩空气，经过第一气举阀门向多介质过滤器A和多介质过滤器B底部由下向上进行气举，增加废水与多介质过滤器A和多介质过滤器B的交换时间，使得颗粒性物质得以有效的去除。
进一步地，所述气举活性炭过滤器组包括并联设置的活性炭过滤器A和活性炭过滤器B，所述活性炭过滤器A和活性炭过滤器B处设置有第二高压风机，第二高压风机通过第二气举阀门与所述活性炭过滤器A和活性炭过滤器B分别连接。
进一步地，所述活性炭过滤器A和活性炭过滤器B进行废水过滤时，所述第二高压风机产生压力为5kPa~10KPa的压缩空气，经过第二气举阀门向活性炭过滤器A和活性炭过滤器B底部由下向上进行气举，增加废水与活性炭过滤器A和活性炭过滤器B交换时间。
进一步地，所述紫外过滤装置包括多级过滤槽，在多级过滤槽内置多个紫外消毒灯。
进一步地，所述一级阳离子树脂交换装置、一级阴离子树脂交换装置用于对应将水中呈离子态的阳离子、阴离子去除。
进一步地，所述脱气塔组连接有一组罗茨风机，所述罗茨风机通过风机阀门与每一脱气塔连接，所述罗茨风机通过风力来去除脱气塔水中游离CO2。
进一步地，所述反渗透装置通过加压泵加压，利用孔径为1/10000μm的多级反渗透膜对废水进行处理。
进一步地，所述二级阳离子交换装置、二级阴离子交换装置用于对应将水中呈离子态的阳离子、阴离子去除，所述混合离子交换器用于将水中呈离子态的阳离子、阴离子同时进行交换并将一级阳离子树脂交换装置、二级阳离子交换装置和一级阴离子树脂交换装置、二级阴离子交换装置对应产生的阳树脂以及阴树脂进行再生利用或者树脂析出罐排出。
本发明在多介质过滤器和活性炭过滤器进行过滤时，采用了气体气举的方式，使得在过滤交换时，由于由下向上通入高压压缩空气，使得水流一方面被一定的吹散，增大了接触面的，另一方面降低了流速，增加了交换的时间，使得絮凝物质、残留药物、颗粒杂质、污泥以及金属等可以进行有效去除，同时，由于多介质过滤器和活性炭过滤器在使用时容易形成堵塞，通过气举的作用，可以将絮凝物质、残留药物、颗粒杂质、污泥以及金属由下向上吹动，使得部分在工作时始终保持着悬浮的状态，不易形成堵塞。
本发明还通过多级阴、阳离子交换、可以使得呈离子态的阳离子、阴离子得以有效的去除。
附图说明
图1为本发明的框架结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
参照图1，本发明提供了一种半导体纯水处理系统，包括反应罐组1、气举多介质过滤器组2、气举活性炭过滤器组5、紫外过滤装置6、一级阳离子树脂交换装置7、一级阴离子树脂交换装置8、脱气塔组9、反渗透装置11、二级阳离子交换装置13、二级阴离子交换装置14及混合离子交换器15，所述反应罐组1的前端接入生产废水，后端与气举多介质过滤器组2连接，所述气举多介质过滤器组2、气举活性炭过滤器组5、紫外过滤装置6、一级阳离子树脂交换装置7、一级阴离子树脂交换装置8、脱气塔组9、反渗透装置11、二级阳离子交换装置13、二级阴离子交换装置14及混合离子交换器15依次连接。
所述气举多介质过滤器组1包括并联设置的多介质过滤器A和多介质过滤器B，所述多介质过滤器A和多介质过滤器B处设置有第一高压风机3，第一高压风机3通过第一气举阀门与所述多介质过滤器A和多介质过滤器B分别连接。
所述多介质过滤器A和多介质过滤器B进行废水过滤时，所述第一高压风机3产生压力为30kPa~45KPa的压缩空气，经过第一气举阀门向多介质过滤器A和多介质过滤器B底部由下向上进行气举，增加废水与多介质过滤器A和多介质过滤器B的交换时间，使得颗粒性物质得以有效的去除。
所述气举活性炭过滤器组5包括并联设置的活性炭过滤器A和活性炭过滤器B，所述活性炭过滤器A和活性炭过滤器B处设置有第二高压风机4，第二高压风机4通过第二气举阀门与所述活性炭过滤器A和活性炭过滤器B分别连接。
所述活性炭过滤器A和活性炭过滤器B进行废水过滤时，所述第二高压风机4产生压力为5kPa~10KPa的压缩空气，经过第二气举阀门向活性炭过滤器A和活性炭过滤器B底部由下向上进行气举，增加废水与活性炭过滤器A和活性炭过滤器B交换时间。
所述紫外过滤装置6包括多级过滤槽，在多级过滤槽内置多个紫外消毒灯。
所述一级阳离子树脂交换装置7、一级阴离子树脂交换装置8用于对应将水中呈离子态的阳离子、阴离子去除，并通过交换风机组16去除一级阳离子树脂交换装置7、一级阴离子树脂交换装置8中的游离CO2。
所述脱气塔组9连接有一组罗茨风机10，所述罗茨风机10通过风机阀门与每一脱气塔连接，所述罗茨风机10通过风力来去除脱气塔水中游离CO2。
所述反渗透装置11通过加压泵加压装置12进行加压，利用孔径为1/10000μm的多级反渗透膜对废水进行处理。
所述二级阳离子交换装置13、二级阴离子交换装置14用于对应将水中呈离子态的阳离子、阴离子去除，所述混合离子交换器15用于将水中呈离子态的阳离子、阴离子同时进行交换并将一级阳离子树脂交换装置7、二级阳离子交换装置8和一级阴离子树脂交换装置13、二级阴离子交换装置14对应产生的阳树脂以及阴树脂进行再生利用或者树脂析出罐17排出。
