CN116477697B - 一种半导体生产废水中结晶回收方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及废水处理技术领域，尤其涉及一种半导体生产废水中结晶回收方法及装置,包括预热器、蒸发装置、结晶器、检测装置以及中控处理器，本发明在对半导体生产废水进行蒸发结晶时，设置三个蒸发器，且每个蒸发器均对应设置了废水在蒸发器中达到预设时间后的对应的预设氟化物浓度，由于三个蒸发器是同时进行蒸发作业，为保证各蒸发器蒸发作业的持续性和蒸发器工作的同步性，所以废水在蒸发器中进行蒸发的预设时间是相同的，在达到预设时间后同时将蒸发器中的废水泵入下游蒸发器，三效蒸发器中的废水达到预设时间后泵入结晶器内进行冷却结晶，通过蒸发器的同步作业，提高了工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域，尤其涉及一种半导体生产废水中结晶回收方法及装置。
背景技术
近年来，中国半导体行业快速发展，废水排放量也与之增加。在半导体制造中，含氟废水主要由刻蚀和清洗阶段产生，占比在总排放量的10％～20％。氟是人体必须的微量元素之一，但大量含氟废水随意排放会对环境造成危害，引起人体氟中毒，水生生物酶功能受损等。
中国专利公告号：CN104230041B公开了一种半导体行业中研磨废水的处理方法，用于解决现有技术中在处理研磨废水时存在的电能的浪费，处理成本较高的问题。该方法为：先在SS浓度大于50mg/l的研磨废水中添加质量浓度为3％-20％的碱溶液，将PH值调整至10.5-11，再添加质量浓度为3％-10％的高分子混凝剂将电导率调节为150μs/cm-300μs/cm，及质量浓度为3％-10％的无机盐类混凝剂，将PH值调整至7-8.5；最后，将研磨废水进行沉降分离，得到SS浓度小于50mg/l的废水。
沉淀法由于其高效的经济性被广泛应用，目前随着零/近零排放概念的普及，企业自发形成绿色减排的意识，减少碳排放。因此进一步降低废水氟浓度，实现废水零排放显得格外重要。废水零排放是一种末端无出水排放，耗水仅由处理过程中水分蒸发、风吹等损失造成的水处理过程，目前往往称为“迈向零排放”或“近零排放”。诱导结晶法通过投加合适的晶种，强化废水除氟效果，提高氟资源回收利用效率。然而，现有技术对半导体废水进行结晶处理的效率较低。
发明内容
为此，本发明提供一种半导体生产废水中结晶回收方法及装置，用以克服现有技术中对半导体废水进行结晶处理的效率较低的问题。
为实现上述目的，本发明提供一种半导体生产废水中结晶回收装置，包括：
预热器，用以对设定的单次预热废水量的废水进行预热并将预热后的废水输送至一效蒸发器；
蒸发装置，其与所述预热器相连，用以对废水进行加热蒸发，包括依次连接且结构相同的一效蒸发器、二效蒸发器和三效蒸发器，各蒸发器间设有用以对蒸发器中的废水进行转移的循环泵，各蒸发器上设置有用以对废水进行加热的加热条带；
结晶器，其通过强制循环泵与所述三效蒸发器相连，用以对加热蒸发后的废水进行冷却结晶；
检测装置，包括设置在各蒸发器内的浓度传感器，用以实时检测各蒸发器内废水的氟化物浓度；
中控处理器，其分别与所述预热器、循环泵、强制循环泵以及检测装置相连，包括相互连接的第一控制单元、第二控制单元和第三控制单元；
所述第一控制单元用以根据所述检测装置实时检测的所述蒸发器内废水的氟化物浓度确定所述蒸发器的加热条带的加热温度，以使所述蒸发器内的废水在预设时间内达到对应的预设氟化物浓度；
所述第二控制单元用以根据所述检测装置检测的所述一效蒸发器中的第一废水节点浓度确定所述预热器的单次预热废水量，以使所述蒸发器内的废水在预设时间内达到对应的预设氟化物浓度；
所述第三控制单元用以根据所述检测装置检测的所述三效蒸发器中的第三废水节点浓度确定所述强制循环泵的运行功率。
进一步地，在任一所述蒸发器中，所述检测装置实时检测蒸发器内废水的氟化物浓度，将废水的氟化物浓度与浓度-时间曲线上的对应氟化物浓度进行比对以判定废水的氟化物浓度的浓度水平，所述第一控制单元根据所述浓度水平确定所述蒸发器的加热条带的加热温度；
若所述废水的氟化物浓度处于第一浓度水平，所述第一控制单元判定废水的氟化物浓度不符合标准，需调节所述蒸发器的加热条带的加热温度；
若所述废水的氟化物浓度处于第二浓度水平，所述第一控制单元判定废水的氟化物浓度符合标准，将所述蒸发器的加热条带的加热温度设置为初始加热温度；
所述第一浓度水平满足废水的氟化物浓度小于浓度-时间曲线上的对应氟化物浓度，所述第二浓度水平满足废水的氟化物浓度大于等于浓度-时间曲线上的对应氟化物浓度。
