用于光伏、半導體行業氫氟酸廢水回用處理裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種用于光伏、半導體行業氫氟酸廢水回用處理裝置，包括與氫氟酸廢水來水連接的氫氟酸廢水收集池和氫氟酸廢水處理系統；氫氟酸廢水收集池依次連接的廢水泵、預處理水池和原水箱；原水箱的出水分兩路：一路依次經低壓泵、多介質過濾器、保安過濾器和一級高壓泵，連接至一級反滲透系統的原水進口，另一路依次經反洗泵連接至多介質過濾器的反洗進口，多介質過濾器的反洗出口連接至氫氟酸廢水處理系統；使用本實用新型不僅能夠將氫氟酸廢水回用約60％，而且處理后的水質優于自來水的水質，可直接回用于純水制備系統或直接回用給工藝水系統，使回用的廢水在廠區中循環使用，降低廢水排放總量，節約用水成本。
【專利說明】
用于光伏、半導體行業氫氟酸廢水回用處理裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種廢水處理系統，尤其涉及一種氫氟酸廢水回用系統。
【背景技術】
[0002]光伏、半導體行業近年來飛速發展，是一個朝陽行業，然而這也是一個高耗能、高污染、用水量極大的行業，以I OOMff多晶硅生產線為例，每天用水量在1500噸左右，在所產生的廢水中含氫氟廢水占廢水總量的70%左右，含氫氟廢水是刻蝕工序中產生的，一般PH在2左右，氣尚子含量一般在50-800ppm之間，電導在2000-4000us/cm之間。
[0003]目前，用于光伏、半導體行業的廢水處理系統中對含氟廢水的典型處理方法為沉淀法，其基本原理為:
[0004]Ca2++2F = CaF2I
[0005]如上式，在處理過程中需要向廢水中投加CaCl2或其他鈣鹽，使Ca2+與水中的F反應生成CaF2沉淀，從而使F—從水中去除。該工藝最終能夠將排放水中的氟離子的含量控制在6?10mg/L，以保證達標排放，然而由于源廢水本身成分較為單一，但該沉淀法工藝過程中人為引入了大量鈣、鎂離子等，這不僅大大降低了廢水進一步回用出水的品質，降低了廢水回用的級別，更為該廢水回用增大了難度和風險。
[0006]光伏、半導體行業產生的稀氫氟廢水，具有pH值低、腐蝕性強、電導高的特點，這無疑增加了處理的難度，但稀氫氟廢水具有濁度低、硬度低、廢水中成分相對單一的特性，因此，需要開發一種針對光伏、半導體行業廢水回用的新工藝。
【實用新型內容】
[0007]針對現有技術中存在的問題，本實用新型提供一種用于光伏、半導體行業氫氟酸廢水回用處理工藝，將含氟廢水經過本實用新型工藝后處理后，水質能夠滿足光伏、半導體行業回用，可直接回用于光伏、半導體行業工藝水系統，回用率高，可達60%，降低了廢水排放總量，節約用水成本。而且在處理過程中不會產生廢氣，無二次污染。
[0008]為了解決上述技術問題，本實用新型提出的一種用于光伏、半導體行業氫氟酸廢水回用處理裝置，包括與氫氟酸廢水來水連接的氫氟酸廢水收集池和氫氟酸廢水處理系統;所述氫氟酸廢水收集池依次連接的廢水栗、預處理水池和原水箱;所述原水箱的出水分兩路:一路依次經低壓栗、多介質過濾器、保安過濾器和一級高壓栗，連接至一級反滲透系統的原水進口，另一路依次經反洗栗連接至所述多介質過濾器的反洗進口，所述多介質過濾器的反洗出口連接至所述氫氟酸廢水處理系統;所述一級反滲透系統包括兩段反滲透單元，所述一級反滲透系統的產水口連