公布日：2024.12.27

申請日：2024.12.02

分類號：C02F1/04(2023.01)I;C02F1/00(2023.01)I;C02F1/44(2023.01)I

摘要

本發明公開了一種半導體工業廢水處理設備及處理方法，與廢水輸入管道連接，包括蒸發裝置、過濾裝置和有機分離膜系統，所述蒸發裝置與廢水輸入管道連接，所述過濾裝置與蒸發裝置之間通過管道進行循環連接；所述有機分離膜系統與蒸發裝置之間通過管道進行循環連接；所述有機分離膜系統的出口處設置有終端收集裝置；還包括濃縮液收集裝置，所述濃縮液收集裝置收集蒸發裝置產出的蒸發器濃縮液和過濾裝置產出的過濾裝置濃縮液。本發明通過蒸發裝置、過濾裝置和有機分離膜系統的結合的形式對半導體工業廢水進行處理，整個處理過程無需加入任何化學藥劑，能夠將整個廢水處理設備維持宏觀上的動態平衡，能夠在提升處理效果的同時提升處理效率。

權利要求書

1.一種半導體工業廢水處理設備，其特征在于，與廢水輸入管道連接，包括蒸發裝置、過濾裝置和有機分離膜系統，所述蒸發裝置與廢水輸入管道連接，所述過濾裝置與蒸發裝置之間通過管道進行循環連接以收集過濾裝置產出的過濾清液進行循環過濾，所述過濾裝置回流至蒸發裝置進行循環過濾的過濾清液量根據過濾裝置的過濾量而定，使所述過濾裝置每日吸附的污染物量為固定值；所述有機分離膜系統與蒸發裝置之間通過管道進行循環連接以收集有機分離膜系統產出的有機分離膜濃縮液進行循環濃縮；所述有機分離膜系統回流至蒸發裝置進行循環濃縮的比例為60%~90%；所述有機分離膜系統的出口處設置有終端收集裝置對有機分離膜系統處理后的水進行收集；還包括濃縮液收集裝置，所述濃縮液收集裝置與蒸發裝置進行連接以收集蒸發裝置產出的蒸發器濃縮液，所述濃縮液收集裝置和過濾裝置進行連接以收集過濾裝置產出的過濾裝置濃縮液。

2.根據權利要求1所述的一種半導體工業廢水處理設備，其特征在于，所述廢水輸入管道與蒸發裝置之間設置有原水收集裝置，所述原水收集裝置包括第一收集桶、水表和第一控制單元，所述水表用于統計進水量；所述第一收集桶內設有第一低液位點、第一中液位點和第一高液位點，當第一收集桶內廢水位于第一中液位點時，第一控制單元控制蒸發裝置啟動；當第一收集桶內廢水位于第一低液位點時，第一控制單元控制蒸發裝置停止運行；當第一收集桶內廢水位于第一高液位點時，第一控制單元控制廢水輸入管道停止向第一收集桶內輸送廢水。

3.根據權利要求1所述的一種半導體工業廢水處理設備，其特征在于，所述蒸發裝置包括低溫蒸發器、蒸餾水收集裝置，低溫蒸發器一端與蒸餾水收集裝置連接，另一端與濃縮液收集裝置連接以向濃縮液收集裝置輸送蒸發器濃縮液；蒸餾水收集裝置與過濾裝置之間通過管道進行循環連接以收集過濾裝置產出的過濾清液進行循環過濾，蒸餾水收集裝置與有機分離膜系統之間通過管道進行循環連接以收集有機分離膜系統產出的有機分離膜濃縮液進行循環濃縮。

4.根據權利要求3所述的一種半導體工業廢水處理設備，其特征在于，所述低溫蒸發器的蒸發溫度為30℃~45℃。

5.根據權利要求3所述的一種半導體工業廢水處理設備，其特征在于，所述蒸餾水收集裝置包括第二收集桶、水表和第二控制單元，所述水表用于統計進水量；所述第二收集桶內設有第二低液位點、第二中液位點和第二高液位點，當第二收集桶內廢水位于第二中液位點時，第二控制單元控制過濾裝置和有機分離膜系統啟動；當第二收集桶內廢水位于第二低液位點時，第二控制單元控制過濾裝置和有機分離膜系統停止運行；當第二收集桶內廢水位于第二高液位點時，第二控制單元控制低溫蒸發器停止向第二收集桶內輸送廢水。

6.根據權利要求3所述的一種半導體工業廢水處理設備，其特征在于，所述過濾裝置包括分子篩COD過濾器和蒸汽發生器，所述蒸汽發生器向分子篩COD過濾器內輸送蒸汽以對分子篩COD過濾器進行清洗，所述分子篩COD過濾器與蒸餾水收集裝置之間通過管道實現循環連接，所述分子篩COD過濾器與濃縮液收集裝置連接以向濃縮液收集裝置輸送過濾裝置濃縮液。