进一步地，所述第一控制单元在所述第一浓度水平下设有对所述加热条带的加热温度的调节方式；
第一加热温度调节方式为，所述第一控制单元将所述加热条带的加热温度调节至第一加热温度；
第二加热温度调节方式为，所述第一控制单元将所述加热条带的加热温度调节至第二加热温度；
第三加热温度调节方式为，所述第一控制单元将所述加热条带的加热温度调节至第三加热温度；
所述初始加热温度小于第一加热温度小于第二加热温度小于第三加热温度。
进一步地，所述第一控制单元在所述第一浓度水平下计算实时检测的废水的氟化物浓度与浓度-时间曲线上的对应氟化物浓度的浓度差值，设定浓度差值＝对应氟化物浓度-废水的氟化物浓度，所述第一控制单元设有第一预设浓度差值和第二预设浓度差值，第一预设浓度差值小于第二预设浓度差值，所述第一预设浓度差值和第二预设浓度差值用以确定浓度差值的浓度差值水平，第一控制单元根据浓度差值水平确定所述加热条带的加热温度的调节方式；
若所述浓度差值处于第一浓度差值水平，所述第一控制单元判定选用所述第一加热温度调节方式；
若所述浓度差值处于第二浓度差值水平，所述第一控制单元判定选用所述第二加热温度调节方式；
若所述浓度差值处于第三浓度差值水平，所述第一控制单元判定选用所述第三加热温度调节方式；
所述第一浓度差值水平满足所述浓度差值小于第一预设浓度差值，所述第二浓度差值水平满足所述浓度差值大于等于第一预设浓度差值且小于第二预设浓度差值，所述第三浓度差值水平满足所述浓度差值大于等于第二预设浓度差值。
进一步地，所述检测装置在达到预设时间后检测所述一效蒸发器中的废水的氟化物浓度并记为第一废水节点浓度，所述第二控制单元根据第一废水节点浓度确定是否对预热器的单次预热废水量进行调节；
若所述第一废水节点浓度达到对应的预设氟化物浓度，所述第二控制单元控制循环泵将废水泵入所述二效蒸发器，无需对所述预热器的单次预热废水量进行调节，将预热器的单次预热废水量设置为初始单次预热废水量；
若所述第一废水节点浓度未达到对应的预设氟化物浓度，所述第二控制单元控制循环泵将废水泵入二效蒸发器，并对所述预热器的单次预热废水量进行调节。
进一步地，所述第二控制单元在第一预设条件下设有对所述预热器的单次预热废水量的调节方式；
第一单次预热废水量调节方式为，所述第二控制单元将所述预热器的单次预热废水量调节至第一单次预热废水量；
第二单次预热废水量调节方式为，所述第二控制单元将所述预热器的单次预热废水量调节至第二单次预热废水量；
第三单次预热废水量调节方式为，所述第二控制单元将所述预热器的单次预热废水量调节至第三单次预热废水量；
所述第一预设条件为所述第一废水节点浓度未达到对应的预设氟化物浓度；
其中，所述第一单次预热废水量小于所述第二单次预热废水量小于所述第三单次预热废水量小于初始单次预热废水量。
进一步地，所述第二控制单元在第一预设条件下计算所述第一废水节点浓度与对应的预设氟化物浓度的第一节点浓度差值，设定第一节点浓度差值＝对应的预设氟化物浓度-第一废水节点浓度，第二控制单元设有第一预设节点浓度差值和第二预设节点浓度差值，第一预设节点浓度差值小于第二预设节点浓度差值，所述第一预设节点浓度差值和第二预设节点浓度差值用以确定第一节点浓度差值的节点浓度差值水平，第二控制单元根据第一节点浓度差值的节点浓度差值水平确定所述预热器的单次预热废水量的调节方式；
若所述第一节点浓度差值处于第一节点浓度差值水平，所述第二控制单元判定选用所述第三单次预热废水量调节方式；
若所述第一节点浓度差值处于第二节点浓度差值水平，所述第二控制单元判定选用所述第二单次预热废水量调节方式；
若所述第一节点浓度差值处于第三节点浓度差值水平，所述第二控制单元判定选用所述第一单次预热废水量调节方式；
所述第一节点浓度差值水平满足所述第一节点浓度差值小于第一预设节点浓度差值，所述第二节点浓度差值水平满足所述第一节点浓度差值大于等于第一预设节点浓度差值且小于第二预设节点浓度差值，所述第三节点浓度差值水平满足所述第一节点浓度差值大于等于第二预设节点浓度差值。
进一步地，所述检测装置在达到预设时间后检测所述三效蒸发器中的废水的氟化物浓度并记为第三废水节点浓度，所述第三控制单元根据第三废水节点浓度确定是否对所述强制循环泵的运行功率进行调节；
若所述第三废水节点浓度小于等于对应的预设氟化物浓度，所述第三控制单元判定无需对所述强制循环泵的运行功率进行调节，将所述强制循环泵的运行功率设置为初始运行功率；
若所述第三废水节点浓度大于对应的预设氟化物浓度，所述第三控制单元判定需对所述强制循环泵的运行功率进行调节。
进一步地，所述第三控制单元在第二预设条件下设有对所述强制循环泵的运行功率的调节方式；
