專利名稱：廢水處理裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種廢水處理裝置，具體地說一種無需經由傳統化學混凝所需的沉淀池或氣浮池，并且可耐受進水流量與水質沖擊，同時維持產水質量的廢水處理裝置。
背景技術：
現今的廢水處理方法包含利用物理、化學以及生物等方法對廢水進行處理，以使廢水凈化，減少污染，達到廢水回收使用，充分利用水資源。其中化學方法可列舉例如:化學混凝法、薄膜過濾法、電化學混凝法以及離子交換法等。一般經常使用的化學混凝法，其是以添加無機鹽類混凝劑(coagulant)方式將微小粒子凝聚成大顆粒，再以重力方式在沉淀池中沉降。自沉淀池流出的水，會通過砂濾池經過預處理再藉由氯消毒后，形成中水。所謂“中水”又可稱作再生水或回收水，其是指污水經過處理后回收再使用的水，由于城市建筑中將供水稱作“上水”，污水稱為“下水”，因此中水有著取其兩者之間的意思，中水可以作為冷卻用水、水塔補充水、清潔用水或綠化用水等低效益的雜用水。隨著水源缺乏，對于中水的需求已演變為需進一步使用逆滲透(Reverse Osmosismembrane, R0)處理，以產生高純度的再生水以與自(Reverse Osmosis membrane, R0)處理，以產生高純度的再生水以與自來水混合而進入純水制程。但是逆滲透制程對于進料水的要求嚴格，包含酸堿值、鹽類濃縮結垢、污泥密度指數(Sludge Density Index, SDI)等,其預處理單元復雜,且會增加成本,對于欲進行回收中水作更進一步逆滲透處理使用，實則不是良好的施行方案。
實用新型內容有鑒于此，為了克服上述缺點，本實用新型人經過多次嘗試而發明本廢水處理裝置，其無需經由傳統化學混凝所需的沉淀池或氣浮池，并且可耐受進水流量與水質沖擊，以及所產生的中水質量可直接進行逆滲透而無需任何逆滲透預處理的廢水處理裝置。本實用新型的廢水處理裝置包括一進料部以及一處理槽。所述進料部，至少包含一進料口、一加藥進料口以及一管道混合器；所述進料口是供廢水進入，所述加藥進料口是投入供凈水藥劑，所述管道混合器與所述進料口以及所述加藥進料口連接，且將由所述進料口進料的廢水以及由所述加藥進料口進料的凈水藥劑混合后，進料至所述處理槽中；所述處理槽，包含至少一槽體、一鼓風機以及一出水口 ；其中所述進料部的所述管道混合器將進料至所述處理槽的所述至少一槽體中；每一槽體設置有一膜過濾器，所述槽體由所述鼓風機進行曝氣，且所述槽體設有一出水口以回收過濾后的水。優選地，所述處理槽的所述槽體進一步設有一廢料出口。優選地，所述處理槽的所述槽體設有一酸液/堿液進料口以及一酸堿值測定計。[0011 ] 優選地，所述酸液/堿液進料口的進料酸液選用硫酸或鹽酸，進料堿液選用氫氧化鈉。優選地，所述處理槽包含三個槽體，分別為第一槽、第二槽和第三槽，在所述第一槽、所述第二槽和所述第三槽中各自設有所述膜過濾器，其為負壓抽濾的平板狀膜或是中空纖維絲膜，且其膜孔徑為0.0l至10微米。優選地，由所述廢料出口流出的廢水的膠羽濃度約為10，000至25，000mg/L。優選地，所述膜過濾器的膜材質選自聚氯乙烯PVC、聚丙烯腈PAN、聚丙烯PP、聚砜PS、聚醚砜PES以及聚偏氟乙烯PVDF中至少一種。優選地，所述處理槽的所述槽體與所述出水口之間設有一產水流量計，且所述處理槽的膜產水通量為10至100L/m2/hr。本實用新型的廢水處理裝置具有以下優點及功效:1、本實用新型的廢水處理裝置能以高回收率(97.5%以上)產生中水，該中水質量為高純度且所產生的中水可直接由逆滲透制程作進一步處理(SDI15 < 4) ;2、本實用新型的廢水處理裝置無需傳統化學混凝法的沉淀池或氣浮池，且所分離的固體物以及廢液可直接進入污泥脫水機處理，無需另外設置污泥濃縮池，其處理槽所使用的超濾膜的耐受性亦高，可維持生產質量穩定的中水。
圖1是本實用新型的廢水處理裝置的結構示意圖。附圖標記說明如下:進料部1、進料口 101、加藥進料口 102、管道混合器103、處理槽2、第一槽21、第二槽22、第三槽23、酸液/堿液進料口 24、酸堿值測定計25、廢料出口 26、膜過濾器211、膜過濾器221、膜過濾器231、鼓風機3、調節閥31、調節閥32、調節閥33、出水口 4、產水流量計41、產水流量計42、產水流量計43。
