CN114656099A - 含氟废水回收的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种含氟废水回收的方法及系统，涉及半导体加工技术领域，方法包括收集半导体设备加工过程中生成的含氟废水；对所述含氟废水进行化学沉淀处理，得到污水混合物；其中，所述污水混合物包括混合废水；在所述混合废水中加入磁粉进行絮凝，得到磁粉沉淀物以及第一滤水；将所述磁粉沉淀物进行磁粉分离，得到第一污泥沉淀以及所述磁粉；将所述第一污泥沉淀输送至污泥资源回收系统进行回收使用，并将所述第一滤水进行纯水过滤，得到第二滤水；将所述第二滤水输送至所述半导体设备进行循环使用。系统应用上述方法，本申请实施例能实现含氟废水的零排放以及提升循环使用率，相对于现有技术的采用化学药剂的方式，循环使用率更高。

Description

含氟废水回收的方法及系统

技术领域

本申请涉及半导体加工技术领域，特别是涉及一种含氟废水回收的方法及系统。

背景技术

氟作为人体必需的的一种微量元素，对人体健康影响重大。人体对氟的摄入主要通过饮用水，《国家饮用水卫生标准》规定，饮水中的氟含量应小于等于1.0mg/L。因此，半导体行业的废水在排放前需要进行除氟处理，实现达标排放。而相关技术中，半导体行业多采用化学沉淀与絮凝沉淀相结合的方法除氟，处理后排放污水的含氟量可降至12～13毫克/升，能达到排放标准但是无法进行引用；同时，实际应用中存在含氟废水处理工艺和装置的差异，使得出水达不到排放标准。且随着“零排放”要求的提出，对于废水的排放标准逐渐增高。虽然可以通过增加化学药剂降低含氟量，但是随着污水量的增加扩大了对化学药剂的使用，且化学药剂的多次使用后很难控制化学药剂的二次污染，因此，含氟废水的处理效率低，循环使用率低。

发明内容

本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，提出一种含氟废水回收的方法及系统，能提升含氟废水的循环使用率。

第一方面，根据本申请实施例的一种含氟废水回收的方法，所述含氟废水回收的方法包括：

收集半导体设备加工过程中生成的含氟废水；

对所述含氟废水进行化学沉淀处理，得到污水混合物；其中，所述污水混合物包括混合废水；

在所述混合废水中加入磁粉进行絮凝，得到磁粉沉淀物以及第一滤水；

将所述磁粉沉淀物进行磁粉分离，得到第一污泥沉淀以及所述磁粉；

将所述第一污泥沉淀输送至污泥资源回收系统进行回收使用，并将所述第一滤水进行纯水过滤，得到第二滤水；

将所述第二滤水输送至所述半导体设备进行循环使用。

第二方面，根据本申请实施例提出的一种含氟废水回收的系统，应用第一方面任一所述的含氟废水回收的方法，所述含氟废水回收的系统包括：

收集池，所述收集池用于收集半导体设备加工过程中生成的含氟废水；

反应池，所述反应池用于对所述含氟废水进行化学沉淀处理，得到污水混合物；其中，所述污水混合物包括混合废水；

沉淀池，所述沉淀池用于在所述混合废水中加入磁粉进行絮凝，得到磁粉沉淀物以及第一滤水；

磁粉分离装置，所述磁粉分离装置用于将所述磁粉沉淀物进行磁粉分离，得到第一污泥沉淀以及所述磁粉；

过滤系统，所述过滤系统用于将所述第一滤水进行纯水过滤，得到第二滤水；并将所述第二滤水输送至所述半导体设备以进行循环使用；

污泥资源回收系统，所述污泥资源回收系统用于将所述第一污泥沉淀进行回收使用。

根据本申请的上述实施例，至少具有如下有益效果：通过磁粉对中和后得到的混合废水进行物理絮凝，并对絮凝后的磁粉沉淀物进行分离，以进行磁粉的重复使用和第一污泥沉淀循环回收使用，并将絮凝后的第一滤水进行纯水过滤并循环使用，实现含氟废水的零排放以及提升循环使用率，相对于现有技术的采用化学药剂的方式，循环使用率更高。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本申请实施例的含氟废水回收的方法的流程示意图；