第一运行功率调节方式为，所述第三控制单元将所述强制循环泵的运行功率调节至第一运行功率；
第二运行功率调节方式为，所述第三控制单元将所述强制循环泵的运行功率调节至第二运行功率；
第三运行功率调节方式为，所述第三控制单元将所述强制循环泵的运行功率调节至第三运行功率；
所述第二预设条件为所述第三废水节点浓度大于对应的预设氟化物浓度；
其中，所述初始运行功率小于所述第一运行功率小于所述第二运行功率小于所述第三运行功率。
进一步地，所述第三控制单元在第二预设条件下计算所述第三废水节点浓度与对应的预设氟化物浓度的第三节点浓度差值，设定第三节点浓度差值＝对应的预设氟化物浓度-第三废水节点浓度，第三控制单元根据所述第一预设节点浓度差值和第二预设节点浓度差值确定第三节点浓度差值的节点浓度差值水平，第三控制单元根据第三节点浓度差值的节点浓度差值水平确定所述强制循环泵的运行功率的调节方式；
若所述第三节点浓度差值处于第一节点浓度差值水平，所述第三控制单元判定选用所述第一运行功率调节方式；
若所述第三节点浓度差值处于第二节点浓度差值水平，所述第三控制单元判定选用所述第二运行功率调节方式；
若所述第三节点浓度差值处于第三节点浓度差值水平，所述第三控制单元判定选用所述第三运行功率调节方式；
所述第一节点浓度差值水平满足所述第三节点浓度差值小于第一预设节点浓度差值，所述第二节点浓度差值水平满足所述第三节点浓度差值大于等于第一预设节点浓度差值且小于第二预设节点浓度差值，所述第三节点浓度差值水平满足所述第三节点浓度差值大于等于第二预设节点浓度差值。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明在对半导体生产废水进行蒸发结晶时，设置三个蒸发器，且每个蒸发器均对应设置了废水在蒸发器中达到预设时间后的对应的预设氟化物浓度，由于三个蒸发器是同时进行蒸发作业，为保证各蒸发器蒸发作业的持续性和蒸发器工作的同步性，所以废水在蒸发器中进行蒸发的预设时间是相同的，在达到预设时间后同时将蒸发器中的废水泵入下游蒸发器，三效蒸发器中的废水达到预设时间后泵入结晶器内进行冷却结晶，通过蒸发器的同步作业，提高了工作效率。
进一步地，本申请在每个蒸发器上设置有加热条带，用以在蒸发器对废水进行加热蒸发时对废水进行加热，本申请使用蒸发过程中产生的蒸汽作为对废水加热的补充热源，大大降低了加热条带的能耗。本申请通过调节加热条带的加热温度，以使蒸发器中的废水的氟化物浓度在预设时间内达到对应的预设氟化物浓度，通过绘制浓度-时间曲线，并实时检测废水的氟化物浓度，将废水的氟化物浓度与浓度-时间曲线上的对应氟化物浓度进行比对以针对性的调节加热条带的加热温度，使蒸发器中的废水的氟化物浓度在预设时间内达到对应的预设氟化物浓度，保证了蒸发器的同步作业，提高了工作效率。
进一步地，当预热器的单次预热废水量过大时，即使使用第三加热温度对蒸发器中的废水进行加热蒸发，在到达预设时间后，蒸发器中的废水节点浓度依然达不到对应的预设氟化物浓度，三效蒸发器中的废水节点浓度达不到对应的预设氟化物浓度时，会影响废水在结晶器内的结晶量，此时，根据一效蒸发器中的废水节点浓度与对应的预设氟化物浓度的节点浓度差值对单次预热废水量进行调节，以确保在到达预设时间后，蒸发器中的废水节点浓度达到对应的预设氟化物浓度。本发明为使单次预热废水量-预设时间-对应的预设氟化物浓度能达到最佳的参数水平，需对各参数进行实时监测实时调节实时反馈，从而提高了蒸发效率，进一步提高了结晶效率。
进一步地，本发明在节点浓度差值处于不同的节点浓度差值水平时，选用不同的单次预热废水量调节方式，避免单次预热废水量调节过大或过小，通过上述技术方案，进一步提高了蒸发效率和结晶效率。
进一步地，当三效蒸发器中的废水节点浓度高于对应的预设氟化物浓度时，将废水泵入结晶器中时，可能会在管道中析出结晶，此时，增加强制循环泵的功率，避免结晶对管道的堵塞，对于管道内结晶的盐附着物也起到了一种冲刷作用。
附图说明
图1为本发明实施例半导体生产废水中结晶回收装置的结构框图；
图2为本发明实施例蒸发装置的结构框图；
图3为本发明实施例中控处理器的结构框图；
图4为本发明实施例半导体生产废水中结晶回收方法的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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发明的限制。
此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1-图3所示，本发明所述半导体生产废水中结晶回收装置包括：
