专利名称：废水处理装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种废水处理装置，具体地说一种无需经由传统化学混凝所需的沉淀池或气浮池，并且可耐受进水流量与水质冲击，同时维持产水质量的废水处理装置。
背景技术：
现今的废水处理方法包含利用物理、化学以及生物等方法对废水进行处理，以使废水净化，减少污染，达到废水回收使用，充分利用水资源。其中化学方法可列举例如:化学混凝法、薄膜过滤法、电化学混凝法以及离子交换法等。一般经常使用的化学混凝法，其是以添加无机盐类混凝剂(coagulant)方式将微小粒子凝聚成大颗粒，再以重力方式在沉淀池中沉降。自沉淀池流出的水，会通过砂滤池经过预处理再藉由氯消毒后，形成中水。所谓“中水”又可称作再生水或回收水，其是指污水经过处理后回收再使用的水，由于城市建筑中将供水称作“上水”，污水称为“下水”，因此中水有着取其两者之间的意思，中水可以作为冷却用水、水塔补充水、清洁用水或绿化用水等低效益的杂用水。随着水源缺乏，对于中水的需求已演变为需进一步使用逆渗透(Reverse Osmosismembrane, R0)处理，以产生高纯度的再生水以与自(Reverse Osmosis membrane, R0)处理，以产生高纯度的再生水以与自来水混合而进入纯水制程。但是逆渗透制程对于进料水的要求严格，包含酸碱值、盐类浓缩结垢、污泥密度指数(Sludge Density Index, SDI)等,其预处理单元复杂,且会增加成本,对于欲进行回收中水作更进一步逆渗透处理使用，实则不是良好的施行方案。
实用新型内容有鉴于此，为了克服上述缺点，本实用新型人经过多次尝试而发明本废水处理装置，其无需经由传统化学混凝所需的沉淀池或气浮池，并且可耐受进水流量与水质冲击，以及所产生的中水质量可直接进行逆渗透而无需任何逆渗透预处理的废水处理装置。本实用新型的废水处理装置包括一进料部以及一处理槽。所述进料部，至少包含一进料口、一加药进料口以及一管道混合器；所述进料口是供废水进入，所述加药进料口是投入供净水药剂，所述管道混合器与所述进料口以及所述加药进料口连接，且将由所述进料口进料的废水以及由所述加药进料口进料的净水药剂混合后，进料至所述处理槽中；所述处理槽，包含至少一槽体、一鼓风机以及一出水口 ；其中所述进料部的所述管道混合器将进料至所述处理槽的所述至少一槽体中；每一槽体设置有一膜过滤器，所述槽体由所述鼓风机进行曝气，且所述槽体设有一出水口以回收过滤后的水。优选地，所述处理槽的所述槽体进一步设有一废料出口。优选地，所述处理槽的所述槽体设有一酸液/碱液进料口以及一酸碱值测定计。[0011 ] 优选地，所述酸液/碱液进料口的进料酸液选用硫酸或盐酸，进料碱液选用氢氧化钠。优选地，所述处理槽包含三个槽体，分别为第一槽、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设有所述膜过滤器，其为负压抽滤的平板状膜或是中空纤维丝膜，且其膜孔径为0.0l至10微米。优选地，由所述废料出口流出的废水的胶羽浓度约为10，000至25，000mg/L。优选地，所述膜过滤器的膜材质选自聚氯乙烯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中至少一种。优选地，所述处理槽的所述槽体与所述出水口之间设有一产水流量计，且所述处理槽的膜产水通量为10至100L/m2/hr。本实用新型的废水处理装置具有以下优点及功效:1、本实用新型的废水处理装置能以高回收率(97.5%以上)产生中水，该中水质量为高纯度且所产生的中水可直接由逆渗透制程作进一步处理(SDI15 < 4) ;2、本实用新型的废水处理装置无需传统化学混凝法的沉淀池或气浮池，且所分离的固体物以及废液可直接进入污泥脱水机处理，无需另外设置污泥浓缩池，其处理槽所使用的超滤膜的耐受性亦高，可维持生产质量稳定的中水。
图1是本实用新型的废水处理装置的结构示意图。附图标记说明如下:进料部1、进料口 101、加药进料口 102、管道混合器103、处理槽2、第一槽21、第二槽22、第三槽23、酸液/碱液进料口 24、酸碱值测定计25、废料出口 26、膜过滤器211、膜过滤器221、膜过滤器231、鼓风机3、调节阀31、调节阀32、调节阀33、出水口 4、产水流量计41、产水流量计42、产水流量计43。