具體實施方式
為使貴審查員能進一步了解本實用新型的結構、特征及其他目的，現結合所附較佳實施例附以附圖詳細說明如下，本附圖所說明的實施例僅用于說明本實用新型的技術方案并非限定本實用新型。本實用新型使用凈水藥劑捕捉廢水中的污染物，而將污染物轉化形成不溶于水的絮凝物，并利用一段或多段的膜過濾單元，進行多段的膜過濾，使之產生的中水質量符合逆滲透的進水要求。最終的處理槽所排出的高濃度絮凝體，亦即所謂的廢液或污泥，可直接進入污泥脫水處理，無需設置污泥濃縮池。在膜過濾期間，累積在超濾膜(Ultra Filtration Membrane)表面上的膠羽會壓密成具有增加過濾壓力阻抗的泥餅，藉由處理槽底的鼓風機所產生的曝氣造成的向上水流，可抑制于超濾膜表面上所形成的泥餅厚度。鼓風機與各處理槽之間設有調節閥，可以調整或加大曝氣強度，以沖刷去除膜面上累積過多泥餅。其中，由于使用多個處理槽過濾，槽內絮體物濃度逐槽提高。最末的處理槽中的超濾膜，因為承受最高濃度的絮凝物濃度，膜面堆積泥餅的速率最快，因此需要特別加強曝氣刷洗膜面，并且降低膜過濾通量。以下將參照相關圖式，說明依本實用新型較佳實施例的廢水處理裝置，為了使其便于理解，下述實施例中的相同組件以相同的符號標示來說明。請參見圖1，本實用新型的廢水處理裝置包含一進料部I以及一處理槽2，該進料部I與該處理槽2相互連接，且可令廢水進料至該處理槽2中。該進料部I包含一進料口 101、一加藥進料口 102以及一管道混合器103。該進料口 101供廢水進入本廢水處理裝置的處理槽2中，在本實用新型中所指的廢水通常意指在化學研磨加工時(Chemical Mechanical Polishing,CMP)所產生的廢水。該加藥進料口 102是供前述凈水藥劑進入本廢水處理裝置的處理槽2中，凈化藥劑選自于硫酸招(aluminum sulfate)、聚合氯化招(PAC)、招酸鈉等招鹽；氯化鐵、硫酸亞鐵、聚合硫酸鐵等鐵鹽以及可以單獨使用在水中的絮凝物(膠羽)。該管道混合器(Static mixer) 103與該進料口 101以及該加藥進料口 102相互連接，可將由前述進料口 101進料的廢水以及由前述加藥進料口 102進料的凈水藥劑進行在線快混，產生不溶于水的絮凝物，并將該絮凝物進料至處理槽2中。該處理槽2包含一第一槽21、一第二槽22、一第三槽23、一鼓風機3以及一出水口 4，其中該進料部I的管道混合器103所產生的絮凝物是進料的該處理槽2的第一槽21中。該第一槽21、第二槽22以及第三槽23分別設置有膜過濾器211、221、231，且第一槽21與第二槽22相互連通以及第二槽22與第三槽23相互連通，該第一槽21、第二槽22以及第三槽23是以串聯形式相互連通。膜過濾器211、221、231是負壓抽濾的平板狀膜或是中空纖維絲膜。膜孔徑為0.01至10微米，較佳為0.03至0.1微米。膜材質可為聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯腈(PAN)、聚丙烯(PP)、聚砜(PS)、聚醚砜(PES)或聚偏氟乙烯(PVDF)。該第一槽21、第二槽22以及第三槽23的槽底分別地與該鼓風機3相互通連，且設有調節閥31、32、33，因此可在各槽的膜片底部以空氣曝氣，使得膜片之間產生向上流動的氣泡與水流，沖刷膜表面，抑制膜面產生膠羽累積。膜過濾器211、221、231經由負壓抽吸，濾出凈化的水。該第一槽21、第二槽22以及第三槽23的上方分別地與該出水口 4相互連結，且設有產水流量計41、42、43，各處理槽的膜產水通量約為10至100L/m2/hr，較佳為20至50L/m2/hr ο此外，該第一槽21設有酸液/堿液進料口 24以及酸堿值測定計25，其目的在于藉由控制酸液/堿液的加藥量，調控第一槽21內的pH值為最佳進行化學混凝法的范圍，已達到最佳的過濾質量。最佳的PH范圍要依據所處理的廢水的特性，其需經由多次試驗而定。調整pH值的酸液可以使用硫酸或鹽酸等，堿液可選用氫氧化鈉。再者，第三槽23設有廢料出口 26，廢水進料后，在第一槽21中，藉由曝氣產生的水流擾動作慢混與膠羽熟化，接著被第一槽21的膜過濾器211抽濾出潔凈的水，在第一槽21內的膠羽被濃縮。