本发明通过如下实施例进行具体的说明。
通过供料泵抽取废水池中的废水30 m3至反应罐组1中, 同时开启罐内循环, 然后加入质量分数为0.2~0.6%的氢氧化钠溶液, 调节废水p H值至11.5~12, 加入质量分数为0.3~1%三氯化铁溶液, 其中，三氯化铁溶液的加入量为含砷量的110~120倍, 加完循环30 min后, 再加入质量分数为0.08%聚丙烯酰胺高分子助凝剂, 聚丙烯酰胺高分子助凝剂加入量为废水量的1/1 000, 再循环30 min, 随后关闭罐内循环, 静置30 min进行电化学反应。其中电流为100~150 A, 反应时间为90 min, 然后加入质量分数为0.06%硫酸钠和0.03%碳酸氢钠溶液分别调节电絮凝处理后出水的电导率 (不能<800 m S/cm) 和p H (≥6) ，然后将反应后的废水经过气举多介质过滤器组2和气举活性炭过滤器组5进行气举交换，由于采用了气体气举的方式，使得在过滤交换时，活性炭过滤器A和活性炭过滤器B以及多介质过滤器A和多介质过滤器B由下向上通入高压压缩空气，使得水流一方面被一定的吹散，增大了接触面的，另一方面降低了流速，增加了交换的时间，使得絮凝物质、残留药物、颗粒杂质、污泥以及金属等可以进行有效去除，同时，由于多介质过滤器和活性炭过滤器在使用时容易形成堵塞，通过气举的作用，可以将絮凝物质、残留药物、颗粒杂质、污泥以及金属由下向上吹动，使得部分在工作时始终保持着悬浮的状态，不易形成堵塞，上述步骤完成后经过紫外过滤装置6进行紫外线杀毒，再通过一级阳离子树脂交换装置7、一级阴离子树脂交换装置8、二级阳离子交换装置13、二级阴离子交换装置14及混合离子交换器15进行多级阴、阳离子交换、可以使得呈离子态的阳离子、阴离子得以有效的去除。
参照下述表1和表2，表1和表2分别为回收水和回收水出水水质的测定结果。
表1回收水测定结果
表2回收水出水水质测定结果
以上对本发明实施例所公开的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体实施例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (6)
1.一种半导体纯水处理系统，其特征在于，包括反应罐组、气举多介质过滤器组、气举活性炭过滤器组、紫外过滤装置、一级阳离子树脂交换装置、一级阴离子树脂交换装置、脱气塔组、反渗透装置、二级阳离子交换装置、二级阴离子交换装置及混合离子交换器，所述反应罐组的前端接入生产废水，后端与气举多介质过滤器组连接，所述气举多介质过滤器组、气举活性炭过滤器组、紫外过滤装置、一级阳离子树脂交换装置、一级阴离子树脂交换装置、脱气塔组、反渗透装置、二级阳离子交换装置、二级阴离子交换装置及混合离子交换器依次连接；
所述气举多介质过滤器组包括并联设置的多介质过滤器A和多介质过滤器B，所述多介质过滤器A和多介质过滤器B处设置有第一高压风机，第一高压风机通过第一气举阀门与所述多介质过滤器A和多介质过滤器B分别连接；
所述多介质过滤器A和多介质过滤器B进行废水过滤时，所述第一高压风机产生压力为30kPa~45kPa的压缩空气，经过第一气举阀门向多介质过滤器A和多介质过滤器B底部由下向上进行气举，增加废水与多介质过滤器A和多介质过滤器B的交换时间，使得颗粒性物质得以有效的去除；
所述气举活性炭过滤器组包括并联设置的活性炭过滤器A和活性炭过滤器B，所述活性炭过滤器A和活性炭过滤器B处设置有第二高压风机，第二高压风机通过第二气举阀门与所述活性炭过滤器A和活性炭过滤器B分别连接；
所述活性炭过滤器A和活性炭过滤器B进行废水过滤时，所述第二高压风机产生压力为5kPa~10kPa的压缩空气，经过第二气举阀门向活性炭过滤器A和活性炭过滤器B底部由下向上进行气举，增加废水与活性炭过滤器A和活性炭过滤器B交换时间。
2.根据权利要求1所述的半导体纯水处理系统，其特征在于，所述紫外过滤装置包括多级过滤槽，在多级过滤槽内置多个紫外消毒灯。
3.根据权利要求1所述的半导体纯水处理系统，其特征在于，所述一级阳离子树脂交换装置、一级阴离子树脂交换装置用于对应将水中呈离子态的阳离子、阴离子去除。
4.根据权利要求1所述的半导体纯水处理系统，其特征在于，所述脱气塔组连接有一组罗茨风机，所述罗茨风机通过风机阀门与每一脱气塔连接，所述罗茨风机通过风力来去除脱气塔水中游离CO2。
5.根据权利要求1所述的半导体纯水处理系统，其特征在于，所述反渗透装置通过加压泵加压，利用孔径为1/10000μm的多级反渗透膜对废水进行处理。
6.根据权利要求1所述的半导体纯水处理系统，其特征在于，所述二级阳离子交换装置、二级阴离子交换装置用于对应将水中呈离子态的阳离子、阴离子去除，所述混合离子交换器用于将水中呈离子态的阳离子、阴离子同时进行交换并将一级阳离子树脂交换装置、二级阳离子交换装置和一级阴离子树脂交换装置、二级阴离子交换装置对应产生的阳树脂以及阴树脂进行再生利用或者从树脂析出罐排出。
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