专利名称：一种带有管式微滤膜组件的研磨废水回用、硅粉回收装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及水处理技术领域，尤其涉及一种带有管式微滤膜组件的研磨废水回用、硅粉回收装置。
背景技术：
目前，电子厂中对晶元减薄、晶背研磨和晶元切割过程中产生的废水(以下简称“研磨废水”)，含有微小的硅屑和去离子水，其中因硅屑颗粒较小，排放至水中仍有微小的硅屑飘浮于水中，使水呈黑褐色，不仅不能重复使用，而且还直接影响到工厂的景观。所以，只要能够将硅屑和去离子水分离开来，产水就可以回用，同时硅粉也可以被分离出来，进而用于适合的生产中去，实现资源化生产。当今社会，水已成为一种短缺的商品，被看作是一种有限的宝贵资源；而硅粉的价格比较昂贵，为实现资源的合理化运用，为此在生产中一定要把水的安全、资源和环境三方面功能统一起来，着力形成人与自然和谐的水生态环境，资源合理开发利用的美好局面。现有的处理研磨废水的方法主要有絮凝沉淀法、连续中空纤维超滤处理技术、浸没式平板膜处理技术和管式超滤膜处理技术。絮凝沉淀法通过加药产生电化学、物理化学等过程将废水进行固液分离，该絮凝沉淀法效率高，处理方法成熟，操作简单，但是在处理过程中使用大量的絮凝剂、助凝剂帮助沉淀，易产生二次污染，产水很难再利用；连续中空纤维超滤处理技术是采用中空纤维膜过滤组件来处理废水，中空纤维膜过滤组件，由中空纤维膜丝组成，中空纤维膜丝易断裂，通量低，产水水质不稳定，化学清洗频繁，能源消耗大等问题；浸没式平板膜处理技术是由浸没式平板膜过滤膜组件处理废水，浸没式平板膜过滤膜组件是将膜组件直接浸入到原水箱中，采用泵或者虹吸的方式实现负压，该工艺简单，能耗低，回收率高，但是系统不能反洗，维护保养操作繁琐，体积较大，运行过程中极易漏；管式超滤膜处理设备是由高循环流速的管式超滤膜组件构成，采用进料液的流动方向和膜的压力方向垂直的错流过滤，错流过滤平行于膜表面有一个回流，这个回流会有效地冲走膜表面的污染物，但是由于研磨废水中硅粉的颗粒极细，极易堵塞于膜孔，错流不能带走膜表面的硅粉，从而影响膜通量。上述各膜处理方法都不能进行在线冲洗，极易造成膜堵塞，不能长期有效的处理研磨废水，因此只能作为研磨废水处理的辅助参考手段。有鉴于此，如何设计一种带有反冲洗功能的管式微滤膜组件的研磨废水回用、硅粉回收装置，以增加产水率并带来能源回收的附加经济效益，是业内人士亟需解决的问题。
发明内容
针对现有技术中，中空纤维膜过滤组件的易堵塞、需频繁冲洗、产水率较低、能耗较大；管式超滤膜不能反冲洗等缺陷，本发明提供了一种带有管式微滤膜组件的研磨废水回用、硅粉回收装置。根据本发明，提供了一种带有管式微滤膜组件的研磨废水回用、硅粉回收装置，其中，包括
原水箱，用来容纳废水；第一输送管,一端连通于所述原水箱的下端；循环泵，设置于所述第一输送管上；管式微滤膜组件，连通于所述第一输送管的另一端；产水箱，用来储存经处理得到的纯净水；第二输送管，连通所述管式微滤膜组件与所述产水箱；第三输送管，一端连通于所述原水箱的下端；硅泥回收装置，连通于所述第三输送管的另一端；泥浆输送泵，设置于所述原水箱与所述硅泥回收装置之间的所述第三输送管上；第四输送管，一端连通于所述产水箱且另一端连通于所述第二输送管；反冲洗泵，设置于所述第四输送管上；自动控制系统，用于控制所述循环泵、所述泥浆输送泵、所述第一输送管、所述第二输送管、所述第三输送管、第四输送管上的调节阀、计量仪及水质分析仪；其中，废水从所述原水箱中出来经所述循环泵作用，进入所述管式微滤膜组件进行净化，净化后从垂直方向透过所述管式微滤膜组件进入所述产水箱，产生的浓缩水回流至所述原水箱，所述原水箱内的浓缩水达到浓度后进入硅泥回收装置进行脱水，形成泥饼以排出并回收利用。 优选地，所述管式微滤膜组件包括若干个镶嵌式锚型结构的管式微滤膜过滤元件，各所述管式微滤膜过滤元件内设置有微滤膜且具有进水端及出水端，所述出水端垂直于所述管式微滤膜过滤元件的管壁，所述进水端连通所述第一输送管；以及第一连接管，连通相邻的两所述管式微滤膜过滤元件。优选地，所述微滤膜进行反冲洗优选地，所述微滤膜的孔径为O. 05 μ m。