CN219363428U - 一种硅片废水回用处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种硅片废水回用处理装置，包括进水检测分流子系统、低氟回收子系统和微氟回收子系统，低氟回收子系统用于对低氟酸性废液处理，微氟回收子系统用于对微氟碱性废液处理，利用不同回收系统可协同应对不同生产废水情况，且各自保持稳定运行性能，低氟回收子系统和微氟回收子系统无需添加除氟药剂，可同时去除氟、磷及酸碱等废水污染物，本实用新型本不仅无需除氟药剂、极少泥渣，而且不易污堵、废水循环利用率70％以上。

Description

一种硅片废水回用处理装置

技术领域

本实用新型涉及一种硅片废水回用处理装置，属于工业废水处理回用与节水工程应用领域。

背景技术

半导体与集成电路芯片技术是现代信息产业发展的核心，随着5G网、物联网、人工智能的崛起，手机、电脑、汽车等先导性产业驱动着国内半导体需求的持续增长，随之而来的能源和水资源紧张的压力也与日俱增。生产废水的有效处理和循环利用成为当下企业清洁生产的关键环节，节水减排并提高用水效率，这对促进行业健康可持续发展至关重要。

光伏半导体行业生产过程中，涉及到硅片切割、研磨、清洗、刻蚀等环节，都会使用大量的高纯水或超纯水，同时，硅晶圆制程中会排出大量硅片废水，其突出污染物为氢氟酸、盐酸、氢氧化钠和悬浮物。这类废水水量较大，有机物污染较轻，氟离子浓度不超过200mg/L，而其中氟低于100mg/L的废水占到60-75%，如何提高这部分废水的回收利用率，成为行业研究热点。

但目前技术存在的问题是：酸碱废水、含氟废水混排不分，混和收集后不分浓度高低的混合处理，常规的处理工艺有酸碱中和、石灰混凝沉淀除氟，综合废水处理面临“三大一难”问题：水量大，加药量大，污泥量大、回用难。现有工艺物化处理后，废水中的盐分很高，尤其是钙离子，是中水回用系统的致命缺陷，往往只能满足氟离子的排放要求，而废水循环利用率很低，造成大量可重复利用的水资源浪费。因此，针对传统方法的局限，面对行业的水资源供需矛盾，亟待开发一套解决光伏半导体行业清洗废水的回用处理系统及方法。

实用新型内容

实用新型目的：为解决硅片废水回用困难的问题，本实用新型提供一种无需除氟药剂、极少泥渣、不易污堵、废水循环利用率70%以上、操作又简便的硅片废水回用处理装置。

技术方案：为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种硅片废水回用处理装置，包括进水检测分流子系统、低氟回收子系统和微氟回收子系统，所述进水检测分流子系统分别与低氟回收子系统和微氟回收子系统连接，其中：

所述进水检测分流子系统用于将硅片废水分为低氟酸性废水和微氟碱性废水，将低氟酸性废水通入到低氟回收子系统中，将微氟碱性废水通入到微氟回收子系统中。

所述低氟回收子系统用于对低氟酸性废水进行脱氟回用处理。

所述微氟回收子系统用于对微氟碱性废水进行脱氟回用处理。

优选的：所述低氟回收子系统包括依次连接的第一分水池、第一过滤器、第一原水箱、第一筒式自净器、第一超滤膜组、第一超滤产水箱、第一脱盐膜单元、第一回用水箱。所述第一超滤膜组连接有UF化学清洗水箱，所述第一脱盐膜一连接有RO化学清洗水箱。所述第一原水箱通过第一过滤反洗进水管123与第一过滤器进行反洗连接。所述第一过滤反洗进水管上设置有第一过滤反洗泵。

优选的：所述微氟回收子系统包括依次连接的第二分水池、第二过滤器、第二原水箱、第二筒式自净器、第二超滤膜组、第二超滤产水箱、第二脱盐膜单元、第二回用水箱。

优选的：所述进水检测分流子系统包括进水管、低氟回收水管支路、微氟回收水管支路，所述低氟回收水管支路、微氟回收水管支路并联在进水管上，所述进水管上设置有监测仪表pH计和氟计，所述低氟回收水管支路上设置有低氟酸性废水管和高氟酸性废水管，所述低氟酸性废水管上设置有第一分水阀一，所述高氟酸性废水管上设置有第一分水阀二。所述微氟回收水管支路设置有微氟碱性废水管和碱性废水输送管，所述微氟碱性废水管上设置有第二分水阀一，所述碱性废水输送管上设置有第二分水阀二。监测仪表pH计和氟计与第一分水阀一、第一分水阀二、第二分水阀一、第二分水阀二联动连接。

优选的：所述低氟回收水管支路与第一分水池连接，所述碱性废水输送管与第一分水池连接。所述第一原水箱通过第一过滤反洗进水管与第一过滤器进行反洗连接，所述第一超滤膜组通过UF化学清洗回流管回流到UF化学清洗水箱内，所述UF化学清洗水箱通过UF化学清洗进水管流入第一超滤膜组内。所述第一超滤膜组通过第一超滤膜组错流管回流到第一分水池。

优选的：所述第一脱盐膜单元包括依次连接的第一脱盐膜一、第一脱盐膜二，所述第一脱盐膜二通过第一RO透过液回流管回流到RO化学清洗水箱内，所述第一脱盐膜二通过第一RO化学清洗回流管回流到RO化学清洗水箱内，所述第一脱盐膜二通过第一RO不合格回流管回流到第一超滤产水箱内，所述第一脱盐膜二通过第一快冲排水管回流到第一分水池内，所述第一回用水箱通过第一快冲进水管与第一脱盐膜一冲洗端口连接。