图2为本申请实施例的含氟废水回收的系统的结构示意图。

附图标记：

收集池110、反应池120、沉淀池130、污泥集中池140、污泥资源回收系统150、磁粉分离装置160、第一配药箱170、第二配药箱180、

微过滤器210、反渗透过滤系统220、纯水水箱230、紫外线杀菌系统240、EDI系统250、超纯水水箱260。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或按时相对重要性或者隐含指明所指示的计数特征的数量或隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本申请的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本申请中的具体含义。

第一方面，本申请实施例提出一种含氟废水回收的方法，参照图1和图2所示的实施例，含氟废水回收的方法包括：

步骤S100、收集半导体设备加工过程中生成的含氟废水。

需说明的是，在一些实施例中，会设置收集池110，将半导体设备加工过程中的含氟废水存储到一定量后进行回收处理，以提升处理效率。

步骤S200、对含氟废水进行化学沉淀处理，得到污水混合物；其中，污水混合物包括混合废水。

需说明的是，进行化学沉淀处理时，会采用硝石灰(Ca(OH)2)中和含氟废水中的酸，然后混入氯化钙(CaCl2)，以在碱性条件下生成一部分氟化钙沉淀，进而调整中和后含氟废水中的氟化钙(CaF2)的溶解度。

示例性的，参照图2所示的实施例，在一些实施例中，会设置独立的反应池120，以将待回收处理的含氟废水进行化学沉淀处理。

步骤S300、在混合废水中加入磁粉进行絮凝，得到磁粉沉淀物以及第一滤水。

需说明的是，采用磁粉，可以使得磁粉迅速混合至水中，与水中的CaF2充分接触，进而提升絮凝的沉淀速度和效率；相对于现有的采用化学药剂进行沉淀的方式，磁粉的处理效率可提升10～20倍。且磁粉是通过物理沉淀的方式，不容易造成二次污染，再次回收利用时，不会影响其絮凝效果。

需说明的是，在一些实施例中，参照图2所示的实施例，会将化学沉淀后的混合废水吸入沉淀池130中进行絮凝处理，以使反应池120中的沉淀物可以与混合废水中的絮凝处理可以分别处理，以提升处理效率。

步骤S400、将磁粉沉淀物进行磁粉分离，得到第一污泥沉淀以及磁粉。

需说明的是，参照图2所示的实施例，在进行絮凝处理后，会将磁粉沉淀物泵入磁粉分离装置160进行磁粉分离，进而将磁粉分离处理，用于下一次的絮凝处理。

步骤S500、将第一污泥沉淀输送至污泥资源回收系统150进行回收使用，并将第一滤水进行纯水过滤，得到第二滤水。

需说明的是，第一污泥沉淀含有丰富的金属元素(如氟化钙)，可以回收再利用。需说明的是，纯水过滤，表示将第一滤水过滤至饮用标准，进而可以将其循环输送至半导体设备进行使用。

步骤S600、将第二滤水输送至半导体设备进行循环使用。

因此，通过磁粉对中和后得到的混合废水进行物理絮凝，并对絮凝后的磁粉沉淀物进行分离，以进行磁粉的重复使用和第一污泥沉淀循环回收使用，并将絮凝后的第一滤水进行纯水过滤并循环使用，实现含氟废水的零排放以及提升循环使用率，相对于现有技术的采用化学药剂的方式，循环使用率更高。

可理解的是，步骤S200、对含氟废水进行化学沉淀处理，得到污水混合物，包括：获取含氟废水的PH值；根据所述PH值，对所述含氟废水进行中和处理；向中和处理后的所述含氟废水中加入氯化钙，得到污水混合物。

需说明的是，通过实时检测PH值，使得硝石灰(Ca(OH)2)进行中和处理的量与实际情况匹配，减少不必要的浪费。

可理解的是，步骤S300、在混合废水中加入磁粉进行絮凝，得到磁粉沉淀物以及第一滤水，包括：根据混合废水的容量、氟化钙的浓度，获取待加入磁粉的剂量；将确定剂量的磁粉加入到混合废水中进行絮凝，得到磁粉沉淀物以及第一滤水。

可理解的是，步骤S400、将磁粉沉淀物进行磁粉分离，得到第一污泥沉淀以及磁粉，包括：通过回流泵将磁粉沉淀物输送至磁粉分离装置160；通过磁粉分离装置160将磁粉沉淀物分离，得到第一污泥沉淀以及磁粉。