7.根據權利要求6所述的一種半導體工業廢水處理設備，其特征在于，所述分子篩COD過濾器包括分子篩過濾罐、分子篩備用罐和第一保安過濾器，根據時間設定自動切換分子篩過濾罐和分子篩備用罐實現連續循環過濾。

8.根據權利要求1所述的一種半導體工業廢水處理設備，其特征在于，所述有機分離膜系統包括第二保安過濾器、有機分離膜；所述有機分離膜包括全芳香高交聯度聚酰胺，所述有機分離膜的通量為20LMH。

9.根據權利要求8所述的一種半導體工業廢水處理設備，其特征在于，所述第二保安過濾器設置于有機分離膜的前端，所述第二保安過濾器用于對有機分離膜進行保護。

10.根據權利要求1所述的一種半導體工業廢水處理設備，其特征在于，所述有機分離膜系統內置濃水循環管路，通過控制濃水內循環的比例來實現大流量沖刷有機分離膜降低膜系統淤堵風險的目的。

11.根據權利要求1所述的一種半導體工業廢水處理設備，其特征在于，所述終端收集裝置包括第三收集桶、回用水泵、水表和第三控制單元，所述水表用于統計進水量；所述第三收集桶內設有第三低液位點、第三中液位點和第三高液位點，當第三收集桶內廢水位于第三中液位點時，第三控制單元控制回用水泵啟動；當第三收集桶內廢水位于第三高液位點時，第三控制單元控制有機分離膜系統停止運行；當第三收集桶內廢水位于第三低液位點時，第三控制單元控制回用泵水停止運行。

12.一種半導體工業廢水處理方法，其特征在于，采用權利要求1-11任一項所述的半導體工業廢水處理設備，包括以下步驟：S1、廢水經廢水輸入管道進入蒸發裝置中，經蒸發裝置處理后產出蒸發器處理后廢水和蒸發器濃縮液，蒸發器濃縮液流入濃縮液收集裝置，蒸發器處理后廢水流入過濾裝置或有機分離膜系統，若流入過濾裝置則跳轉至步驟S2，若流入有機分離膜系統則跳轉至步驟S3；S2、過濾裝置將步驟S1中的蒸發器處理后廢水進行處理，處理完畢后產出過濾裝置濃縮液和過濾清液，過濾清液流回蒸發裝置進行循環過濾，過濾裝置濃縮液流入濃縮液收集裝置；根據所述每日的廢水輸入量以及廢水中污染物的濃度，設定所述過濾裝置每日吸附的污染物量為一固定值，并使該固定值不小于每日廢水中的污染物含量；當所述過濾裝置內的廢水過濾量達到上述固定值時，流入過濾裝置內未經過濾處理的蒸發器處理后廢水及由過濾裝置處理后產生的過濾清液均回流至蒸發裝置中，使整個半導體工業廢水處理設備達到動態平衡；S3、有機分離膜系統將步驟S1中的蒸發器處理后廢水進行處理，處理完畢后產出有機分離膜濃縮液和處理后的水，有機分離膜濃縮液流回蒸發裝置循環濃縮，處理后的水流入終端收集裝置；S4、終端收集裝置將步驟S3中的處理后的水收集后回用。

發明內容

本發明的目的是提供一種半導體工業廢水處理設備及處理方法，通過蒸發裝置、過濾裝置和有機分離膜系統的結合的形式提升過濾精度及過濾效率。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：與廢水輸入管道連接，包括蒸發裝置、過濾裝置和有機分離膜系統，所述蒸發裝置與廢水輸入管道連接，所述過濾裝置與蒸發裝置之間通過管道進行循環連接以收集過濾裝置產出的過濾清液進行循環過濾，所述過濾裝置回流至蒸發裝置進行循環過濾的過濾清液量根據過濾裝置的過濾量而定，使所述過濾裝置每日吸附的污染物量為固定值；所述有機分離膜系統與蒸發裝置之間通過管道進行循環連接以收集有機分離膜系統產出的有機分離膜濃縮液進行循環濃縮；所述有機分離膜系統回流至蒸發裝置進行循環濃縮的比例為60%~90%；所述有機分離膜系統的出口處設置有終端收集裝置對處理后的水進行收集；還包括濃縮液收集裝置，所述濃縮液收集裝置與蒸發裝置進行連接以收集蒸發裝置產出的蒸發器濃縮液，所述濃縮液收集裝置和過濾裝置進行連接以收集過濾裝置產出的過濾裝置濃縮液。