优选的：所述UF化学清洗水箱内设置有UF化学清洗加热器，所述UF化学清洗水箱上设置有UF化学清洗加药管，所述UF化学清洗进水管上设置有UF化学清洗泵、UF化学清洗进水自动阀。所述UF化学清洗回流管上设置有UF化学清洗回流自动阀。所述第一超滤产水箱通过第一超滤膜组反洗进水管与第一超滤膜组反洗连接。所述RO化学清洗水箱内设置有RO化学清洗加热器。

优选的：所述微氟回收水管支路与第二分水池连接，所述第二原水箱通过第二过滤反洗进水管与第二过滤器进行反洗连接，所述第二超滤膜组通过第二超滤膜组错流管回流到第二分水池，所述第二超滤产水箱通过第二超滤膜组反洗进水管与第二超滤膜组反洗连接。

所述第二脱盐膜单元包括依次连接的第二脱盐膜一、第二脱盐膜二，所述第二脱盐膜二通过第二RO不合格回流管回流到第二超滤产水箱内，所述第二脱盐膜二通过第二快冲排水管回流到第二分水池内，所述第二回用水箱通过第二快冲进水管与第二脱盐膜一冲洗端口连接。

本实用新型相比现有技术，具有以下有益效果：

1.本实用新型在废水源头实时监测，反馈速度快，废水分质收集和回收处理，不同回收系统可协同应对不同生产废水情况，且各自保持稳定运行性能，单套系统产水连续工作效率达到93.5%以上。

2.本实用新型分水和回用水系统精细，多模式参数化自动控制，系统各单元按照内置程序自动运行，并可根据运行工况实时调节，人工操作极少，能实现废水梯级化回用，满足各级回用水质要求。

3.本实用新型微氟和低氟回收系统无需添加除氟药剂，可同时去除氟、磷及酸碱等废水污染物，药剂成本低，污泥产量少，并且实现废水循环利用，可减少废水站60-70%以上的硅片废水处理量，同时节省自来水用量60%以上。

4.本实用新型可解决光伏、半导体、金属表面处理等行业的清洗废水处理及回用的难题，适用范围广，可去除氟离子、重金属离子、磷酸盐等环境敏感污染物，在以膜滤和膜清洗的自控程序系统下，实现了废水资源最大化。

附图说明

图1为低氟回收子系统回收工艺流程图。

图2为微氟回收子系统回收工艺流程图。

附图标记说明：

11为第一分水池，111为第一调整池， 12为第一过滤器， 13为第一原水箱， 14为第一筒式自净器， 15为第一超滤膜组， 16为第一超滤产水箱， 171为第一脱盐膜一， 172为第一脱盐膜二， 18为第一回用水箱。

121为第一过滤加强管， 1201为第一管混器， 1202为第一分水提升泵， 122为第一过滤进水管，123为第一过滤反洗进水管，1231为第一过滤反洗泵。

15为第一超滤膜组，151为第一超滤膜组进水管，1511为超滤膜组进水自动阀，152为第一超滤膜组产水管，1521为第一超滤膜组产水自动阀，153为第一超滤膜组错流管。

16为第一超滤产水箱，154为第一超滤膜组反洗进水管， 1540为第一超滤反洗泵，1541为UF加强反洗加药管， 1542为第一超滤膜组反洗进水自动阀。

171为第一脱盐膜一， 172为第一脱盐膜二， 173为第一RO一段浓水管， 1711为第一RO进水管， 1710为第一RO维护加药管， 1712为第一脱盐膜组高压泵， 1721为第一RO透过液回流管， 1722为第一RO化学清洗回流管， 1723为第一RO不合格回流管， 1724为第一RO化学清洗进水管，181为第一快冲进水管，182为第一快冲排水管，183为第一浓水排放管，184为第一产水管。

21为第二分水池，211为第二调整池，22为第二过滤器，23为第二原水箱，24为第二筒式自净器，25为第二超滤膜组，26为第二超滤产水箱，271为第二脱盐膜一，272为第二脱盐膜二，28为第二回用水箱。

221为第二过滤加强管，2201为第二管混器，222为第二过滤进水管，2202为第二分水提升泵，223为第二过滤反洗进水管，2231为第二过滤反洗泵。

25为第二超滤膜组，251为第二超滤膜组进水管，2511为超滤膜组进水自动阀，252为第二超滤膜组产水管，2521为第二超滤膜组产水自动阀，253为第二超滤膜组错流管。

26为第二超滤产水箱，254为第二超滤膜组反洗进水管，2540为第二超滤反洗泵，2541为UF加强反洗加药管，2542为第二超滤膜组反洗进水自动阀。

271为第二脱盐膜一，272为第二脱盐膜二，273为第二RO一段浓水管，2711为第二RO进水管，2710为第二RO维护加药管，2712为第二脱盐膜组高压泵，284为第二产水管，2721为第二RO透过液回流管，2722为第二RO化学清洗回流管，2723为第二RO不合格回流管，2724为第二RO化学清洗进水管。

31为进水管，32为低氟回收水管支路， 321为低氟酸性废水管，3211为第一分水阀一，322为高氟酸性废水管， 3221为第一分水阀二，33为微氟回收水管支路，331为微氟碱性废水管，3311为第二分水阀一， 332为碱性废水输送管， 3321为第二分水阀二。

