CN219823935U - 一种玻璃面板蚀刻废水处理装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型一种玻璃面板蚀刻废水处理装置,属于高氟高氨氮废水处理技术领域。装置包括:化学沉淀反应罐、提升泵、中空纤维微滤膜组件、中间水箱、中间水泵、膜接触反应器、硫酸循环罐、硫酸循环泵以及管道、阀门和仪表。蚀刻废水首先进入化学沉淀反应罐,在罐中加入除氟剂和氢氧化钠,利用化学沉淀法除去废水中氟化物,同时将废水调节pH至12,化学沉淀罐出水经过提升泵加压后泵入中空纤维微滤膜组件,滤除废水中细小悬浮杂质和胶体物质,过滤产生的浓水返回化学沉淀罐循环处理,产水则进入中间水箱4,产水中氟化物含量<10mg/L;中间水箱将产水泵入膜接触反应器中,反应器用于吸收去除废水中氨氮,废水中氨氮浓度可降低至15mg/L以下。

Description

一种玻璃面板蚀刻废水处理装置
技术领域
本实用新型涉及一种玻璃面板蚀刻废水处理领域,具体涉及一种高氟高氨氮废水处理装置。
背景技术
随着智能手机对玻璃显示面板的厚度要求越来越严格,玻璃面板中的蚀刻工艺成了重要的环节,目前使用以氢氟酸为主要成分的蚀刻液进行玻璃蚀刻减薄处理,随着蚀刻液的循环使用,蚀刻液中的氢氟酸浓度降低,同时溶液中H2SiF6含量增加,当H2SiF6浓度达到10%以上时,蚀刻液粘度有所增加,导致蚀刻效果变差,需要更换蚀刻液,产生的废蚀刻液主要成分有:HF、H2SiF6、H2SO4、HCl、NH4HF2等。《污水综合排放标准》中规定含氟废水排放一级标准为10mg/L,氨氮废水排放一级标准为15mg/L,因此有必须对废蚀刻液除氟、除氨氮处理。
目前,含氟废水的处理方法主要有化学沉淀法、吸附法、电化学法等,其中化学沉淀法处理时间长,效率不高;吸附法和电化学法处理成本高。
氨氮废水的处理方法主要有:蒸汽汽提法、折点加氯法、生物法等,其中蒸汽汽提法能耗高,且设备操作弹性较差;折点加氯法和生物法适用于低浓度氨氮废水处理。
实用新型内容
为解决上述问题,本实用新型提供一种能有效达标处理含氟及高氨氮废水的处理装置。
本实用新型所采用的技术方案如下:一种玻璃面板蚀刻废水处理装置,包括:化学沉淀反应罐、提升泵、中空纤维微滤膜组件、中间水箱、中间水泵、膜接触反应器、硫酸循环罐、硫酸循环泵,以上装置通过配套的管道、阀门和仪表连接成一套含氟、含氨废水,装置工艺流程如附图1所示。
蚀刻废水首先进入化学沉淀反应罐,在罐中加入除氟剂和氢氧化钠,利用化学沉淀法除去废水中氟化物,同时将废水调节pH至12,化学沉淀罐出水经过提升泵加压后泵入中空纤维微滤膜组件滤除废水中细小悬浮杂质和胶体物质,过滤产生的浓水返回化学沉淀罐循环处理,产水则进入中间水箱,产水中氟化物含量<10mg/L。
将中间水箱的废水加热至35~40℃,使废水中氨氮转化成游离态NH3,加热后的废水进入膜接触反应器,废水中游离态NH3逐渐从气液界面挥发出来,扩散透过膜接触反应器中膜的膜孔进入稀硫酸中被吸收,脱氨后的出水氨氮浓度<15mg/L。
所述化学沉淀反应罐为圆锥形罐体,内壁防腐处理,上部设置进水口,底部设置排泥口,中部设置出水口,顶部设置除氟剂和氢氧化钠加药口。
所述中空纤维微滤膜组件用于去除沉淀后废水中微细颗粒杂质及胶体物质,一方面可以将沉淀后的氟化物去除,将水中氟含量控制在10mg/L以下;另一方面可以起到保护后续膜接触反应器的作用,避免膜接触反应器的堵塞。