當第一槽21內的膠羽混合液流入第二槽22，第二槽22的膜過濾器221亦抽濾出潔凈的水，在第二槽22內的膠羽再次被濃縮。第二槽22流入第三槽23的膠羽混合液經由第三槽23的膜過濾器231抽濾，膠羽濃度再次被濃縮后，以膠羽濃度約10，000至25，000mg/L，直接由廢料出口 26以污泥抽水機抽出，進入污泥脫水機處理，無需另外設置污泥濃縮池。必須說明的是，膠羽濃度由水回收率所控制，水回收率=膜過濾所產生的水量/進料的廢水量。當進料的廢水的污染小，凈水藥劑添加量就變少，起始膠羽濃度少，因此，水回收率可以升高。反之，進流水的污染高，凈水藥劑添加量就變大，起始膠羽濃度高，就必須降低水回收率，使第三槽23的膠羽濃度不會太高，造成膜過濾器的操作困難。[0035]實施例本實用新型使用板狀超濾膜，浸沒在三個串聯的處理槽內。以硅晶圓加工所產生的化學機械研磨廢水加入適當量的鋁酸鈉與聚合氯化鋁(PAC)混凝劑，由管道混合器進行在線快混，將水中的溶解性二氧化硅與奈米級研磨顆粒轉變成不溶于水的鋁膠羽。經過管道混合器進行快混，請參見下述實施例:實施例1硅晶圓氧化層的化學機械研磨廢水回收的水量為15CMH，pH = 9，溶解性二氧化硅130mg/L。使用以鋁酸鈉(120mg/L)，聚氯化鋁130mg/L作為凈水藥劑，以氫氧化鈉調整為pH = 6.5至7，起始膠羽濃度約1100mg/L。使用三個處理槽串聯，每個槽內放置I組板狀超濾膜組,膜過濾產水通量32L/m2/hr。產水回收率可達95%，所生產的中水的二氧化硅殘留量為 27mg/L，SDI15 = 2。
權利要求1.一種廢水處理裝置，其特征在于，所述廢水處理裝置包括一進料部和一處理槽；其中， 所述進料部，至少包含一進料口、一加藥進料口以及一管道混合器；所述進料口是供廢水進入，所述加藥進料口是投入供凈水藥劑，所述管道混合器與所述進料口以及所述加藥進料口連接，且將由所述進料口進料的廢水以及由所述加藥進料口進料的凈水藥劑混合后，進料至所述處理槽中； 所述處理槽，包含至少一槽體、一鼓風機以及一出水口 ；其中所述進料部的所述管道混合器將進料至所述處理槽的所述至少一槽體中； 每一槽體設置有一膜過濾器，所述槽體由所述鼓風機進行曝氣，且所述槽體設有一出水口以回收過濾后的水。
2.如權利要求1所述的廢水處理裝置，其特征在于，所述處理槽的所述槽體進一步設有一廢料出口。
3.如權利要求1所述的廢水處理裝置，其特征在于，所述處理槽的所述槽體設有一酸液/堿液進料口以及一酸堿值測定計。
4.如權利要求3所述的廢水處理裝置，其特征在于，所述酸液/堿液進料口的進料酸液選用硫酸或鹽酸，進料堿液選用氫氧化鈉。
5.如權利要求1 4任一所述的廢水處理裝置，其特征在于，所述處理槽包含三個槽體，分別為第一槽、第二槽和第三槽，在所述第一槽、所述第二槽和所述第三槽中各自設有所述膜過濾器，其為負壓抽濾的平板狀膜或是中空纖維絲膜，且其膜孔徑為0.0l至10微米。
6.如權利要求2所述的廢水處理裝置，其特征在于，由所述廢料出口流出的廢水的膠羽濃度約為10，000至25，000mg/L。
7.如權利要求6所述的廢水處理裝置，其特征在于，所述膜過濾器的膜材質選自聚氯乙烯PVC、聚丙烯腈PAN、聚丙烯PP、聚砜PS、聚醚砜PES以及聚偏氟乙烯PVDF中的一種。
8.如權利要求7所述的廢水處理裝置，其特征在于，所述處理槽的所述槽體與所述出水口之間設有一產水流量計，且所述處理槽的膜產水通量為10至lOOL/mVhr。
專利摘要本實用新型提供了一種廢水處理裝置，所述廢水處理裝置包括一進料部和一處理槽，該進料部供廢水進料至該處理槽中，該進料部可供廢水與凈水藥劑充分混合后進料至處理槽過濾，該處理槽內部有多個槽體，各槽體內部裝置有膜過濾器，以超濾膜多次過濾而提供無需經逆滲透前處理的可直接進行逆滲透制程的中水，并且本實用新型的廢水處理裝置亦無需傳統化學混凝法的沉淀池或氣浮池，其所生產的中水回收率高且成本低，另外，最終產生的污泥濃度高可直接進入污泥脫水機處理而無需另外設置污泥濃縮池。
文檔編號C02F1/44GK203033838SQ20122037662
公開日2013年7月3日 申請日期2012年8月1日 優先權日2012年8月1日
發明者薛勝豐, 張希圣 申請人:環揚環保工程股份有限公司