41为UF化学清洗水箱， 411为UF化学清洗进水管， 412为过UF化学清洗回流管，413为UF化学清洗加药管， 4111为UF化学清洗泵， 4112为UF化学清洗进水自动阀， 4121为UF化学清洗回流自动阀，414为UF化学清洗加热器，42为RO化学清洗水箱，421为RO化学清洗加热器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本实用新型，应理解这些实例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

一种硅片废水回用处理装置，如图1、2所示：包括进水检测分流子系统、低氟回收子系统和微氟回收子系统，其中：

所述进水检测分流子系统用于将硅片废水分为低氟酸性废水和微氟碱性废水，将低氟酸性废水通入到低氟回收子系统中，将微氟碱性废水通入到微氟回收子系统中。所述低氟回收子系统用于对低氟酸性废水进行脱氟回用处理。所述微氟回收子系统用于对微氟碱性废水进行脱氟回用处理。

所述进水检测分流子系统包括进水管31、低氟回收水管支路32、微氟回收水管支路33，所述低氟回收水管支路32、微氟回收水管支路33并联在进水管31上，所述进水管31上设置有监测仪表pH计和氟计，所述低氟回收水管支路32上设置有低氟酸性废水管321和高氟酸性废水管322，所述低氟酸性废水管上321设置有第一分水阀一3211，所述高氟酸性废水管322上设置有第一分水阀二3221。所述微氟回收水管支路33设置有微氟碱性废水管331和碱性废水输送管332，所述微氟碱性废水管331上设置有第二分水阀一3311，所述碱性废水输送管332上设置有第二分水阀二3321。监测仪表pH计和氟计与第一分水阀一3211、第一分水阀二3221、第二分水阀一3311、第二分水阀二3321联动连接。

如图1所示，所述低氟回收子系统包括依次连接的第一分水池11、第一过滤器12、第一原水箱13、第一筒式自净器14、第一超滤膜组15、第一超滤产水箱16、第一脱盐膜单元、第一回用水箱18。

所述第一分水池11的前端设置有第一调整池111，所述低氟酸性废水管321、碱性废水输送管332均与第一调整池111连接。

所述第一分水池11通过第一过滤加强管121、第一管混器1201、第一过滤进水管122与第一过滤器12连通，所述第一过滤加强管121上设置有第一分水提升泵1202。

所述第一原水箱13通过第一过滤反洗进水管123与第一过滤器12进行反洗连接。所述第一过滤反洗进水管123上设置有第一过滤反洗泵1231。

所述第一超滤膜组15连接有UF化学清洗水箱41，所述第一超滤膜组15通过UF化学清洗回流管412回流到UF化学清洗水箱41内，所述UF化学清洗水箱41通过UF化学清洗进水管411流入第一超滤膜组15内。所述UF化学清洗水箱41内设置有UF化学清洗加热器414，所述UF化学清洗水箱41上设置有UF化学清洗加药管413，所述UF化学清洗进水管411上设置有UF化学清洗泵4111、UF化学清洗进水自动阀4112。所述UF化学清洗回流管412上设置有UF化学清洗回流自动阀4121。

所述第一超滤膜组15通过第一超滤膜组进水管151与第一筒式自净器14连接，所述第一超滤膜组进水管151上设置有第一超滤膜组进水自动阀1511。

所述第一超滤膜组15通过第一超滤膜组产水管152与第一超滤产水箱16连接，所述第一超滤膜组产水管152上设置有第一超滤膜组产水自动阀1521。

所述第一超滤产水箱16通过第一超滤膜组反洗进水管154与第一超滤膜组15连接，所述第一超滤膜组反洗进水管154上设置有第一超滤反洗泵1540、UF加强反洗加药管1541、第一超滤膜组反洗进水自动阀1542。

所述第一超滤膜组15通过第一超滤膜组错流管153回流到第一分水池11。

所述第一脱盐膜单元包括依次连接的第一脱盐膜一171、第一脱盐膜二172。所述第一脱盐膜一171通过第一RO一段浓水管173与第一脱盐膜二172连接。

所述第一脱盐膜一171通过第一RO进水管1711与第一超滤产水箱16连接，所述第一RO进水管1711上设置有第一RO维护加药管1710、第一脱盐膜组高压泵1712。

所述第一脱盐膜一171、第一脱盐膜二172通过第一产水管184与第一回用水箱18连接，所述第一脱盐膜一171、第一脱盐膜二172通过第一RO透过液回流管1721回流到RO化学清洗水箱42内，所述第一脱盐膜一171、第一脱盐膜二172通过第一RO化学清洗回流管1722回流到RO化学清洗水箱42内，所述RO化学清洗水箱42内设置有RO化学清洗加热器421。所述第一脱盐膜一171、第一脱盐膜二172通过第一RO不合格回流管1723回流到第一超滤产水箱16内，所述第一脱盐膜二172通过第一快冲排水管182回流到第一分水池11内，所述第一回用水箱18通过第一快冲进水管181与第一脱盐膜一171冲洗端口连接。所述第一脱盐膜二172通过第一浓水排放管183排除高浓度废水。所述RO化学清洗水箱42通过第一RO化学清洗进水管1724分别与第一脱盐膜一171、第一脱盐膜二172连接。