需说明的是，磁粉分离装置160可以为磁粉分离机。

可理解的是，参照图2所示的实施例，污水混合物还包括第二污泥沉淀；含氟废水回收的方法还包括：将第二污泥沉淀输送至污泥资源回收系统150进行回收使用。

需说明的是，在化学沉淀过程中，会产生第二污泥沉淀，此时该第二污泥沉淀含有金属成分(如氟化钙)，可回收利用。在一些实施例中，参照图2所示，会设置污泥集中池140，将第二污泥沉淀以及第一污泥沉淀先在污泥集中池140中静置，并将静置后产生的上澄清液溢流至收集池110，进而进一步提升废水的回收利用率。

可理解的是，步骤S500中将第一滤水进行纯水过滤，得到第二滤水，包括：将第一滤水分别进行微过滤以及反渗透过滤，得到第三滤水；将第三滤水进行超纯水过滤，得到第二滤水。

需说明的是，微过滤可以采用微过滤器210进行过滤，反渗透过滤可以采用RO系统进行过滤。

需说明的是，在一些实施例中，参照图2所示的实施例，会设置纯水水箱230，将第三滤水进行存储，以提升回收处理效率。

需说明的是，超纯水过滤可以采用EDI(E lectrodeion izat ion)系统。

可理解的是，在进行超纯水过滤之前，含氟废水回收的方法还包括：将一部分的第三滤水回流以用于稀释收集的含氟废水。

需说明的是，参照图2所示的实施例，第三滤水的回流可以根据收集池110中的浓度进行动态控制。

可理解的是，在进行超纯水过滤之前，含氟废水回收的方法还包括：将除回流以外的第三滤水进行杀菌处理。

需说明的是，杀菌可以采用紫外线杀菌，通过物理方式进行杀菌，进一步提升第三过滤水的安全性。

可理解的是，在步骤S500之后，含氟废水回收的方法还包括：根据预设的回流条件，将部分第二滤水回流以用于稀释收集的含氟废水。

可理解的是，回流条件取决于待处理的含氟废水中的浓度。参照图2所示的实施例，根据收集池110中的浓度控制第二滤水的回流。通过在反渗透过滤以及超存水过滤处设置回流，可以提升第二滤水的处理效率的同时，提升含氟废水的可循环使用率。

参照图2所示的实施例，第二方面，本申请实施例还提供一种含氟废水回收的系统，含氟废水回收的系统应用第一方面任一所述的含氟废水回收的方法，含氟废水回收的系统包括：

收集池110，收集池110用于收集半导体设备加工过程中生成的含氟废水；

反应池120，反应池120用于对含氟废水进行化学沉淀处理，得到污水混合物；其中，污水混合物包括混合废水；

沉淀池130，沉淀池130用于在混合废水中加入磁粉进行絮凝，得到磁粉沉淀物以及第一滤水；

磁粉分离装置160，磁粉分离装置160用于将磁粉沉淀物进行磁粉分离，得到第一污泥沉淀以及磁粉；

过滤系统，过滤系统用于将第一滤水进行纯水过滤，得到第二滤水；并将第二滤水输送至半导体设备以进行循环使用；

污泥资源回收系统150，污泥资源回收系统150用于将第一污泥沉淀进行回收使用。

需说明的是，参照图2所示的实施例，含氟废水回收的系统还包括污泥集中池140，污泥集中池140设置有上澄清液出水口以及污泥出口，上澄清液出水口和收集池110连通，污泥出口和污泥资源回收系统150连接。磁粉分离装置160设置有与污泥集中池140连接的污泥出口，磁粉分离装置160还设置有和沉淀池130连接的磁粉出口，沉淀池130和磁粉分离装置160之间设置有回流泵，以将沉淀池130中的磁粉沉淀物泵入磁粉分离装置160。收集池110和反应池120之间连接有污水泵，反应池120分别和第一配药箱170、第二配药箱180连接，以接收来自于第一配药箱170的消石灰，第二配药箱180的氯化钙。反应池120和污泥集中池140之间还连接有排污泵以将反应池120中的沉淀物泵入污泥集中池140。反应池120和沉淀池130之间连接有污水排出口。