优选地，所述硅泥回收装置为压滤机、离心分离器、蒸发机中的任意一种。优选地，更包括第五输送管，连通所述第一输送管；清洗水箱，用来对所述管式微滤膜组件进行化学清洗，所述清洗水箱设置于所述第五输送管上；以及药洗泵，设置于所述第五输送管上。本发明的优点是1.废水处理池连接有管式微滤膜组件管式微滤膜组件由管式微滤膜过滤元件构成，管式微滤膜组件可提供连续、稳定的固液分离效果，膜组件耐高温、耐化学性能更优异，可处理高固体含量的废水，固体物含量可以达到5% (重量比)。2.管式微滤膜组件内的宽流道，呈错流形式，不易堵塞，可大范围地调节流速，同时膜设备可以进行反冲洗，膜使用寿命长，最长可达5-7年，折旧费用低。3.膜单面致密层及薄形支撑层，其优势在于跨膜压差小和透过膜的物质不会在膜内部形成堵塞(这是中空膜和卷式膜所不具备的)，管式微滤膜组件采用苯二甲酸乙二醇酯(PET)材料或聚丙烯(PP)材料为支撑层，具有优异的强度，亦不存在断丝想象。4.带有管式微滤膜组件的带有管式微滤膜组件的研磨废水回用、硅粉回收装置，对进膜料液无需严格的预处理要求，较普通管式膜更能承受高浓度、高固含量的料液，普通管式膜浓缩液悬浮物浓度不大于15g/L，管式微滤膜组件可耐悬浮物浓度达30 40g/L，浓缩倍数高，回收率是现有中空膜和卷式膜的5-10倍。5.由于再生性能强，膜组件清洗过程简单，清洗后通量回复率100%。6.在处理过程中不添加任何药剂，硅泥直接能回收利用至耐火材料行业。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1示出了依据本发明的带有管式微滤膜组件的研磨废水回用、硅粉回收装置的结构示意图。图2示出了图1中的管式微滤膜过滤元件的放大结构示意图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。图1示出了依据本发明的带有管式微滤膜组件的研磨废水回用、硅粉回收装置的结构示意图。参照图1，带有管式微滤膜组件的研磨废水回用、硅粉回收装置I包括原水箱10、第一输送管11、循环泵12、管式微滤膜组件13、产水箱14、第二输送管15、第三输送管16、硅泥回收装置17、泥浆输送泵18、第四输送管19、反冲洗泵20及自动控制系统(未绘示)。其中，第一输送管11的一端连通于原水箱10的下端，另一端连通于管式微滤膜组件13，第一输送管11用来将原水箱10内的废水输送至管式微滤膜组件13内进行净化。循环泵12设置于第一输送管11上，循环泵12用来提供从原水箱10出来的废水进入管式微滤膜组件13内的动力。第二输送管15则连通管式微滤膜组件13与产水箱14，第二输送管15将管式微滤膜组件13净化处理得到的纯水输送至产水箱14。第三输送管16的一端连通于原水箱10的底部，另一端则连通硅泥回收装置17，本实施例中，硅泥回收装置17可以为压滤机，但并不以此为限，还可以为离心分离器、蒸发机等污泥脱水设备。泥浆输送泵18设置于第三输送管16上，且位于原水箱10与硅泥回收装置17之间。第四输送管19的一端连通于产水箱14,另一端连通于第二输送管15,反冲洗泵20设置于第四输送管19上，反冲洗泵20用来驱动产水箱14内的纯水经过第四输送管19进入第二输送管15对管式微滤膜组件13进行反冲洗。在另一个实施例中，还可以在第四输送管19上的另一端设置反洗水箱，用来对管式微滤膜组件13进行反冲洗。自动控制系统控制循环泵12、泥衆输送泵18、第一输送管11、第二输送管15、第三输送管16、第四输送管19上的调节阀、计量仪及水质分析仪的运作。另外，本实施例中，还包括清洗水箱21、第五输送管22及药洗泵23。其中，清洗水箱21用来对管式微滤膜组件13进行化学清洗。第五输送管22则连通于第一输送管11与清洗水箱21之间。药洗泵23则设置于第五输送管22上，用来驱动清洗水箱21对管式微滤膜组件13进行化学冲洗。图2示出了图1中的管式微滤膜过滤元件的放大结构示意图。结合参照图1与图2,管式微滤膜组件13是采用聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethyleneterephthalate,简称PET)材料或聚丙烯(Polypropylene,简称PP)材料烧结形成的多孔支撑管，由其由若干个镶嵌式锚型结构的管式微滤膜过滤元件24和第一连接管(未绘示)构成。