所述第一超滤产水箱16通过第一超滤膜组反洗进水管154与第一超滤膜组15反洗连接。

如图2所示，所述微氟回收子系统包括依次连接的第二分水池21、第二过滤器22、第二原水箱23、第二筒式自净器24、第二超滤膜组25、第二超滤产水箱26、第二脱盐膜单元27、第二回用水箱28。

所述第二分水池21的前端设置有第二调整池211，所述微氟碱性废水管331与第二调整池211连接。

所述第二分水池21通过第二过滤加强管221、第二管混器2201、第二过滤进水管222与第二过滤器22连通，所述第二过滤加强管221上设置有第二分水提升泵2202。

所述第二原水箱23通过第二过滤反洗进水管223与第二过滤器22进行反洗连接。所述第二过滤反洗进水管223上设置有第二过滤反洗泵2231。

所述微氟回收水管支路33与第二分水池21连接，所述第二原水箱23通过第二过滤反洗进水管223与第二过滤器22进行反洗连接，所述第二超滤膜组25通过第二超滤膜组错流管253回流到第二分水池21，所述第二超滤产水箱26通过第二超滤膜组反洗进水管254与第二超滤膜组25反洗连接。

所述第二超滤膜组25通过第二超滤膜组进水管251与第二筒式自净器24连接，所述第二超滤膜组进水管251上设置有第二超滤膜组进水自动阀2511。

所述第二超滤膜组25通过第二超滤膜组产水管252与第二超滤产水箱26连接，所述第二超滤膜组产水管252上设置有第二超滤膜组产水自动阀2521。

所述第二超滤产水箱26通过第二超滤膜组反洗进水管254与第二超滤膜组25连接，所述第二超滤膜组反洗进水管254上设置有第二超滤反洗泵2540、第二超滤膜组反洗进水自动阀2542。

所述第二超滤膜组25通过第二超滤膜组错流管253回流到第二分水池21。

所述第二脱盐膜单元27包括依次连接的第二脱盐膜一271、第二脱盐膜二272，所述第二脱盐膜二272通过第二RO不合格回流管2723回流到第二超滤产水箱26内，所述第二脱盐膜二272通过第二快冲排水管282回流到第二分水池21内，所述第二回用水箱28通过第二快冲进水管281与第二脱盐膜一271冲洗端口连接。

所述第二脱盐膜单元包括依次连接的第二脱盐膜一271、第二脱盐膜二272。所述第二脱盐膜一271通过第二RO一段浓水管273与第二脱盐膜二272连接。

所述第二脱盐膜一271通过第二RO进水管2711与第二超滤产水箱26连接，所述第二RO进水管2711上设置有第二RO维护加药管2710、第二脱盐膜组高压泵2712。

所述第二脱盐膜一271、第二脱盐膜二272通过第二产水管284与第二回用水箱28连接，所述第二脱盐膜一271、第二脱盐膜二272通过第二RO不合格回流管2723回流到第二超滤产水箱26内，所述第二脱盐膜二272通过第二快冲排水管282回流到第二分水池21内，所述第二回用水箱28通过第二快冲进水管281与第二脱盐膜一271冲洗端口连接。所述第二脱盐膜二272通过第二浓水排放管283排除高浓度废水。

所述第二超滤产水箱26通过第二超滤膜组反洗进水管254与第二超滤膜组25反洗连接。

第一筒式自净器14、第二筒式自净器24的进出水管路上设置了压差开关，在内部筒体外侧设置了75μm的不锈钢滤网，滤网外层的框架式连动杆，可调节角度±15°，自净器连动杆上的自动刷头为不锈钢材质。

第一超滤膜组15、第二超滤膜组25的自净器提升泵、超滤反洗泵均设置了变频。低氟回收子系统和微氟回收子系统共用一套UF化学清洗设备，UF化学清洗水箱设有加热器，UF化学清洗泵为变频控制超滤膜的分列清洗。

第一超滤膜组15上端中心出口管路设置超滤膜组错流自动阀，错流浓水自动回流至HF1分水池，第二超滤膜组25上端设置超滤膜组回用自动阀，出水回用于废水站溶配药等次级用水。

脱盐膜组高压泵设有旁通管路和RO正冲自动阀，RO产水管上安装流量计和电导率仪，并由系统程序控制RO透过液回流自动阀连通冲洗透过液回流管路。脱盐膜组采用双五步十三阀自控程序，设有原水正冲和产水正冲的两种方式，运行步骤和时间可由程序预先设定或修改。

回用水箱收集回收系统的产水，脱盐膜组产水输送泵为变频控制，按实际用水要求将回用水输送至生产回用和废水站回用两个方向。

一种硅片废水的回用处理方法，包括以下步骤：

步骤1，将硅片废水通过在线监测仪表pH计和氟计进行分水，将低氟酸性废水进入低氟回收子系统的第一分水池11中，将微氟稀碱废水进入微氟回收子系统的第二分水池21中。

对于酸性废水，当pH值在2.0-6.0，F-浓度≤60mg/L时，第一分水阀一3211打开，分出低氟酸性废水进入低氟回收子系统处理。其他情况时，第一分水阀二3221开启，分出高氟酸性废水，通过高氟酸性废水管322排入废水站处理。

对于碱性废水，当9≤pH值＜12，F-浓度≤5mg/L时，第二分水阀一3311打开，分出微氟稀碱废水，进入微氟回收子系统处理。其他情况时，则第二分水阀二3321打开，分出碱性废水,通过碱性废水输送管332将分出的碱性废水混入HF1调整池第一分水池11。