具体实施方式
为使贵审查员能进一步了解本实用新型的结构、特征及其他目的，现结合所附较佳实施例附以附图详细说明如下，本附图所说明的实施例仅用于说明本实用新型的技术方案并非限定本实用新型。本实用新型使用净水药剂捕捉废水中的污染物，而将污染物转化形成不溶于水的絮凝物，并利用一段或多段的膜过滤单元，进行多段的膜过滤，使之产生的中水质量符合逆渗透的进水要求。最终的处理槽所排出的高浓度絮凝体，亦即所谓的废液或污泥，可直接进入污泥脱水处理，无需设置污泥浓缩池。在膜过滤期间，累积在超滤膜(Ultra Filtration Membrane)表面上的胶羽会压密成具有增加过滤压力阻抗的泥饼，藉由处理槽底的鼓风机所产生的曝气造成的向上水流，可抑制于超滤膜表面上所形成的泥饼厚度。鼓风机与各处理槽之间设有调节阀，可以调整或加大曝气强度，以冲刷去除膜面上累积过多泥饼。其中，由于使用多个处理槽过滤，槽内絮体物浓度逐槽提高。最末的处理槽中的超滤膜，因为承受最高浓度的絮凝物浓度，膜面堆积泥饼的速率最快，因此需要特别加强曝气刷洗膜面，并且降低膜过滤通量。以下将参照相关图式，说明依本实用新型较佳实施例的废水处理装置，为了使其便于理解，下述实施例中的相同组件以相同的符号标示来说明。请参见图1，本实用新型的废水处理装置包含一进料部I以及一处理槽2，该进料部I与该处理槽2相互连接，且可令废水进料至该处理槽2中。该进料部I包含一进料口 101、一加药进料口 102以及一管道混合器103。该进料口 101供废水进入本废水处理装置的处理槽2中，在本实用新型中所指的废水通常意指在化学研磨加工时(Chemical Mechanical Polishing,CMP)所产生的废水。该加药进料口 102是供前述净水药剂进入本废水处理装置的处理槽2中，净化药剂选自于硫酸招(aluminum sulfate)、聚合氯化招(PAC)、招酸钠等招盐；氯化铁、硫酸亚铁、聚合硫酸铁等铁盐以及可以单独使用在水中的絮凝物(胶羽)。该管道混合器(Static mixer) 103与该进料口 101以及该加药进料口 102相互连接，可将由前述进料口 101进料的废水以及由前述加药进料口 102进料的净水药剂进行在线快混，产生不溶于水的絮凝物，并将该絮凝物进料至处理槽2中。该处理槽2包含一第一槽21、一第二槽22、一第三槽23、一鼓风机3以及一出水口 4，其中该进料部I的管道混合器103所产生的絮凝物是进料的该处理槽2的第一槽21中。该第一槽21、第二槽22以及第三槽23分别设置有膜过滤器211、221、231，且第一槽21与第二槽22相互连通以及第二槽22与第三槽23相互连通，该第一槽21、第二槽22以及第三槽23是以串联形式相互连通。膜过滤器211、221、231是负压抽滤的平板状膜或是中空纤维丝膜。膜孔径为0.01至10微米，较佳为0.03至0.1微米。膜材质可为聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯腈(PAN)、聚丙烯(PP)、聚砜(PS)、聚醚砜(PES)或聚偏氟乙烯(PVDF)。该第一槽21、第二槽22以及第三槽23的槽底分别地与该鼓风机3相互通连，且设有调节阀31、32、33，因此可在各槽的膜片底部以空气曝气，使得膜片之间产生向上流动的气泡与水流，冲刷膜表面，抑制膜面产生胶羽累积。膜过滤器211、221、231经由负压抽吸，滤出净化的水。该第一槽21、第二槽22以及第三槽23的上方分别地与该出水口 4相互连结，且设有产水流量计41、42、43，各处理槽的膜产水通量约为10至100L/m2/hr，较佳为20至50L/m2/hr ο此外，该第一槽21设有酸液/碱液进料口 24以及酸碱值测定计25，其目的在于藉由控制酸液/碱液的加药量，调控第一槽21内的pH值为最佳进行化学混凝法的范围，已达到最佳的过滤质量。最佳的PH范围要依据所处理的废水的特性，其需经由多次试验而定。调整pH值的酸液可以使用硫酸或盐酸等，碱液可选用氢氧化钠。再者，第三槽23设有废料出口 26，废水进料后，在第一槽21中，藉由曝气产生的水流扰动作慢混与胶羽熟化，接着被第一槽21的膜过滤器211抽滤出洁净的水，在第一槽21内的胶羽被浓缩。