上文中，所述過濾裝置回流至蒸發裝置進行循環過濾的過濾清液量根據過濾裝置的過濾量而定是指：當過濾裝置處于過濾狀態時，過濾裝置產出的過濾清液回流至蒸發裝置中；當過濾裝置內的廢水過濾量達到設定值或達到過濾裝置過濾極限時，流入過濾裝置內未經過濾處理的蒸發器處理后廢水及由過濾裝置處理后產生的過濾清液均回流至蒸發裝置中。

上文中，所述過濾裝置內的廢水過濾量的設定值為人為設定的固定值。

上文中，所述廢水輸入管道每天輸入蒸發裝置的廢水量為人為設定的固定值。

優選地，所述廢水輸入管道與蒸發裝置之間設置有原水收集裝置，所述原水收集裝置包括第一收集桶、水表和第一控制單元，所述水表用于統計進水量；所述第一收集桶內設有第一低液位點、第一中液位點和第一高液位點，當第一收集桶內廢水位于第一中液位點時，第一控制單元控制蒸發裝置啟動；當第一收集桶內廢水位于第一低液位點時，第一控制單元控制蒸發裝置停止運行；當第一收集桶內廢水位于第一高液位點時，第一控制單元控制廢水輸入管道停止向第一收集桶內輸送廢水。

優選地，所述第一高液位點的上方設置有溢流口，當第一收集桶內廢水到達溢流口時，廢水從溢流口流出第一收集桶外；以控制第一收集桶內廢水量。

優選地，所述第一收集桶的一側的底端設置有第一排空低閥以將第一收集桶內的廢水排空。

優選地，所述蒸發裝置包括低溫蒸發器、蒸餾水收集裝置，低溫蒸發器一端與蒸餾水收集裝置連接，另一端與濃縮液收集裝置連接以向濃縮液收集裝置輸送蒸發器濃縮液；蒸餾水收集裝置與過濾裝置之間通過管道進行循環連接以收集過濾裝置產出的過濾清液進行循環過濾，蒸餾水收集裝置與有機分離膜系統之間通過管道進行循環連接以收集有機分離膜系統產出的有機分離膜濃縮液進行循環濃縮。

上文中，所述低溫蒸發器主要負責去除高沸點的有機物。

優選地，所述低溫蒸發器的蒸發溫度為30℃~45℃。

優選地，所述蒸餾水收集裝置包括第二收集桶、水表和第二控制單元，所述水表用于統計進水量；所述第二收集桶內設有第二低液位點、第二中液位點和第二高液位點，當第二收集桶內廢水位于第二中液位點時，第二控制單元控制過濾裝置和有機分離膜系統啟動；當第二收集桶內廢水位于第二低液位點時，第二控制單元控制過濾裝置和有機分離膜系統停止運行；當第二收集桶內廢水位于第二高液位點時，第二控制單元控制低溫蒸發器停止向第二收集桶內輸送廢水。

優選地，所述第二高液位點的上方設置有溢流口，當第二收集桶內廢水到達溢流口時，廢水從溢流口流出第二收集桶外；以控制第二收集桶內廢水量。

優選地，所述第二收集桶的一側的底端設置有第二排空低閥以將第二收集桶內的廢水排空。

優選地，所述蒸餾水收集裝置的出口與過濾裝置的進口之間設置的管道上設置有分子篩COD過濾器進水手動球閥和分子篩COD過濾器進水止回閥。所述蒸餾水收集裝置的出口與有機分離膜系統的出口之間設置的管道上設置有手動球閥。

優選地，所述過濾裝置包括分子篩COD過濾器和蒸汽發生器，所述蒸汽發生器向分子篩COD過濾器內輸送蒸汽以對分子篩COD過濾器進行清洗，所述分子篩COD過濾器與蒸餾水收集裝置之間通過管道實現循環連接，所述分子篩COD過濾器與濃縮液收集裝置連接以向濃縮液收集裝置輸送過濾裝置濃縮液。

上文中，所述分子篩COD過濾器主要負責去除低沸點的小分子有機物。

優選地，所述分子篩COD過濾器包括分子篩過濾罐、分子篩備用罐和第一保安過濾器，根據時間設定自動切換分子篩過濾罐和分子篩備用罐實現連續循環過濾。具體地，當所述分子篩過濾罐進入清洗階段時，自動切換分子篩備用罐進行過濾作業，以實現分子篩COD過濾器對蒸餾水收集裝置內廢水連續循環過濾。

優選地，所述第一保安過濾器設置于分子篩過濾罐前端用于對分子篩材料的保護。

優選地，所述蒸汽發生器在分子篩過濾罐清洗階段自動啟動，對分子篩過濾罐清洗。

優選地，所述分子篩過濾罐和分子篩備用罐內均設置有分子篩，所述分子篩的材料包括高分子有機材料為主的有機高分子共聚體，所述高分子有機材料包括苯乙烯、二乙烯苯，所述分子篩材料比表面積為450~600m2/g。