步骤2，对第一分水池11、第二分水池21的PH值调节，调节第一分水池11的pH值在6.0-7.0，调节第二分水池21的pH值在7.5-8.5，第一分水池11中调节好PH的酸性废水通入到第一过滤器12、第一原水箱13、第一筒式自净器14、第一超滤膜组15、第一超滤产水箱16、第一脱盐膜单元、第一回用水箱18进行处理。第二分水池21中调节好PH的碱性废水通入到第二过滤器22、第二原水箱23、第二筒式自净器24、第二超滤膜组25、第二超滤产水箱26、第二脱盐膜单元27、第二回用水箱28进行处理。

步骤21，通过分水提升泵将水打入过滤器，提升泵进水管路上监测废水的ORP、电导率值，作为水质判断和运行管理的依据，同时，通过管混器和过滤加强管进行废水过滤效果加强预处理，过滤器加强管混合药剂为氧化剂和絮凝剂，投加量范围由进水管测得的ORP、电导率值区间确定。

步骤22，将过滤加强混合反应后的废水输送至过滤器处理，过滤器有7个自动控制阀，初次启动采用9步操作流程：排气→正洗→过滤→反洗→排水→气水洗→反洗→正洗→过滤，正常运行省去前两步流程。系统程序设定了3种过滤器反洗自动模式供操作者选用，包括NTU值、压力差、时间周期三种方式，执行周期流程和各步时间由程序自动设定。过滤后由原水箱收集过滤出水，出水浊度NTU＜3，同时作为系统反洗水的水源。

步骤23，将原水箱的水提升至筒式自净器，筒式自净器由进出口法兰、转筒组件、不锈钢刷头、连动杆框架组件、传动轴、电机、控制管路等组成。自净器筒外侧连接进口法兰，筒内腔体连接出口法兰，废水进入筒体，水中的悬浮物颗粒沉积在筒体外的不锈钢滤网上，进出水管路设置压差开关，当压差达到设定值时，控制管路驱动电机，电机带动刷头轴向旋转，并带动框架上的连动杆横向移动，连动杆竖向移动角度为±15°。滤网沉积物被刮向水流方向的另一侧，排污电动阀打开进行排污，时间持续20-30s，排污期间，自净器进出水不间断，系统水损耗低于1%。可实现自动连续过滤、清洗及排污功能。

步骤24，经过筒式自净器精密过滤后，出水自流入超滤膜组，进行全自动过滤和清洗流程处理，包括10组自动阀和3套运行程序。

①正常过滤周期程序步骤7步：投运正冲→过滤→气吹扫→上下排空→反洗Ⅰ/Ⅱ→正冲→过滤，其中：

1）投运正冲：开机前正冲，自净器提升泵开，下进上排，自动开启的阀门包括超滤膜组进水自动阀（U1）、超滤膜组上排水自动阀（U6）、超滤膜组初产水自动阀（U7），设定时间10-30s，最大到2min，时间系统可调。

2）过滤：过滤时间25-45min，程序可输入初始值，包括过滤时间、膜设计通量、系统回收率等，过滤运行过程中，系统根据运行工况温度、压力等条件，自净器提升泵自动变频调节进水流量，即工况下修正流量。正常过滤产水排入超滤产水箱，含清洗药剂的冲洗排放水到废水站，HF2微氟回收系统B的错流浓水回用于废水站溶药配药等次级用水。HF1低氟回收系统A的错流浓水返回前端HF1分水池。

3）气吹扫：进气时间20-60s，间隔时间20-60min，超滤膜组进气自动阀（U8）和超滤膜组上排水自动阀（U6）为开启状态，目的是通过空气扰动剥落中空纤维壁上粘附的表面污染物。

4）上下排空：气吹扫结束后关闭超滤膜组进气自动阀（U8），超滤膜组上排水自动阀（U6）保持打开状态，持续10-20s，利用空气余压执行上排模式，再开启超滤膜组下排水自动阀（U5）,利用重力排水10-20s，以排净气吹扫程序脱落下来的污染物。

5）反洗Ⅰ/Ⅱ：程序执行1-2min，反洗Ⅰ为上反洗，超滤膜组反洗进水自动阀（U4）和超滤膜组上排水自动阀（U6）为开启状态30-60s，反洗Ⅱ为下反洗，超滤膜组下排水自动阀（U5）自动打开30-60s，反洗采用较大通量，反洗压力采用较低压，系统超压则会报警。

6）正冲洗：下进上排，自动开启阀门有超滤膜组进水自动阀（U1）、超滤膜组上排水自动阀（U6），设定时间20-80s。

7）过滤：返回新的周期，正常膜过滤程序。

②加强反洗即在超滤反洗泵后管道混合器前投加反洗药剂，周期由程序设定，由在线出水浊度仪反馈系统，NTU值高于0.3-0.5时，执行加强反洗程序，步骤为10步：过滤→气吹扫→排空→反洗Ⅰ/Ⅱ（前）→浸泡→气吹扫→排空→反洗Ⅰ/Ⅱ（后）→正冲→过滤，其中：区别于过滤周期程序的有反洗Ⅰ/Ⅱ（前）采用较低膜通量，反洗Ⅰ/Ⅱ（后）采用较大膜通量，浸泡时间10-15min，浸泡时所有自动阀关闭。