当第一槽21内的胶羽混合液流入第二槽22，第二槽22的膜过滤器221亦抽滤出洁净的水，在第二槽22内的胶羽再次被浓缩。第二槽22流入第三槽23的胶羽混合液经由第三槽23的膜过滤器231抽滤，胶羽浓度再次被浓缩后，以胶羽浓度约10，000至25，000mg/L，直接由废料出口 26以污泥抽水机抽出，进入污泥脱水机处理，无需另外设置污泥浓缩池。必须说明的是，胶羽浓度由水回收率所控制，水回收率=膜过滤所产生的水量/进料的废水量。当进料的废水的污染小，净水药剂添加量就变少，起始胶羽浓度少，因此，水回收率可以升高。反之，进流水的污染高，净水药剂添加量就变大，起始胶羽浓度高，就必须降低水回收率，使第三槽23的胶羽浓度不会太高，造成膜过滤器的操作困难。[0035]实施例本实用新型使用板状超滤膜，浸没在三个串联的处理槽内。以硅晶圆加工所产生的化学机械研磨废水加入适当量的铝酸钠与聚合氯化铝(PAC)混凝剂，由管道混合器进行在线快混，将水中的溶解性二氧化硅与奈米级研磨颗粒转变成不溶于水的铝胶羽。经过管道混合器进行快混，请参见下述实施例:实施例1硅晶圆氧化层的化学机械研磨废水回收的水量为15CMH，pH = 9，溶解性二氧化硅130mg/L。使用以铝酸钠(120mg/L)，聚氯化铝130mg/L作为净水药剂，以氢氧化钠调整为pH = 6.5至7，起始胶羽浓度约1100mg/L。使用三个处理槽串联，每个槽内放置I组板状超滤膜组,膜过滤产水通量32L/m2/hr。产水回收率可达95%，所生产的中水的二氧化硅残留量为 27mg/L，SDI15 = 2。
权利要求1.一种废水处理装置，其特征在于，所述废水处理装置包括一进料部和一处理槽；其中， 所述进料部，至少包含一进料口、一加药进料口以及一管道混合器；所述进料口是供废水进入，所述加药进料口是投入供净水药剂，所述管道混合器与所述进料口以及所述加药进料口连接，且将由所述进料口进料的废水以及由所述加药进料口进料的净水药剂混合后，进料至所述处理槽中； 所述处理槽，包含至少一槽体、一鼓风机以及一出水口 ；其中所述进料部的所述管道混合器将进料至所述处理槽的所述至少一槽体中； 每一槽体设置有一膜过滤器，所述槽体由所述鼓风机进行曝气，且所述槽体设有一出水口以回收过滤后的水。
2.如权利要求1所述的废水处理装置，其特征在于，所述处理槽的所述槽体进一步设有一废料出口。
3.如权利要求1所述的废水处理装置，其特征在于，所述处理槽的所述槽体设有一酸液/碱液进料口以及一酸碱值测定计。
4.如权利要求3所述的废水处理装置，其特征在于，所述酸液/碱液进料口的进料酸液选用硫酸或盐酸，进料碱液选用氢氧化钠。
5.如权利要求1 4任一所述的废水处理装置，其特征在于，所述处理槽包含三个槽体，分别为第一槽、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设有所述膜过滤器，其为负压抽滤的平板状膜或是中空纤维丝膜，且其膜孔径为0.0l至10微米。
6.如权利要求2所述的废水处理装置，其特征在于，由所述废料出口流出的废水的胶羽浓度约为10，000至25，000mg/L。
7.如权利要求6所述的废水处理装置，其特征在于，所述膜过滤器的膜材质选自聚氯乙烯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中的一种。
8.如权利要求7所述的废水处理装置，其特征在于，所述处理槽的所述槽体与所述出水口之间设有一产水流量计，且所述处理槽的膜产水通量为10至lOOL/mVhr。
专利摘要本实用新型提供了一种废水处理装置，所述废水处理装置包括一进料部和一处理槽，该进料部供废水进料至该处理槽中，该进料部可供废水与净水药剂充分混合后进料至处理槽过滤，该处理槽内部有多个槽体，各槽体内部装置有膜过滤器，以超滤膜多次过滤而提供无需经逆渗透前处理的可直接进行逆渗透制程的中水，并且本实用新型的废水处理装置亦无需传统化学混凝法的沉淀池或气浮池，其所生产的中水回收率高且成本低，另外，最终产生的污泥浓度高可直接进入污泥脱水机处理而无需另外设置污泥浓缩池。
文档编号C02F1/44GK203033838SQ20122037662
公开日2013年7月3日 申请日期2012年8月1日 优先权日2012年8月1日
发明者薛胜丰, 张希圣 申请人:环扬环保工程股份有限公司