预热器，用以对设定的单次预热废水量的废水进行预热并将预热后的废水输送至一效蒸发器；
蒸发装置，其与所述预热器相连，用以对废水进行加热蒸发，包括依次连接且结构相同的一效蒸发器、二效蒸发器和三效蒸发器，各蒸发器间设有用以对蒸发器中的废水进行转移的循环泵，各蒸发器上设置有用以对废水进行加热的加热条带；
结晶器，其通过强制循环泵与所述三效蒸发器相连，用以对加热蒸发后的废水进行冷却结晶；
检测装置，包括设置在各蒸发器内的浓度传感器，用以实时检测各蒸发器内废水的氟化物浓度；
中控处理器，其分别与所述预热器、循环泵、强制循环泵以及检测装置相连，包括相互连接的第一控制单元、第二控制单元和第三控制单元；
所述第一控制单元用以根据所述检测装置实时检测的所述蒸发器内废水的氟化物浓度确定所述蒸发器的加热条带的加热温度，以使所述蒸发器内的废水在预设时间内达到对应的预设氟化物浓度；
所述第二控制单元用以根据所述检测装置检测的所述一效蒸发器中的第一废水节点浓度确定所述预热器的单次预热废水量，以使所述蒸发器内的废水在预设时间内达到对应的预设氟化物浓度；
所述第三控制单元用以根据所述检测装置检测的所述三效蒸发器中的第三废水节点浓度确定所述强制循环泵的运行功率。
在达到预设时间后，将蒸发器中的废水泵入下游蒸发器，三效蒸发器中的废水达到预设时间后泵入结晶器内进行冷却结晶。
在达到预设时间时，三效蒸发器将废水通过强制循环泵泵入结晶器，向结晶器内投入氯化钙，使Ca/F摩尔比为0.65，然后投入氟化钙晶种，氟化钙晶种投加量在0.8-0.9g/L，废水在结晶器进行冷却结晶，本实施例采用氟选择性电极(PXSJ-216F)测量氟化物浓度。
具体而言，在任一所述蒸发器中，所述检测装置实时检测蒸发器内废水的氟化物浓度，将废水的氟化物浓度与浓度-时间曲线上的对应氟化物浓度进行比对以判定废水的氟化物浓度的浓度水平，所述第一控制单元根据所述浓度水平确定所述蒸发器的加热条带的加热温度；
若所述废水的氟化物浓度处于第一浓度水平，所述第一控制单元判定废水的氟化物浓度不符合标准，需调节所述蒸发器的加热条带的加热温度；
若所述废水的氟化物浓度处于第二浓度水平，所述第一控制单元判定废水的氟化物浓度符合标准，将所述蒸发器的加热条带的加热温度设置为初始加热温度；
所述第一浓度水平满足废水的氟化物浓度小于浓度-时间曲线上的对应氟化物浓度，所述第二浓度水平满足废水的氟化物浓度大于等于浓度-时间曲线上的对应氟化物浓度。
本发明在对半导体生产废水进行蒸发结晶时，设置三个蒸发器，且每个蒸发器均对应设置了废水在蒸发器中达到预设时间后的对应的预设氟化物浓度，由于三个蒸发器是同时进行蒸发作业，为保证各蒸发器蒸发作业的持续性和蒸发器工作的同步性，所以废水在蒸发器中进行蒸发的预设时间是相同的，在达到预设时间后同时将蒸发器中的废水泵入下游蒸发器，三效蒸发器中的废水达到预设时间后泵入结晶器内进行冷却结晶，通过蒸发器的同步作业，提高了工作效率。
本申请在每个蒸发器上设置有加热条带，用以在蒸发器对废水进行加热蒸发时对废水进行加热，本申请使用蒸发过程中产生的蒸汽作为对废水加热的补充热源，大大降低了加热条带的能耗。本申请通过调节加热条带的加热温度，以使蒸发器中的废水的氟化物浓度在预设时间内达到对应的预设氟化物浓度，通过绘制浓度-时间曲线，并实时检测废水的氟化物浓度，将废水的氟化物浓度与浓度-时间曲线上的对应氟化物浓度进行比对以针对性的调节加热条带的加热温度，使蒸发器中的废水的氟化物浓度在预设时间内达到对应的预设氟化物浓度，保证了蒸发器的同步作业，提高了工作效率。
比如，废水在蒸发器中第15分钟的氟化物浓度与浓度-时间曲线上15分钟的氟化物浓度相对应。
具体而言，所述第一控制单元在所述第一浓度水平下设有对所述加热条带的加热温度的调节方式；
第一加热温度调节方式为，所述第一控制单元将所述加热条带的加热温度调节至第一加热温度；
第二加热温度调节方式为，所述第一控制单元将所述加热条带的加热温度调节至第二加热温度；
第三加热温度调节方式为，所述第一控制单元将所述加热条带的加热温度调节至第三加热温度；
所述初始加热温度小于第一加热温度小于第二加热温度小于第三加热温度。
具体而言，所述第一控制单元在所述第一浓度水平下计算实时检测的废水的氟化物浓度与浓度-时间曲线上的对应氟化物浓度的浓度差值，设定浓度差值＝对应氟化物浓度-废水的氟化物浓度，所述第一控制单元设有第一预设浓度差值和第二预设浓度差值，第一预设浓度差值小于第二预设浓度差值，所述第一预设浓度差值和第二预设浓度差值用以确定浓度差值的浓度差值水平，第一控制单元根据浓度差值水平确定所述加热条带的加热温度的调节方式；