③化学清洗程序执行依据是在膜的实际通量超过正常设计通量的15-20%，来浸泡溶解清洗去除阶段性累积的顽固性膜污染物，分为12步：过滤→气吹扫→排空→反洗Ⅰ/Ⅱ→排空→化学清洗循环→浸泡→化学清洗循环→排空→反洗Ⅰ/Ⅱ→正冲→过滤，其中：反洗操作参数同过滤周期程序，化学清洗循环设定20-30min,浸泡40-90min。回收系统A和B共用一套化学清洗循环系统，清洗循环时UF化学清洗进水自动阀（U9）和UF化学清洗回流自动阀（U10）处于开启状态，UF化学清洗水箱加热温度在25-40℃。

超滤膜组全自动控制的最大特点是：运行状态相对于时间、水质而动态变化，而控制系统参数可通过内设变量关系和相关曲线修正，以适应实际运行工况并实时调整，保证超滤膜组运行稳定和持续。

步骤25，超滤膜组产水再经过高压泵压入脱盐膜组进行分离、浓缩和提纯，去除的小分子有机物、胶体、大部分盐分离子形成浓水，而提纯形成以水分子和微量离子为主的产品水回用于生产。脱盐膜组采用双五步十三阀共的自控方式，设有低压原水和低压产水的两种正冲方式，并设有分段自动化学清洗，包括正常膜滤周期和化学清洗周期，运行步骤如下：

①正常膜滤周期程序分5步：原水正冲→高压缓进→膜滤产水→产水正冲Ⅰ→膜滤产水，其中：

1）原水正冲开启的自动阀有RO正冲自动阀V5′、RO排水自动阀V3′和RO产水回流自动阀V3，在低压情况下，对膜组件进行冲洗，冲洗排水通过自动阀V3′排入废水站，少量透过水在产水端回流至前端超滤水箱。

2）高压缓进程序先关闭程序1）的自动阀，先开高压泵，再缓慢打开进水阀，启动设置3-6s，开始产水。

3）保持2）流程开启阀门状态，并根据实测电导率值自动切换RO产水回流自动阀V3和RO产水自动阀V2。HF1回收系统的浓水排入废水站低氟系统处理，HF2回收系统的浓水则经过杀菌后回用于生产生活杂用水。

4）步骤的产水正冲Ⅰ设定时间为3）步骤的膜滤产水运行时间不超过6h执行一次，持续2-4min，开启的阀门是RO快冲进水自动阀V5、RO产水回流自动阀V3和RO快冲排水自动阀V6。

②化学清洗周期程序分5步：低流量清洗→浸泡→大流量清洗→产水正冲Ⅱ→原水正冲，其中：1）低流量清洗打开一半化学清洗流量，开启清洗进水和排水自动阀，以及RO透过液回流自动阀V6′，进行循环清洗20-60min。2）浸泡1-4h。3）大流量清洗以1-1.5倍的化学清洗流量重复步骤1）。4）产水正冲Ⅱ步骤中，除RO透过液回流自动阀V6′保持打开状态，步骤1）中其它阀门都关闭，并打开RO快冲进水和排水自动阀（V5和V6）。5）原水正冲程序同正常膜滤周期第一步。

步骤3，第一超滤膜组15、第二超滤膜组25的参数控制方法如下：

根据超滤组件性能可得单支超滤面积f₀，结合已知超滤设计流量Q₀、废水性质以及超滤设计通量q₀得到所需超滤的支数n₁。通过实时监测得到的超滤组件进水侧压力P_１、超滤组件产水侧压力P_２和超滤组件浓水侧压力P_３，进而得到超滤平均膜压差P_M：根据检测到的超滤温度和超滤压力得到超滤工况下的修正流量Q_S：

Q_S=α₁×β₁×Q₀

α₁=k₁T

β₁=k₂P_M

其中，Q_S表示超滤工况下的修正流量，α₁表示超滤温度修正系数，k₁表示超滤水温标准曲线曲率，T表示超滤温度，β₁表示超滤压差修正系数，k_２表示超滤压力标准曲线曲率。

根据超滤工况下的修正流量Q_S得出系统超滤的实际通量q_S。根据超滤组件进水侧流量Q_１和超滤组件产水侧流量Q_２得到超滤系统回收率Ｒ，根据超滤系统回收率Ｒ和超滤工况下的修正流量Q_S得到超滤回收产品水水量Q_Ｒ。