接到一級PH調節池，所述一級反滲透系統的濃水口連接到氫氟酸廢水處理系統;所述一級PH調節池的出液口依次連接到二級pH調節池、二級高壓栗后連接到二級反滲透系統的原水進口；所述二級反滲透系統為兩段反滲透結構，所述二級反滲透系統的濃水口連接到氫氟酸廢水處理系統，所述二級反滲透系統的產水口連接到產水箱，所述產水箱的出口通過回用水栗后分別連接到回水管道和氫氟酸廢水收集池；所述預處理水池、所述一級pH調節池、所述二級pH調節池均分別連接有氫氧化鈉自動加藥裝置，每套氫氧化鈉自動加藥裝置配套有攪拌器和PH在線檢測儀;所述保安過濾器的進口管道上連接有阻垢劑自動加藥裝置;各氫氧化鈉自動加藥裝置、阻垢劑自動加藥裝置、多介質過濾器均與一 PLC控制裝置相連;所述氫氟酸廢水收集池、預處理水池、原水箱、一級pH調節池、二級PH調節池和產水箱均分別設有與所述PLC控制裝置連接的液位傳感器;所述一級反滲透系統、二級反滲透系統和回水管道上均各自配套有與所述PLC控制裝置連接的水質監視儀表。
[0009]與現有技術相比，本實用新型的有益效果是:
[0010]使用本實用新型回用裝置可以將氫氟酸廢水來水通過調節PH，再經過耐腐蝕的多介質過濾器過濾及兩級反滲透工藝處理，且在兩級反滲透系統之間連續進行兩次Ph值的調整，逐步將pH由3左右調制至4?6后在達到8?9，最終不僅能夠將約60 %的氣氣酸廢水回用，而且pH值可以穩定在7-8，氟離子含量穩定在5ppm以下，電導穩定在20us/cm以下，直接回用給用戶的工藝水系統，使回用處理后的廢水在廠區中循環使用的。另一方面，經過反滲透工藝濃縮后的氫氟酸廢水進入廠區中原有的氫氟酸廢水處理系統，由于進入到氫氟酸廢水處理系統的廢水濃度增減，從而可以減少氫氟酸廢水處理系統中所需處理藥品的投加量，節省了成本，減少了設備投資，操作更加簡單。
【附圖說明】
[0011]圖1是笨實用新型氫氟酸廢水回用裝置的結構圖。
[0012]圖中:1-氫氟酸廢水收集池，2-廢水栗，3-預處理水池，4、14、16-氫氧化鈉自動加藥裝置，5-原水箱，6-低壓栗，7-多介質過濾器，8-反洗栗，9-阻垢劑自動加藥裝置，10-保安過濾器，11-一級高壓栗，12-—級反滲透系統，13-—級pH調節池，15-二級pH調節池，17-二級高壓栗，18-二級反滲透，19-產水箱，20-回用水栗。
【具體實施方式】
[0013]下面結合附圖和具體實施例對本實用新型技術方案作進一步詳細描述，所描述的具體實施例僅對本實用新型進行解釋說明，并不用以限制本實用新型。
[0014]本實用新型的設計思路是；由于光伏、半導體行業產生的氫氟酸廢水具有pH值低、腐蝕性強、電導高的特點，因此，在整個回用處理過程中，經過PH預調節、過濾去除懸浮物、一級反滲透在低PH值下對氟離子的去除率較低，然而對于水中所存在的氟硅酸鹽去除率非常高，經過一級反滲透能夠有效去除水中的氟硅酸鹽以和部分氟離子，經過兩級調整將廢水的PH值提高并穩定在8?9，然后經過二級反滲透系統進一步脫氟除鹽，使最終的產水的pH穩定在7左右，氟離子含量穩定在5ppm以下，電導穩定在20us/cm以下，其水質優于自來水，不但可直接回用于光伏、半導體行業的工藝水，而且還可以回用于純水制備系統，從而使光伏、半導體行業廠區內的水循環使用，降低廢水排放總量，節約用水成本。