若所述浓度差值处于第一浓度差值水平，所述第一控制单元判定选用所述第一加热温度调节方式；
若所述浓度差值处于第二浓度差值水平，所述第一控制单元判定选用所述第二加热温度调节方式；
若所述浓度差值处于第三浓度差值水平，所述第一控制单元判定选用所述第三加热温度调节方式；
所述第一浓度差值水平满足所述浓度差值小于第一预设浓度差值，所述第二浓度差值水平满足所述浓度差值大于等于第一预设浓度差值且小于第二预设浓度差值，所述第三浓度差值水平满足所述浓度差值大于等于第二预设浓度差值。
本实施例中，所述第一控制单元中设有所述加热条带的加热温度的调节方式；
第一加热温度调节方式为选用第一温度调节系数α1将所述加热条带的加热温度调节至第一加热温度T1，设定T1＝T0×α1；
第二加热温度调节方式为选用第二温度调节系数α2将所述加热条带的加热温度调节至第二加热温度T2，设定T2＝T0×α2；
第三加热温度调节方式为选用第三温度调节系数α3将所述加热条带的加热温度调节至第三加热温度T3，设定T3＝T0×α3；
本实施例限定1＜α1＜α2＜α3＜2，优选α1＝1.3，α2＝1.5，α3＝1.8，T0为初始加热温度，所述第一控制单元在第二浓度水平下，将所述蒸发器的加热条带的加热温度设置为初始加热温度T0。
具体而言，所述检测装置在达到预设时间后检测所述一效蒸发器中的废水的氟化物浓度并记为第一废水节点浓度，所述第二控制单元根据第一废水节点浓度确定是否对预热器的单次预热废水量进行调节；
若所述第一废水节点浓度达到对应的预设氟化物浓度，所述第二控制单元控制循环泵将废水泵入所述二效蒸发器，无需对所述预热器的单次预热废水量进行调节，将预热器的单次预热废水量设置为初始单次预热废水量；
若所述第一废水节点浓度未达到对应的预设氟化物浓度，所述第二控制单元控制循环泵将废水泵入二效蒸发器，并对所述预热器的单次预热废水量进行调节。
具体而言，所述第二控制单元在第一预设条件下设有对所述预热器的单次预热废水量的调节方式；
第一单次预热废水量调节方式为，所述第二控制单元将所述预热器的单次预热废水量调节至第一单次预热废水量；
第二单次预热废水量调节方式为，所述第二控制单元将所述预热器的单次预热废水量调节至第二单次预热废水量；
第三单次预热废水量调节方式为，所述第二控制单元将所述预热器的单次预热废水量调节至第三单次预热废水量；
所述第一预设条件为所述第一废水节点浓度未达到对应的预设氟化物浓度；
其中，所述第一单次预热废水量小于所述第二单次预热废水量小于所述第三单次预热废水量小于初始单次预热废水量。
具体而言，所述第二控制单元在第一预设条件下计算所述第一废水节点浓度与对应的预设氟化物浓度的第一节点浓度差值，设定第一节点浓度差值＝对应的预设氟化物浓度-第一废水节点浓度，第二控制单元设有第一预设节点浓度差值和第二预设节点浓度差值，第一预设节点浓度差值小于第二预设节点浓度差值，所述第一预设节点浓度差值和第二预设节点浓度差值用以确定第一节点浓度差值的节点浓度差值水平，第二控制单元根据第一节点浓度差值的节点浓度差值水平确定所述预热器的单次预热废水量的调节方式；
若所述第一节点浓度差值处于第一节点浓度差值水平，所述第二控制单元判定选用所述第三单次预热废水量调节方式；
若所述第一节点浓度差值处于第二节点浓度差值水平，所述第二控制单元判定选用所述第二单次预热废水量调节方式；
若所述第一节点浓度差值处于第三节点浓度差值水平，所述第二控制单元判定选用所述第一单次预热废水量调节方式；
所述第一节点浓度差值水平满足所述第一节点浓度差值小于第一预设节点浓度差值，所述第二节点浓度差值水平满足所述第一节点浓度差值大于等于第一预设节点浓度差值且小于第二预设节点浓度差值，所述第三节点浓度差值水平满足所述第一节点浓度差值大于等于第二预设节点浓度差值。
本实施例中，所述第二控制单元中设有对所述预热器的单次预热废水量的调节方式；
第一单次预热废水量调节方式为选用第一废水量调节系数β1将所述预热器的单次预热废水量调节至第一单次预热废水量Q1，设定Q1＝Q0×β1；
第二单次预热废水量调节方式为选用第二废水量调节系数β2将所述预热器的单次预热废水量调节至第二单次预热废水量Q2，设定Q2＝Q0×β2；
第三单次预热废水量调节方式为选用第三废水量调节系数β3将所述预热器的单次预热废水量调节至第三单次预热废水量Q3，设定Q3＝Q0×β3；
本实施例限定0.8＜β1＜β2＜β3＜1，优选β1＝0.85，β2＝0.9，β3＝0.95，Q0为初始单次预热废水量。