優選地，所述過分子篩過濾罐的數量可以設置為多個串聯，以提高過濾裝置的效率。

優選地，所述有機分離膜系統包括第二保安過濾器、有機分離膜。

優選地，所述有機分離膜的一端與終端收集裝置連接以向終端收集裝置輸送有機分離膜產水，另一端與蒸餾水收集裝置連接以向蒸餾水收集裝置輸送有機分離膜濃縮液循環濃縮。

優選地，所述有機分離膜包括全芳香高交聯度聚酰胺，所述有機分離膜的通量為20LMH。

上文中，所述有機分離膜的截流率為90~99%。

上文中，所述有機分離膜主要負責去除低沸點的大分子有機物。

優選地，所述第二保安過濾器設置于有機分離膜的前端，所述第二保安過濾器用于對有機分離膜的保護。

優選地，所述有機分離膜系統內置濃水循環管路，通過控制濃水內循環的比例來實現大流量沖刷有機分離膜降低膜系統淤堵風險的目的。

優選地，所述濃水循環管路控制濃水內循環的比例為60%。

優選地，所述終端收集裝置包括第三收集桶、回用水泵、水表和第三控制單元，所述水表用于統計進水量；優選地，所述第三收集桶內設有第三低液位點、第三中液位點和第三高液位點，當第三收集桶內廢水位于第三中液位點時，第三控制單元控制回用水泵啟動；當第三收集桶內廢水位于第三高液位點時，第三控制單元控制有機分離膜系統停止運行；當第三收集桶內廢水位于第三低液位點時，第三控制單元控制回用泵水停止運行。

優選地，所述第三高液位點的上方設置有溢流口，當第三收集桶內廢水到達溢流口時，廢水從溢流口流出第三收集桶外；以控制第三收集桶內廢水量。

優選地，所述第三收集桶的一側的底端設置有第三排空低閥以將第三收集桶內的廢水排空。

優選地，所述終端收集裝置與有機分離膜系統之間設置有取樣裝置；所述取樣裝置用于將有機分離膜系統流入終端收集裝置的廢水進行取樣。

本申請還要求保護一種半導體工業廢水處理方法，采用上文所述的半導體工業廢水處理設備，包括以下步驟：S1、廢水經廢水輸入管道進入蒸發裝置中，經蒸發裝置處理后產出蒸發器處理后廢水和蒸發器濃縮液，蒸發器濃縮液流入濃縮液收集裝置，蒸發器處理后廢水流入過濾裝置或有機分離膜系統，若流入過濾裝置則跳轉至步驟S2，若流入有機分離膜系統則跳轉至步驟S3；S2、過濾裝置將步驟S1中的蒸發器處理后廢水進行處理，處理完畢后產出過濾裝置濃縮液和過濾清液，過濾清液流回蒸發裝置進行循環過濾，過濾裝置濃縮液流入濃縮液收集裝置；根據所述每日的廢水輸入量以及廢水中污染物的濃度，設定所述過濾裝置每日吸附的污染物量為一固定值，并使該固定值不小于每日廢水中的污染物含量；當所述過濾裝置內的廢水過濾量達到上述固定值時，流入過濾裝置內未經過濾處理的蒸發器處理后廢水及由過濾裝置處理后產生的過濾清液均回流至蒸發裝置中，使整個半導體工業廢水處理設備達到動態平衡；S3、有機分離膜系統將步驟S1中的蒸發器處理后廢水進行處理，處理完畢后產出有機分離膜濃縮液和處理后的水，有機分離膜濃縮液流回蒸發裝置循環濃縮，處理后的水流入終端收集裝置；S4、終端收集裝置將步驟S3中的處理后的水收集后回用。

由于上述技術方案運用，本發明與現有技術相比具有下列優點：1.本發明開辟了一條打破傳統工藝的針對半導體工業廢水的全新處理方法，現有半導體廢水處理技術均以生化處理工藝為主，本發明采用蒸發、分子篩過濾、有機分離膜組合成一個全新的半導體廢水處理工藝；本發明為全物理工藝，其中不需要投加任何藥劑，是真正意義上的環保處理方法；2.本發明通過將蒸發裝置與過濾裝置之間進行循環、將蒸發裝置與有機分離膜系統之間進行循環，能夠將整個廢水處理設備維持宏觀上的動態平衡，能夠將廢水的污染物濃度控制在較低的數值的狀態時進行循環；3.本發明工藝流程簡單，完全自動化運行，用戶界面友好，與現有生化工藝相比，大大減少了人力成本的投入；可以實現標準化生產和模塊化導入，降低生產成本和用戶投資，無需重復建設，可跟隨產線隨時搬遷。

（發明人：徐楊帆;王志偉）