[0015]如圖1所示，本實用新型一種用于光伏、半導體行業氫氟酸廢水回用處理裝置，包括與氫氟酸廢水來水連接的氫氟酸廢水收集池I和氫氟酸廢水處理系統，通常光伏、半導體行業企業均有該氫氟酸廢水處理系統。
[0016]所述氫氟酸廢水收集池I依次連接的廢水栗2、預處理水池3和原水箱5;所述原水箱5的出水分兩路:一路依次經低壓栗6、多介質過濾器7、保安過濾器10和一級高壓栗11，連接至一級反滲透系統12的原水進口，另一路依次經反洗栗8連接至所述多介質過濾器7的反洗進口，所述多介質過濾器7的反洗出口連接至所述氫氟酸廢水處理系統。
[0017]所述一級反滲透系統12包括兩段反滲透單元，所述一級反滲透系統12的產水口連接到一級PH調節池13，所述一級反滲透系統12的濃水口連接到氫氟酸廢水處理系統;其特征在于:所述一級pH調節池13的出液口依次連接到二級pH調節池15、二級高壓栗17后連接到二級反滲透系統18的原水進口；所述二級反滲透系統18為兩段反滲透結構，所述二級反滲透系統18的濃水口連接到氫氟酸廢水處理系統，所述二級反滲透系統18的產水口連接到產水箱19，所述產水箱19的出口通過回用水栗20后分別連接到回水管道和氫氟酸廢水收集池I O
[0018]所述預處理水池3、所述一級pH調節池13、所述二級pH調節池15均分別連接有氫氧化鈉自動加藥裝置，每套氫氧化鈉自動加藥裝置配套有攪拌器和PH在線檢測儀;所述保安過濾器10的進口管道上連接有阻垢劑自動加藥裝置9;各氫氧化鈉自動加藥裝置、阻垢劑自動加藥裝置9、多介質過濾器7均與一 PLC控制裝置相連;所述氫氟酸廢水收集池1、預處理水池3、原水箱5、一級pH調節池13、二級pH調節池15和產水箱19均分別設有與所述PLC控制裝置連接的液位傳感器;所述一級反滲透系統12、二級反滲透系統18和回水管道上均各自配套有與所述PLC控制裝置連接的水質監視儀表。
[0019]利用如圖1所示用于光伏、半導體行業氫氟酸廢水回用處理裝置實現光伏、半導體行業氫氟酸廢水回用處理工藝，包括:
[0020]水質水量調節步驟:含氫氟廢水是刻蝕工序中產生的，由于生產的特殊性，來水的水質和水量變化較大，利用氫氟酸廢水收集池I進行調質和調量，氫氟酸廢水收集池I內水質達到:PH2左右，氟離子含量一般在400ppm左右，電導在20000-40000us/cm之間。
[0021]預處理水池pH調節步驟:氫氟酸廢水來水經氫氟酸廢水收集池1、廢水栗2進入預處理水池3，其中，氫氟酸廢水中含有F—、SiF62—、Na+、K+和H+，如果pH偏低，氫氟酸會對設備產生嚴重的腐蝕，如果pH偏高，而Na2SiF6和K2SiF6溶解度較低，會在后續工藝過程的一級反滲透濃縮過程中析出，從而可以會影響設備的正常運行。因此，需要將預處理水池3中廢水的PH值調整到pH=2.4-2.6以保證后續工藝正常運行。
[0022]多介質過濾步驟:調節pH后的原水以溢流的方式自預處理水池3排出，進入原水箱5，通過低壓栗6的增壓，廢水經過耐腐蝕的多介質過濾器7去除廢水中可能殘存的少量懸浮物和有機物后，保證后續反滲透濃縮過程中使得房滲透系統不會污堵。多介質過濾器7根據壓差可以自動實現反洗，該多介質過濾器7的外殼采用耐腐蝕FRP材料制成。
[0023]一級反滲透步驟:經過預處理水池pH調節步驟后的水質的pH值已經調整到pH =