当预热器的单次预热废水量过大时，即使使用第三加热温度对蒸发器中的废水进行加热蒸发，在到达预设时间后，蒸发器中的废水节点浓度依然达不到对应的预设氟化物浓度，三效蒸发器中的废水节点浓度达不到对应的预设氟化物浓度时，会影响废水在结晶器内的结晶量，此时，根据一效蒸发器中的废水节点浓度与对应的预设氟化物浓度的节点浓度差值对单次预热废水量进行调节，以确保在到达预设时间后，蒸发器中的废水节点浓度达到对应的预设氟化物浓度。本发明为使单次预热废水量-预设时间-对应的预设氟化物浓度能达到最佳的参数水平，需对各参数进行实时监测实时调节实时反馈，从而提高了蒸发效率，进一步提高了结晶效率。
本发明在节点浓度差值处于不同的节点浓度差值水平时，选用不同的单次预热废水量调节方式，避免单次预热废水量调节过大或过小，通过上述技术方案，进一步提高了蒸发效率和结晶效率。
具体而言，所述检测装置在达到预设时间后检测所述三效蒸发器中的废水的氟化物浓度并记为第三废水节点浓度，所述第三控制单元根据第三废水节点浓度确定是否对所述强制循环泵的运行功率进行调节；
若所述第三废水节点浓度小于等于对应的预设氟化物浓度，所述第三控制单元判定无需对所述强制循环泵的运行功率进行调节，将所述强制循环泵的运行功率设置为初始运行功率；
若所述第三废水节点浓度大于对应的预设氟化物浓度，所述第三控制单元判定需对所述强制循环泵的运行功率进行调节。
具体而言，所述第三控制单元在第二预设条件下设有对所述强制循环泵的运行功率的调节方式；
第一运行功率调节方式为，所述第三控制单元将所述强制循环泵的运行功率调节至第一运行功率；
第二运行功率调节方式为，所述第三控制单元将所述强制循环泵的运行功率调节至第二运行功率；
第三运行功率调节方式为，所述第三控制单元将所述强制循环泵的运行功率调节至第三运行功率；
所述第二预设条件为所述第三废水节点浓度大于对应的预设氟化物浓度；
其中，所述初始运行功率小于所述第一运行功率小于所述第二运行功率小于所述第三运行功率。
具体而言，所述第三控制单元在第二预设条件下计算所述第三废水节点浓度与对应的预设氟化物浓度的第三节点浓度差值，设定第三节点浓度差值＝对应的预设氟化物浓度-第三废水节点浓度，第三控制单元根据所述第一预设节点浓度差值和第二预设节点浓度差值确定第三节点浓度差值的节点浓度差值水平，第三控制单元根据第三节点浓度差值的节点浓度差值水平确定所述强制循环泵的运行功率的调节方式；
若所述第三节点浓度差值处于第一节点浓度差值水平，所述第三控制单元判定选用所述第一运行功率调节方式；
若所述第三节点浓度差值处于第二节点浓度差值水平，所述第三控制单元判定选用所述第二运行功率调节方式；
若所述第三节点浓度差值处于第三节点浓度差值水平，所述第三控制单元判定选用所述第三运行功率调节方式；
所述第一节点浓度差值水平满足所述第三节点浓度差值小于第一预设节点浓度差值，所述第二节点浓度差值水平满足所述第三节点浓度差值大于等于第一预设节点浓度差值且小于第二预设节点浓度差值，所述第三节点浓度差值水平满足所述第三节点浓度差值大于等于第二预设节点浓度差值。
当三效蒸发器中的废水节点浓度高于对应的预设氟化物浓度时，将废水泵入结晶器中时，可能会在管道中析出结晶，此时，增加强制循环泵的功率，避免结晶对管道的堵塞，对于管道内结晶的盐附着物也起到了一种冲刷作用。
本实施例中，所述第三控制单元中设有对所述强制循环泵的运行功率的调节方式；
第一运行功率调节方式为选用第一运行功率调节系数γ1将所述强制循环泵的运行功率调节至第一运行功率P1，设定P1＝P0×γ1；
第二运行功率调节方式为选用第二运行功率调节系数γ2将所述强制循环泵的运行功率调节至第二运行功率P2，设定P2＝P0×γ2；
第三运行功率调节方式为选用第三运行功率调节系数γ3将所述强制循环泵的运行功率调节至第三运行功率P3，设定P3＝P0×γ3；
本实施例限定1.3＜γ1＜γ2＜γ3＜1.8，优选γ1＝1.4，γ2＝1.6，γ3＝1.7，P0为初始运行功率。
请参阅图2所示，其为本发明实施例半导体生产废水中结晶回收方法的流程图，本发明所述半导体生产废水中结晶回收方法包括：
步骤S1，在达到预设时间时，将各蒸发器中的废水通过循环泵泵入下游循环器，其中，预热器对设定的单次预热废水量的废水进行预热并将预热后的废水输送至一效蒸发器，一效蒸发器、二效蒸发器和三效蒸发器顺次连接，三效蒸发器将废水通过强制循环泵泵入结晶器进行冷却结晶；
步骤S2，第一控制单元根据所述检测装置实时检测的所述蒸发器内废水的氟化物浓度确定所述蒸发器的加热条带的加热温度，以使所述蒸发器内的废水在预设时间内达到对应的预设氟化物浓度；
步骤S3，第二控制单元根据所述检测装置检测的所述一效蒸发器中的第一废水节点浓度确定所述预热器的单次预热废水量，以使所述蒸发器内的废水在预设时间内达到对应的预设氟化物浓度；