所需超滤膜的支数n₁的公式为：

n₁= Q₀/（q₀×f₀×/1000）

其中，n₁表示所需超滤膜的支数，Q₀表示超滤膜设计流量，q₀表示超滤膜设计通量，f₀表示单支超滤膜面积。

超滤膜平均膜压差P_M的公式为：

P_M=(P₁+P₃)/2-P₂

其中，P_１表示超滤膜组件进水侧压力，P_２表示超滤膜组件产水侧压力，P_３表示超滤膜组件浓水侧压力。

系统超滤膜的实际通量q_S的公式为：

q_S=1000Q_S/f₀/n₁

其中，q_S表示系统超滤膜的实际通量，Q_S表示超滤工况下的修正流量，f₀表示单支超滤膜面积，n₁表示所需超滤膜的支数。

超滤膜系统回收率Ｒ的公式为：

Q₂/Q₁=Ｒ

其中，Ｒ表示超滤膜系统回收率，Q₂表示超滤膜组件产水侧流量，Q₁表示超滤膜组件进水侧流量。

超滤膜回收产品水水量Q_Ｒ的公式为：

Q_Ｒ=Ｒ×Q_Ｓ

其中，Q_Ｒ表示超滤膜回收产品水水量，Ｒ表示超滤膜系统回收率，Q_Ｓ表示超滤工况下的修正流量。

UF化学清洗水箱（41）的参数控制方法如下：

根据所需超滤膜的支数n₁和单支超滤膜化学清洗流量q_W得到的超滤膜化学清洗流量Q_W，

Q_W=q_W×n₁

其中，Q_W表示超滤膜化学清洗流量，q_W表示单支超滤膜化学清洗流量，n₁表示所需超滤膜的支数。

步骤4，第一脱盐膜单元、第二脱盐膜单元27的参数控制方法如下：

根据脱盐单元性能可得单支脱盐面积f₀＇，结合脱盐设计流量Q₀＇以及脱盐设计通量q₀＇得到所需脱盐的支数n₂。通过实时监测得到的脱盐单元进水侧压力P₁＇、脱盐单元产水侧压力P₂＇和脱盐单元浓水侧压力P₃＇进而得到脱盐平均膜压差P_M＇。根据检测到的脱盐温度和脱盐压力得到脱盐工况下的修正流量Q_T 。

Q_T=α₂×β₂×γ×Q

α₂=k₁＇T＇

β₂=k₂＇P_M＇

γ=k₃＇C/k₄ ＇

其中，Q_T 表示脱盐工况下的修正流量，α₂表示脱盐温度修正系数，k₁＇表示脱盐水温标准曲线曲率，T＇表示脱盐温度，β₂表示脱盐压差修正系数，k₂＇表示脱盐压力标准曲线曲率，γ表示溶解固体修正系数，k₃＇表示溶解固体标准曲线曲率，C表示RO脱盐进水电导率值，P_M＇表示脱盐平均膜压差，k₄ ＇表示溶解固体转化率。

根据脱盐工况下的修正流量Q_T得出脱盐的实际通量q_T。根据脱盐工况下的修正流量Q_T和脱盐浓水流量Q_N得到脱盐系统平均回收率`R，根据脱盐系统平均回收率`R和脱盐工况下的修正流量Q_T得到脱盐回收产品水水量Q_ＲT。

步骤4中所需脱盐的支数n₂的公式为：

n₂= Q₀＇/(q₀＇×f₀＇/1000)

其中，n₂表示所需脱盐的支数，Q₀＇表示脱盐设计流量，q₀＇表示脱盐设计通量，f₀＇表示单支脱盐面积。

脱盐平均膜压差P_M＇的公式为：

P_M＇=(P₁＇+P₃＇)/2-P₂＇

其中，P_M＇表示脱盐平均膜压差，P₁＇表示脱盐单元进水侧压力，P₂＇表示脱盐单元产水侧压力，P₃＇表示脱盐单元浓水侧压力。

脱盐的实际通量q_T的公式为：

q_T=1000Q_T/f₀＇/n₂ 。

其中，q_T表示脱盐的实际通量，Q_T表示脱盐工况下的修正流量，f₀＇表示脱盐设计通量，n₂表示所需脱盐的支数。

脱盐回收产品水水量Q_ＲT的公式为：

`R=(Q_T-Q_N)/Q_T

Q_ＲT=`R×Q_T

其中，`R表示脱盐系统平均回收率，Q_T表示脱盐工况下的修正流量，Q_N表示脱盐浓水流量，Q_ＲT表示脱盐回收产品水水量。

高压泵的压力变频调节范围：

ΔP_max=P_in-P_M

其中，ΔP_max表示管损最大压降，P_ｉｎ表示高压泵设计压力，P_M＇表示脱盐平均膜压差。

系统根据RO膜的实际通量q_T达到系统设定的限值以上，则进入化学清洗程序，由膜特性设定单支膜清洗流量，通过实际运行膜清洗的支数进行分段或分级清洗，化学清洗流量与RO化学清洗泵变频联动控制。

系统自动监测进水、产水和浓水的流量，在产水运行10-20min内，根据高压泵变频控制流量Q_T，再通过调节浓水手动阀（V4或V4′前的阀门）以调节流量计Q_N的值，参照公式13校核`R满足系统规定的限制。

脱盐膜组最终得到回用纯水于回用水箱收集，一是于生产和废水站的用水，二是作为自动冲洗的水源水。

所述的回用水箱收集回收系统的产水，脱盐膜组产水输送泵为变频控制，按实际用水要求将回用水输送至生产回用和废水站回用两个方向，系统平均回用率70%以上。

本系统应用实例：低氟回收子系统的废水流量2308m3/d，F离子浓度100-160mg/L，pH=2，微氟回收子系统的废水流量1960m3/d，F离子浓度2-5mg/L，pH=10-12，经过本系统回收处理后，F离子脱除率98%以上，超滤膜组回收率93.7%，脱盐膜组平均回收率70%，自来水节省量为2350m3/d，减少废水站处理量60%以上。回收系统基本实现全自动化，回用水质达标，可梯级回用于生产配药、车间地面或压滤设备冲洗、循环冷却水、车间生活区冲厕、道路冲洗等，系统设计精细全面，运行效果稳定。

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。

Claims (8)

1.一种硅片废水回用处理装置，其特征在于：包括进水检测分流子系统、低氟回收子系统和微氟回收子系统，所述进水检测分流子系统分别与低氟回收子系统和微氟回收子系统连接，其中：