2.5左右，達到了進入一級反滲透系統12的基本要求，廢水經過多介質過濾器7和保安過濾器10后進入一級高壓栗11，通過一級高壓栗11進一步增壓，廢水進入一級反滲透12。采用一級反滲透系統12脫除廢水中的氟硅酸鹽和部分氟離子。需要強調的是，由于pH值較低，一級反滲透系統脫鹽率較低，經過一級反滲透系統18處理后的出水的pH在3左右，氟離子含量在200ppm左右，電導在由4000?5000可以降低至2000?3000us/cm，但對廢水中娃化合物的去除率可以達到98%以上，這樣廢水中的絕大部分氟硅酸鹽將被去除。所述一級反滲透系統12共計兩段，產水口連接到一級pH調節池13，濃水口連接到原有的氫氟酸廢水處理系統(通常光伏、半導體企業均有氫氟酸廢水處理系統)。一級反滲透系統12由膜殼、膜元件、管道閥門和相應儀表組成，一級高壓栗11材質為針對本工藝特制的雙相鋼2205材質，膜元件為在低PH值下適用的耐酸型聚酰胺復合膜元件，一級反滲透系統12運行時，由一級高壓栗11將氫氟酸廢水增壓后進入膜殼，通過反滲透膜的脫鹽處理，滲透水進入一級PH調節罐13，濃水通過管道排至原有的氫氟酸氟廢水處理系統。
[0024]二次pH調節:經過一級反滲透處理的出水中的氟硅酸鹽大部分被去除，Na2SiF6和K2SiF6不會析出。而對F—去除率50%左右，因此，一級反滲透系統的產水中還含有大量的F—，而將pH值提高到8-9，將有利于對F—的去除。因此，本實用新型中的PH調節系統由一級pH調節池13、二級pH調節池15和與所述預處理水池3、所述一級pH調節池13、所述二級pH調節池15分別連接的氫氧化鈉自動加藥裝置4、14、16及其每套氫氧化鈉自動加藥裝置配置的攪拌器和pH在線檢測儀組成。可以通過呈梯度的提高水質在各工藝環節的pH值，以提高廢水的處理效果。一級反滲透系統12的產水首先進入一級pH調節池13，該調節池13內的pH在線檢測儀檢測該調節池13內廢水的pH值，該pH值數據傳輸至PLC控裝置，PLC控制裝置根據預先設定的數據控制與所述一級pH調節池13相連的氫氧化鈉自動加藥裝置14的加藥閥門的開閉，以自動方式向該調節池13內投加NaOH溶液，一級pH調節池將廢水的pH值調節至4-6后進入二級pH調節池15，二級pH調節池15內的pH調節方式與一級pH調節池13的相同，經過二級pH調節池15的調整至使二級pH調節池15的出水pH值穩定在8-9之間。
[0025]二級反滲透步驟:經過二級高壓栗17增壓后將二級pH調節池15的出水栗入二級反滲透系統18進行脫氟除鹽處理，該步驟中主要是去除水中的F—，所述二級反滲透系統18處理后的出水(即產水)的pH值穩定在7，氟離子含量穩定在5ppm以下，電導穩定在20us/cm以下。所述二級反滲透系統18共計兩段，產水口連接到產水箱19，濃水口連接到原有的氫氟酸氟廢水處理系統。與一級反滲透系統12相同，二級反滲透系統18由膜殼、膜元件、管道閥門和相應儀表組成，二級高壓栗17將調節pH后的水增壓后進入膜殼，通過反滲透膜的脫鹽處理，滲透水進入產水箱19，濃水通過管道排至原有的氫氟酸氟廢水處理系統。本實用新型中所述一級反滲透系統12和二級反滲透系統18配套有共用的膜清洗系統。
[0026]水質檢測步驟:回用水栗出口配套的水質監視儀表對二級反滲透系統18的產水進行回用水水質檢測，若不符合回用水標準則通過回水管道上的閥門切換排回到氫氟酸廢水收集池，重新處理;若符合則通過回水管道提供給用戶。