步骤S4，第三控制单元根据所述检测装置检测的所述三效蒸发器中的第三废水节点浓度确定所述强制循环泵的运行功率；
步骤S5，废水通过强制循环泵泵入结晶器内后，向结晶器内投入氯化钙，使Ca/F摩尔比为0.65，然后投入氟化钙晶种，氟化钙晶种投加量在0.8-0.9g/L，废水在结晶器进行冷却结晶。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明；对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种半导体生产废水中结晶回收装置，其特征在于，包括：
预热器，用以对设定的单次预热废水量的废水进行预热并将预热后的废水输送至一效蒸发器；
蒸发装置，其与所述预热器相连，用以对废水进行加热蒸发，包括依次连接且结构相同的一效蒸发器、二效蒸发器和三效蒸发器，各蒸发器间设有用以对蒸发器中的废水进行转移的循环泵，各蒸发器上设置有用以对废水进行加热的加热条带；
结晶器，其通过强制循环泵与所述三效蒸发器相连，用以对加热蒸发后的废水进行冷却结晶，在达到预设时间时，三效蒸发器将废水通过强制循环泵泵入结晶器，向结晶器内投入氯化钙，使Ca/F摩尔比为0.65，然后投入氟化钙晶种，氟化钙晶种投加量在0.8-0.9 g/L，废水在结晶器进行冷却结晶；
检测装置，包括设置在各蒸发器内的浓度传感器，用以实时检测各蒸发器内废水的氟化物浓度；
中控处理器，其分别与所述预热器、循环泵、强制循环泵以及检测装置相连，包括相互连接的第一控制单元、第二控制单元和第三控制单元；
所述第一控制单元用以根据所述检测装置实时检测的所述蒸发器内废水的氟化物浓度确定所述蒸发器的加热条带的加热温度，以使所述蒸发器内的废水在预设时间内达到对应的预设氟化物浓度；
所述第二控制单元用以根据所述检测装置检测的所述一效蒸发器中的第一废水节点浓度确定所述预热器的单次预热废水量，以使所述蒸发器内的废水在预设时间内达到对应的预设氟化物浓度；
所述第三控制单元用以根据所述检测装置检测的所述三效蒸发器中的第三废水节点浓度确定所述强制循环泵的运行功率；
所述检测装置在达到预设时间后检测所述三效蒸发器中的废水的氟化物浓度并记为第三废水节点浓度，所述第三控制单元根据第三废水节点浓度确定是否对所述强制循环泵的运行功率进行调节，增加强制循环泵的功率，避免结晶对管道的堵塞；
若所述第三废水节点浓度小于等于对应的预设氟化物浓度，所述第三控制单元判定无需对所述强制循环泵的运行功率进行调节，将所述强制循环泵的运行功率设置为初始运行功率；
若所述第三废水节点浓度大于对应的预设氟化物浓度，所述第三控制单元判定需对所述强制循环泵的运行功率进行调节；
所述第三控制单元在中设有对所述强制循环泵的运行功率的调节方式；
第一运行功率调节方式为选用第一运行功率调节系数γ1将所述强制循环泵的运行功率调节至第一运行功率P1，设定P1=P0×γ1；
第二运行功率调节方式为选用第二运行功率调节系数γ2将所述强制循环泵的运行功率调节至第二运行功率P2，设定P2=P0×γ2；
第三运行功率调节方式为选用第三运行功率调节系数γ3将所述强制循环泵的运行功率调节至第三运行功率P3，设定P3=P0×γ3；
其中，1.3＜γ1＜γ2＜γ3＜1.8，所述初始运行功率小于所述第一运行功率小于所述第二运行功率小于所述第三运行功率；
在任一所述蒸发器中，所述检测装置实时检测蒸发器内废水的氟化物浓度，将废水的氟化物浓度与浓度-时间曲线上的对应氟化物浓度进行比对以判定废水的氟化物浓度的浓度水平，所述第一控制单元根据所述浓度水平确定所述蒸发器的加热条带的加热温度；
若所述废水的氟化物浓度处于第一浓度水平，所述第一控制单元判定废水的氟化物浓度不符合标准，需调节所述蒸发器的加热条带的加热温度；
若所述废水的氟化物浓度处于第二浓度水平，所述第一控制单元判定废水的氟化物浓度符合标准，将所述蒸发器的加热条带的加热温度设置为初始加热温度；
所述第一浓度水平满足废水的氟化物浓度小于浓度-时间曲线上的对应氟化物浓度，所述第二浓度水平满足废水的氟化物浓度大于等于浓度-时间曲线上的对应氟化物浓度；
所述第一控制单元在所述第一浓度水平下设有对所述加热条带的加热温度的调节方式；
第一加热温度调节方式为，所述第一控制单元将所述加热条带的加热温度调节至第一加热温度；
第二加热温度调节方式为，所述第一控制单元将所述加热条带的加热温度调节至第二加热温度；
第三加热温度调节方式为，所述第一控制单元将所述加热条带的加热温度调节至第三加热温度；
所述初始加热温度小于第一加热温度小于第二加热温度小于第三加热温度；