所述中间水箱内配置蒸汽加热盘管,将水箱内水温保持在35~40℃,底部出水口通过管道与中间水泵进水口相连接,中间水泵出水口通过管道与膜接触反应器连接。
所述膜接触反应器用于吸收去除废水中氨氮,膜接触反应器内装有若干疏水性中空纤维膜,中空纤维膜丝管程为废水流道,中空纤维膜丝壳程为硫酸溶液流道,废水中气态氨在中空纤维膜外表面通过膜孔与膜丝内硫酸迅速反应吸收,从而将氨氮转换为铵盐,废水中氨氮浓度可降低至15mg/L以下。
所述硫酸循环罐下部侧壁设置出口,通过管道与硫酸循环泵连接,将硫酸溶液泵入所述膜接触反应器的壳程,吸收废水中的气态氨形成铵盐,随后硫酸溶液通过管道回流到硫酸循环罐中,循环使用。
化学沉淀反应罐中部的出水口通过提升泵与中空纤维微滤膜组件下部的待处理进水口连接;中空纤维微滤膜组件上部的浓水口与化学沉淀反应罐进水口连接;中空纤维微滤膜组件顶部的产水口与中间水箱的进水口连接;中间水箱的出水口通过中间水泵连接到膜接触反应器底端的进水口,经膜接触反应器处理后废水中氨氮浓度降低至15mg/L以下,经其顶端出水口排放;
膜接触反应器上部硫酸溶液出口与硫酸循环罐上部的罐体入口连接;膜接触反应器下部的硫酸溶液进口通过硫酸循环泵与硫酸循环罐下部设置罐体出口连接。
进一步地,所述提升水泵扬程30~40m。
进一步地,所述中空纤维微滤膜组件内滤膜材质为PTFE(聚四氟乙烯)或PES(聚醚砜)。
进一步地,所述中间水泵扬程8~12m,采用变频控制形式。
进一步地,所述膜接触反应器内膜材质为PTFE或PP(聚丙烯),膜接触反应器可采用多级串联或并联形式使用。
进一步地,所述硫酸循环泵扬程8~12m,采用变频控制形式。
进一步地,所述硫酸循环罐内溶液为质量分数5~10%的稀硫酸溶液。
本实用新型的有益之处是:
1、除氟工艺流程短,除氨效率高,处理后氟含量小于10mg/L,氨氮浓度小于15mg/L。
2、 废水中氨氮回收成高纯度铵盐,实现废物回收利用。
附图说明
图1玻璃面板蚀刻废水处理工艺装置示意图。
图中:1化学沉淀反应罐、2提升泵、3中空纤维微滤膜组件、4中间水箱、5中间水泵、6膜接触反应器、7硫酸循环罐、8硫酸循环泵。
具体实施方式
60m³/d玻璃面板蚀刻废水处理装置包括:化学沉淀反应罐1、提升泵2、中空纤维微滤膜组件3、中间水箱4、中间水泵5、膜接触反应器6、硫酸循环罐7、硫酸循环泵8,以上装置通过配套的管道、阀门和仪表连接成一套含氟、含氨废水的处理装置及工艺流程如附图1所示。
化学沉淀反应罐1中部的出水口通过提升泵2与中空纤维微滤膜组件3下部的待处理进水口连接;中空纤维微滤膜组件3上部的浓水口与化学沉淀反应罐1进水口连接;中空纤维微滤膜组件3顶部的产水口与中间水箱4的进水口连接;中间水箱4的出水口通过中间水泵5连接到膜接触反应器6底端的进水口,经膜接触反应器6处理后废水中氨氮浓度降低至15mg/L以下,经其顶端出水口排放;
膜接触反应器6上部硫酸溶液出口与硫酸循环罐7上部的罐体入口连接;膜接触反应器6下部的硫酸溶液进口通过硫酸循环泵8与硫酸循环罐7下部设置罐体出口连接。