[0027]藥劑投加步驟:各氫氧化鈉自動加藥裝置內的氫氧化鈉溶液的質量百分比為15-25%。由于本實用新型中，所有氫氧化鈉自動加藥裝置4、14、16內均配套有與所述PLC控制裝置連接的攪拌器和PH在線檢測儀，因此，在處理工藝的各環節可以自動的根據pH在線監測的結果控制各氫氧化鈉自動加藥裝置的藥劑投加量，實現PH值的調節。所述保安過濾器10的進口管道上連接有阻垢劑自動加藥裝置9，用以對保安過濾器10進行除垢。
[0028]綜上，本實用新型工藝不僅能夠將氫氟酸廢水回用約60%，而且經過本工藝后處理為水質優于自來水的水質，能夠達到近似純水級別，可直接回用于純水制備系統或直接回用給工藝水系統，使回用的廢水在廠區中循環使用，降低廢水排放總量，節約用水成本。
[0029]盡管上面結合附圖對本實用新型進行了描述，但是本實用新型并不局限于上述的【具體實施方式】，上述的【具體實施方式】僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領域的普通技術人員在本實用新型的啟示下，在不脫離本實用新型宗旨的情況下，還可以做出很多變形，這些均屬于本實用新型的保護之內。
【主權項】
1.一種用于光伏、半導體行業氫氟酸廢水回用處理裝置，包括與氫氟酸廢水來水連接的氫氟酸廢水收集池(I)和氫氟酸廢水處理系統； 所述氫氟酸廢水收集池(I)依次連接的廢水栗(2)、預處理水池(3)和原水箱(5);所述原水箱(5)的出水分兩路:一路依次經低壓栗(6)、多介質過濾器(7)、保安過濾器(10)和一級高壓栗(11)，連接至一級反滲透系統(12)的原水進口，另一路依次經反洗栗(8)連接至所述多介質過濾器(7)的反洗進口，所述多介質過濾器(7)的反洗出口連接至所述氫氟酸廢水處理系統； 所述一級反滲透系統(12)包括兩段反滲透單元，所述一級反滲透系統(12)的產水口連接到一級PH調節池(13)，所述一級反滲透系統(12)的濃水口連接到氫氟酸廢水處理系統；其特征在于: 所述一級pH調節池(13)的出液口依次連接到二級pH調節池(15)、二級高壓栗(17)后連接到二級反滲透系統(18)的原水進口；所述二級反滲透系統(18)為兩段反滲透結構，所述二級反滲透系統(18)的濃水口連接到氫氟酸廢水處理系統，所述二級反滲透系統(18)的產水口連接到產水箱(19)，所述產水箱(19)的出口通過回用水栗(20)后分別連接到回水管道和氫氟酸廢水收集池(I); 所述預處理水池(3)、所述一級pH調節池(13)、所述二級pH調節池(15)均分別連接有氫氧化鈉自動加藥裝置，每套氫氧化鈉自動加藥裝置配套有攪拌器和PH在線檢測儀； 所述保安過濾器(10)的進口管道上連接有阻垢劑自動加藥裝置(9); 各氫氧化鈉自動加藥裝置、阻垢劑自動加藥裝置(9)、多介質過濾器(7)均與一 PLC控制裝置相連;所述氫氟酸廢水收集池(I)、預處理水池(3)、原水箱(5)、一級pH調節池(13)、二級PH調節池(15)和產水箱(19)均分別設有與所述PLC控制裝置連接的液位傳感器;所述一級反滲透系統(12)、二級反滲透系統(18)和回水管道上均各自配套有與所述PLC控制裝置連接的水質監視儀表。
【文檔編號】C02F9/04GK205556320SQ201620353611
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年4月22日
【發明人】韓驥東, 王會民, 陳啟偉, 田利梅
【申請人】天津特立環保科技有限公司