所述第一控制单元在所述第一浓度水平下计算实时检测的废水的氟化物浓度与浓度-时间曲线上的对应氟化物浓度的浓度差值，设定浓度差值=对应氟化物浓度-废水的氟化物浓度，所述第一控制单元设有第一预设浓度差值和第二预设浓度差值，第一预设浓度差值小于第二预设浓度差值，所述第一预设浓度差值和第二预设浓度差值用以确定浓度差值的浓度差值水平，第一控制单元根据浓度差值水平确定所述加热条带的加热温度的调节方式；
若所述浓度差值处于第一浓度差值水平，所述第一控制单元判定选用所述第一加热温度调节方式；
若所述浓度差值处于第二浓度差值水平，所述第一控制单元判定选用所述第二加热温度调节方式；
若所述浓度差值处于第三浓度差值水平，所述第一控制单元判定选用所述第三加热温度调节方式；
所述第一浓度差值水平满足所述浓度差值小于第一预设浓度差值，所述第二浓度差值水平满足所述浓度差值大于等于第一预设浓度差值且小于第二预设浓度差值，所述第三浓度差值水平满足所述浓度差值大于等于第二预设浓度差值；
所述检测装置在达到预设时间后检测所述一效蒸发器中的废水的氟化物浓度并记为第一废水节点浓度，所述第二控制单元根据第一废水节点浓度确定是否对预热器的单次预热废水量进行调节；
若所述第一废水节点浓度达到对应的预设氟化物浓度，所述第二控制单元控制循环泵将废水泵入所述二效蒸发器，无需对所述预热器的单次预热废水量进行调节，将预热器的单次预热废水量设置为初始单次预热废水量；
若所述第一废水节点浓度未达到对应的预设氟化物浓度，所述第二控制单元控制循环泵将废水泵入二效蒸发器，并对所述预热器的单次预热废水量进行调节；
所述第二控制单元在第一预设条件下设有对所述预热器的单次预热废水量的调节方式；
第一单次预热废水量调节方式为，所述第二控制单元将所述预热器的单次预热废水量调节至第一单次预热废水量；
第二单次预热废水量调节方式为，所述第二控制单元将所述预热器的单次预热废水量调节至第二单次预热废水量；
第三单次预热废水量调节方式为，所述第二控制单元将所述预热器的单次预热废水量调节至第三单次预热废水量；
所述第一预设条件为所述第一废水节点浓度未达到对应的预设氟化物浓度；
其中，所述第一单次预热废水量小于所述第二单次预热废水量小于所述第三单次预热废水量小于初始单次预热废水量；
所述第二控制单元在第一预设条件下计算所述第一废水节点浓度与对应的预设氟化物浓度的第一节点浓度差值，设定第一节点浓度差值=对应的预设氟化物浓度-第一废水节点浓度，第二控制单元设有第一预设节点浓度差值和第二预设节点浓度差值，第一预设节点浓度差值小于第二预设节点浓度差值，所述第一预设节点浓度差值和第二预设节点浓度差值用以确定第一节点浓度差值的节点浓度差值水平，第二控制单元根据第一节点浓度差值的节点浓度差值水平确定所述预热器的单次预热废水量的调节方式；
若所述第一节点浓度差值处于第一节点浓度差值水平，所述第二控制单元判定选用所述第三单次预热废水量调节方式；
若所述第一节点浓度差值处于第二节点浓度差值水平，所述第二控制单元判定选用所述第二单次预热废水量调节方式；
若所述第一节点浓度差值处于第三节点浓度差值水平，所述第二控制单元判定选用所述第一单次预热废水量调节方式；
所述第一节点浓度差值水平满足所述第一节点浓度差值小于第一预设节点浓度差值，所述第二节点浓度差值水平满足所述第一节点浓度差值大于等于第一预设节点浓度差值且小于第二预设节点浓度差值，所述第三节点浓度差值水平满足所述第一节点浓度差值大于等于第二预设节点浓度差值；
所述第三控制单元在第二预设条件下计算所述第三废水节点浓度与对应的预设氟化物浓度的第三节点浓度差值，设定第三节点浓度差值=对应的预设氟化物浓度-第三废水节点浓度，第三控制单元根据所述第一预设节点浓度差值和第二预设节点浓度差值确定第三节点浓度差值的节点浓度差值水平，第三控制单元根据第三节点浓度差值的节点浓度差值水平确定所述强制循环泵的运行功率的调节方式；
若所述第三节点浓度差值处于第一节点浓度差值水平，所述第三控制单元判定选用所述第一运行功率调节方式；
若所述第三节点浓度差值处于第二节点浓度差值水平，所述第三控制单元判定选用所述第二运行功率调节方式；
若所述第三节点浓度差值处于第三节点浓度差值水平，所述第三控制单元判定选用所述第三运行功率调节方式；
所述第一节点浓度差值水平满足所述第三节点浓度差值小于第一预设节点浓度差值，所述第二节点浓度差值水平满足所述第三节点浓度差值大于等于第一预设节点浓度差值且小于第二预设节点浓度差值，所述第三节点浓度差值水平满足所述第三节点浓度差值大于等于第二预设节点浓度差值。
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