蚀刻废水首先进入化学沉淀反应罐1,在罐中加入除氟剂和氢氧化钠,利用化学沉淀法除去废水中氟化物,同时将废水调节pH至12,化学沉淀罐1出水经过提升泵2加压后泵入中空纤维微滤膜组件3滤除废水中细小悬浮杂质和胶体物质,过滤产生的浓水返回化学沉淀罐1循环处理,产水则进入中间水箱4,产水中氟化物含量<10mg/L。
将中间水箱4的废水加热至35~40℃,使废水中氨氮转化成游离态NH3,加热后的废水进入膜接触反应器6,废水中游离态NH3逐渐从气液界面挥发出来,扩散透过膜接触反应器6中膜的膜孔进入稀硫酸中被吸收,脱氨后的出水氨氮浓度<15mg/L。
所述化学沉淀反应罐1为圆锥形罐体,内壁防腐处理,上部设置进水口,底部设置排泥口,中部设置出水口,顶部设置除氟剂和氢氧化钠加药口。
中空纤维微滤膜组件3顶部设置产水口,底部设置排污口,上部设置浓水口,下部设置待处理进水口;所述中空纤维微滤膜组件3用于去除沉淀后废水中微细颗粒杂质及胶体物质,一方面可以将沉淀后的氟化物去除,将水中氟含量控制在10mg/L以下;另一方面可以起到保护后续膜接触反应器6的作用,避免膜接触反应器6的堵塞。
所述中间水箱4内配置蒸汽加热盘管,将水箱内水温保持在35~40℃,底部出水口通过管道与中间水泵5进水口相连接,中间水泵5出水口通过管道与膜接触反应器6连接。
膜接触反应器6顶端设置出水口,将经过处理后的水排放;膜接触反应器6上部设置硫酸溶液出口;膜接触反应器6下部设置硫酸溶液进口;所述膜接触反应器6用于吸收去除废水中氨氮,膜接触反应器6内装有若干疏水性中空纤维膜,中空纤维膜丝管程为废水流道,中空纤维膜丝壳程为硫酸溶液流道,废水中气态氨在中空纤维膜外表面通过膜孔与膜丝内硫酸迅速反应吸收,从而将氨氮转换为铵盐,废水中氨氮浓度可降低至15mg/L以下。
硫酸循环罐7上部设置罐体入口;所述硫酸循环罐7下部侧壁设置出口,通过管道与硫酸循环泵8连接,将硫酸溶液泵入所述膜接触反应器6的壳程,吸收废水中的气态氨形成铵盐,随后硫酸溶液通过管道回流到硫酸循环罐7中,循环使用。
进一步地,所述提升泵2扬程30~40m。
进一步地,所述中空纤维微滤膜组件3内滤膜材质为PTFE(聚四氟乙烯)或PES(聚醚砜)。
进一步地,所述中间水泵5扬程8~12m,采用变频控制形式。
进一步地,所述膜接触反应器6内膜材质为PTFE或PP(聚丙烯),膜接触反应器可采用多级串联或并联形式使用。
进一步地,所述硫酸循环泵8扬程8~12m,采用变频控制形式。
进一步地,所述硫酸循环罐7内溶液为质量分数5~10%的稀硫酸溶液。
60m³/d玻璃面板蚀刻废水处理装置主要设备描述如下:
1、化学反应沉淀罐2台
有效容积:4m³;材质:钢制,内壁防腐;
2、提升泵2台
流量:10m³/h;扬程:30m;
3、中空纤维微滤膜组件8支
外径200mm、长1200mm,膜壳材质UPVC(聚氯乙烯),中空纤维微滤膜丝材质PTFE,膜面积16㎡;
4、中间水箱1台
有效容积:4m³;材质:钢制,内壁防腐;配蒸汽加热盘管;
5、中间水泵2台
流量:3m³/h;扬程:15m;变频方式启动;
6、膜接触反应器24支
外径220mm、长1150mm,膜壳材质UPVC,内部封装PTFE中空纤维膜丝12000根;采用3级串联,每级8支并联形式;
7、硫酸循环罐1台
有效容积:10m³;材质:钢制,内壁防腐;
8、硫酸循环泵2台
流量:15m³/h;扬程:12m;变频方式启动。
该套装置在江苏某玻璃显示面板生产企业正常运行,部分运行数据如下表所示:由可知系统出口氟含量小于10 mg/L,氨氮小于15mg/L。