需说明的是，参照图2所示的实施例，过滤系统包括依次设置的微过滤器210、RO系统、纯水水箱230、紫外线杀菌系统240以及EDI系统250，RO系统、EDI系统250还设置有回流口与收集池110连通，以回流部分过滤水至收集池110稀释收集池110中的含氟废水。EDI系统250过滤后的第二滤水保存至超纯水水箱260，待半导体加工时进行回收利用。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本申请的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本申请的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本申请的范围由权利要求及其等同物限定。

上面结合附图对本申请实施例作了详细说明，但是本申请不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本申请宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (10)

1.一种含氟废水回收的方法，其特征在于，包括：

收集半导体设备加工过程中生成的含氟废水；

对所述含氟废水进行化学沉淀处理，得到污水混合物；其中，所述污水混合物包括混合废水；

在所述混合废水中加入磁粉进行絮凝，得到磁粉沉淀物以及第一滤水；

将所述磁粉沉淀物进行磁粉分离，得到第一污泥沉淀以及所述磁粉；

将所述第一污泥沉淀输送至污泥资源回收系统进行回收使用，并将所述第一滤水进行纯水过滤，得到第二滤水；

将所述第二滤水输送至所述半导体设备进行循环使用。

2.根据权利要求1所述的含氟废水回收的方法，其特征在于，所述污水混合物还包括第二污泥沉淀；所述方法还包括：

将所述第二污泥沉淀输送至污泥资源回收系统进行回收使用。

3.根据权利要求1所述的含氟废水回收的方法，其特征在于，

所述将所述第一滤水进行纯水过滤，得到第二滤水，包括：

将所述第一滤水分别进行微过滤以及反渗透过滤，得到第三滤水；

将所述第三滤水进行超纯水过滤，得到所述第二滤水。

4.根据权利要求2所述的含氟废水回收的方法，其特征在于，在进行超纯水过滤之前，所述方法还包括：

将一部分的所述第三滤水回流以用于稀释收集的所述含氟废水。

5.根据权利要求3所述的含氟废水回收的方法，其特征在于，在进行超纯水过滤之前，所述方法还包括：

将除回流以外的所述第三滤水进行杀菌处理。

6.根据权利要求1所述的含氟废水回收的方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据预设的回流条件，将部分所述第二滤水回流以用于稀释收集的所述含氟废水。

7.根据权利要求1所述的含氟废水回收的方法，其特征在于，所述在所述混合废水中加入磁粉进行絮凝，得到磁粉沉淀物以及第一滤水，包括：

根据所述混合废水的容量、氟化钙的浓度，获取待加入磁粉的剂量；

将确定剂量的所述磁粉加入到所述混合废水中进行絮凝，得到磁粉沉淀物以及第一滤水。

8.根据权利要求1所述的含氟废水回收的方法，其特征在于，

所述将所述磁粉沉淀物进行磁粉分离，得到第一污泥沉淀以及所述磁粉，包括：

通过回流泵将所述磁粉沉淀物输送至磁粉分离装置；

通过所述磁粉分离装置将所述磁粉沉淀物分离，得到第一污泥沉淀以及所述磁粉。

9.根据权利要求1所述的含氟废水回收的方法，其特征在于，所述对所述含氟废水进行化学沉淀处理，得到污水混合物，包括：

获取所述含氟废水的PH值；

根据所述PH值，对所述含氟废水进行中和处理；

向中和处理后的所述含氟废水中加入氯化钙，得到污水混合物。

10.一种含氟废水回收的系统，其特征在于，应用于权利要求1至9任一所述的含氟废水回收的方法，所述含氟废水回收的系统包括：

收集池，所述收集池用于收集半导体设备加工过程中生成的含氟废水；

反应池，所述反应池用于对所述含氟废水进行化学沉淀处理，得到污水混合物；其中，所述污水混合物包括混合废水；

沉淀池，所述沉淀池用于在所述混合废水中加入磁粉进行絮凝，得到磁粉沉淀物以及第一滤水；

磁粉分离装置，所述磁粉分离装置用于将所述磁粉沉淀物进行磁粉分离，得到第一污泥沉淀以及所述磁粉；

过滤系统，所述过滤系统用于将所述第一滤水进行纯水过滤，得到第二滤水；并将所述第二滤水输送至所述半导体设备以进行循环使用；

污泥资源回收系统，所述污泥资源回收系统用于将所述第一污泥沉淀进行回收使用。

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