所述进水检测分流子系统用于将硅片废水分为低氟酸性废水和微氟碱性废水，将低氟酸性废水通入到低氟回收子系统中，将微氟碱性废水通入到微氟回收子系统中；

所述低氟回收子系统用于对低氟酸性废水进行脱氟回用处理；

所述微氟回收子系统用于对微氟碱性废水进行脱氟回用处理。

2.根据权利要求1所述硅片废水回用处理装置，其特征在于：所述低氟回收子系统包括依次连接的第一分水池（11）、第一过滤器（12）、第一原水箱（13）、第一筒式自净器（14）、第一超滤膜组（15）、第一超滤产水箱（16）、第一脱盐膜单元、第一回用水箱（18）；所述第一超滤膜组（15）连接有UF化学清洗水箱（41），第一脱盐膜一（171）连接有RO化学清洗水箱（42）；所述第一原水箱（13）通过第一过滤反洗进水管（123）与第一过滤器（12）进行反洗连接；所述第一过滤反洗进水管（123）上设置有第一过滤反洗泵（1231）。

3.根据权利要求2所述硅片废水回用处理装置，其特征在于：所述微氟回收子系统包括依次连接的第二分水池（21）、第二过滤器（22）、第二原水箱（23）、第二筒式自净器（24）、第二超滤膜组（25）、第二超滤产水箱（26）、第二脱盐膜单元（27）、第二回用水箱（28）。

4.根据权利要求3所述硅片废水回用处理装置，其特征在于：所述进水检测分流子系统包括进水管（31）、低氟回收水管支路（32）、微氟回收水管支路（33），所述低氟回收水管支路（32）、微氟回收水管支路（33）并联在进水管（31）上，所述进水管（31）上设置有监测仪表pH计和氟计，所述低氟回收水管支路（32）上设置有低氟酸性废水管（321）和高氟酸性废水管（322），所述低氟酸性废水管（321）上设置有第一分水阀一（3211），所述高氟酸性废水管（322）上设置有第一分水阀二（3221）；所述微氟回收水管支路（33）设置有微氟碱性废水管（331）和碱性废水输送管（332），所述微氟碱性废水管（331）上设置有第二分水阀一（3311），所述碱性废水输送管（332）上设置有第二分水阀二（3321）；监测仪表pH计和氟计与第一分水阀一（3211）、第一分水阀二（3221）、第二分水阀一（3311）、第二分水阀二（3321）联动连接。

5.根据权利要求4所述硅片废水回用处理装置，其特征在于：所述低氟回收水管支路（32）与第一分水池（11）连接，所述碱性废水输送管（332）与第一分水池（11）连接；所述第一原水箱（13）通过第一过滤反洗进水管（123）与第一过滤器（12）进行反洗连接，所述第一超滤膜组（15）通过UF化学清洗回流管（412）回流到UF化学清洗水箱（41）内，所述UF化学清洗水箱（41）通过UF化学清洗进水管（411）流入第一超滤膜组（15）内；所述第一超滤膜组（15）通过第一超滤膜组错流管（153）回流到第一分水池（11）。

6.根据权利要求5所述硅片废水回用处理装置，其特征在于：所述第一脱盐膜单元包括依次连接的第一脱盐膜一（171）、第一脱盐膜二（172），所述第一脱盐膜二（172）通过第一RO透过液回流管（1721）回流到RO化学清洗水箱（42）内，所述第一脱盐膜二（172）通过第一RO化学清洗回流管（1722）回流到RO化学清洗水箱（42）内，所述第一脱盐膜二（172）通过第一RO不合格回流管（1723）回流到第一超滤产水箱（16）内，所述第一脱盐膜二（172）通过第一快冲排水管（182）回流到第一分水池（11）内，所述第一回用水箱（18）通过第一快冲进水管（181）与第一脱盐膜一（171）冲洗端口连接。

7.根据权利要求6所述硅片废水回用处理装置，其特征在于：所述UF化学清洗水箱（41）内设置有UF化学清洗加热器（414），所述UF化学清洗水箱（41）上设置有UF化学清洗加药管（413），所述UF化学清洗进水管（411）上设置有UF化学清洗泵（4111）、UF化学清洗进水自动阀（4112）；所述UF化学清洗回流管（412）上设置有UF化学清洗回流自动阀（4121）；所述第一超滤产水箱（16）通过第一超滤膜组反洗进水管（154）与第一超滤膜组（15）反洗连接；所述RO化学清洗水箱（42）内设置有RO化学清洗加热器（421）。

8.根据权利要求7所述硅片废水回用处理装置，其特征在于：所述微氟回收水管支路（33）与第二分水池（21）连接，所述第二原水箱（23）通过第二过滤反洗进水管（223）与第二过滤器（22）进行反洗连接，所述第二超滤膜组（25）通过第二超滤膜组错流管（253）回流到第二分水池（21），所述第二超滤产水箱（26）通过第二超滤膜组反洗进水管（254）与第二超滤膜组（25）反洗连接；

所述第二脱盐膜单元（27）包括依次连接的第二脱盐膜一（271）、第二脱盐膜二（272），所述第二脱盐膜二（272）通过第二RO不合格回流管（2723）回流到第二超滤产水箱（26）内，所述第二脱盐膜二（272）通过第二快冲排水管（282）回流到第二分水池（21）内，所述第二回用水箱（28）通过第二快冲进水管（281）与第二脱盐膜一（271）冲洗端口连接。