Claims (10)

1.一种玻璃面板蚀刻废水处理装置,其特征在于,包括:化学沉淀反应罐(1)、提升泵(2)、中空纤维微滤膜组件(3)、中间水箱(4)、中间水泵(5)、膜接触反应器(6)、硫酸循环罐(7)和硫酸循环泵 (8);其中,
化学沉淀反应罐 (1)中部的出水口通过提升泵(2)与中空纤维微滤膜组件(3)下部的待处理进水口连接;中空纤维微滤膜组件(3)上部的浓水口与化学沉淀反应罐 (1)进水口连接;中空纤维微滤膜组件 (3)顶部的产水口与中间水箱(4)的进水口连接;中间水箱 (4)的出水口通过中间水泵 (5)连接到膜接触反应器(6)底端的进水口,经膜接触反应器 (6)处理后废水中氨氮浓度降低至15mg/L以下,经其顶端出水口排放;
膜接触反应器(6)上部硫酸溶液出口与硫酸循环罐 (7)上部的罐体入口连接;膜接触反应器 (6)下部的硫酸溶液进口通过硫酸循环泵 (8)与硫酸循环罐 (7)下部设置罐体出口连接。
2. 根据权利要求1所述的一种玻璃面板蚀刻废水处理装置,其特征在于:所述化学沉淀反应罐 (1)为圆锥形罐体,内壁防腐处理,上部设置进水口,底部设置排泥口,中部设置出水口,顶部设置加药口。
3. 根据权利要求1所述的一种玻璃面板蚀刻废水处理装置,其特征在于:中空纤维微滤膜组件 (3)顶部设置产水口,底部设置排污口,上部设置浓水口,下部设置待处理进水口;中空纤维微滤膜组件 (3)用于滤除废水中细小悬浮杂质和胶体物质,使产水中氟化物含量<10mg/L。
4. 根据权利要求1所述的一种玻璃面板蚀刻废水处理装置,其特征在于:膜接触反应器 (6)顶端设置出水口,将经过处理后的水排放;膜接触反应器(6)上部设置硫酸溶液出口;膜接触反应器 (6)下部设置硫酸溶液进口;所述膜接触反应器 (6)用于吸收去除废水中氨氮,膜接触反应器 (6)内装有疏水性中空纤维膜,中空纤维膜丝管程为废水流道,中空纤维膜丝壳程为硫酸溶液流道。
5. 根据权利要求1所述的一种玻璃面板蚀刻废水处理装置,其特征在于:硫酸循环罐(7)上部设置罐体入口;硫酸循环罐(7)下部设置罐体出口;所述硫酸循环罐(7)通过下部的出口将硫酸溶液泵入所述膜接触反应器 (6)的壳程,吸收废水中的气态氨形成铵盐,随后硫酸溶液通过膜接触反应器(6)上部的硫酸溶液出口回流到硫酸循环罐 (7)上部罐体入口,实现硫酸溶液的循环使用。
6. 根据权利要求1所述的一种玻璃面板蚀刻废水处理装置,其特征在于:所述中间水箱 (4)内配置蒸汽加热盘管,将水箱内水温保持在35~40℃。
7. 根据权利要求1所述的一种玻璃面板蚀刻废水处理装置,其特征在于:所述提升泵(2)扬程30~40m。
8. 根据权利要求1所述的一种玻璃面板蚀刻废水处理装置,其特征在于:所述中空纤维微滤膜组件 (3)内滤膜材质为PTFE或PES。
9. 根据权利要求1所述的一种玻璃面板蚀刻废水处理装置,其特征在于:所述中间水泵(5)及硫酸循环泵 (8),扬程8~12m,采用变频控制形式。
10. 根据权利要求1所述的一种玻璃面板蚀刻废水处理装置,其特征在于:所述膜接触反应器 (6)内膜材质为PTFE或PP,膜接触反应器可采用多级串联或并联形式使用。
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