每个管式微滤膜过滤元件24内设置有微滤膜241且具有进水端及出水端242，出水端242垂直于管式微滤膜过滤元件24的管壁，进水端242则连通于第一输送管11。两个相邻的管式微滤膜过滤元件之间通过第一连接管相连通。管式微滤膜过滤元件24内的微滤膜241的孔径为0.05 μ m。管式微滤膜组件13耐悬浮物浓度可达30 40g/L。本发明中带有管式微滤膜组件的研磨废水回用、硅粉回收装置I的工作过程为将对晶元减薄、晶背研磨和晶元切割过程中产生的废水注入原水箱10中，废水在循环泵12的作用下经过第一输送管11，进入管式微滤膜组件13中，经各个管式微滤膜过滤元件24过滤形成纯水，纯水从出水端242出来进入第二输送管15，经第二输送管15传输至产水箱14。废水经过多次浓缩，形成浓缩水，浓缩水回流至原水箱10，原水箱10内的固体颗粒经过一段时间的积累形成硅泥浆，此时可以启动泥浆输送泵18，使硅泥浆通过第三输送管16进入硅泥回收装置17，硅泥浆经过硅泥回收装置17脱水，形成硅泥饼，最后将硅泥饼运走进行回收。在上述过程中，在自动控制系统的控制下，反冲洗泵20驱动产水箱14内的纯水进入第四输送管19，并从第四输送管19进入第二输送管15，再由第二输送管15通过各个管式微滤膜过滤元件24的出水端242进入，以完成对管式微滤膜组件13进行的反冲洗，药洗泵23驱动清洗水箱21对管式微滤膜组件13利用药物进行化学清洗。当然，在另外的实施例中，反冲洗泵20还可以驱动反洗水箱内的纯水对管式微滤膜组件13进行反冲洗。本发明的优点是1.废水处理池连接有管式微滤膜组件管式微滤膜组件由管式微滤膜过滤元件构成，管式微滤膜组件可提供连续、稳定的固液分离效果，膜组件耐高温、耐化学性能更优异，可处理高固体含量的废水，固体物含量可以达到5% (重量比)。2.管式微滤膜组件内的宽流道，呈错流形式，不易堵塞，可大范围地调节流速，同时膜设备可以进行反冲洗，膜使用寿命长，最长可达5-7年，折旧费用低。3.膜单面致密层及薄形支撑层，其优势在于跨膜压差小和透过膜的物质不会在膜内部形成堵塞(这是中空膜和卷式膜所不具备的)，管式微滤膜组件采用苯二甲酸乙二醇酯(PET)材料或聚丙烯(PP)材料为支撑层，具有优异的强度，亦不存在断丝想象。4.带有管式微滤膜组件的带有管式微滤膜组件的研磨废水回用、硅粉回收装置，对进膜料液无需严格的预处理要求，较普通管式膜更能承受高浓度、高固含量的料液，普通管式膜浓缩液悬浮物浓度不大于15g/L，管式微滤膜组件可耐悬浮物浓度达30 40g/L，浓缩倍数高，回收率是现有中空膜和卷式膜的5-10倍。5.由于再生性能强，膜组件清洗过程简单，清洗后通量回复率100%。6.在处理过程中不添加任何药剂，硅泥直接能回收利用至耐火材料行业。以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
权利要求
1.一种带有管式微滤膜组件的研磨废水回用、硅粉回收装置，其特征在于，包括 原水箱，用来容纳废水；第一输送管，一端连通于所述原水箱的下端；循环泵，设置于所述第一输送管上；管式微滤膜组件，连通于所述第一输送管的另一端；产水箱，用来储存经处理得到的纯水；第二输送管，连通所述管式微滤膜组件与所述产水箱；第三输送管，一端连通于所述原水箱的下端；硅泥回收装置，连通于所述第三输送管的另一端；泥浆输送泵，设置于所述原水箱与所述硅泥回收装置之间的所述第三输送管上；第四输送管，一端连通于所述产水箱且另一端连通于所述第二输送管；反冲洗泵，设置于所述第四输送管上；自动控制系统，用于控制所述循环泵、所述泥浆输送泵、所述第一输送管、所述第二输送管、所述第三输送管、第四输送管上的调节阀、计量仪及水质分析仪；其中，废水从所述原水箱中出来经所述循环泵作用，进入所述管式微滤膜组件进行净化，净化后从垂直方向透过所述管式微滤膜组件进入所述产水箱，产生的浓缩水回流至所述原水箱，所述原水箱内的浓缩水达到浓度后进入硅泥回收装置进行脱水，形成泥饼以排出并回收利用。
2.如权利要求1所述的带有管式微滤膜组件的研磨废水回用、硅粉回收装置，其特征在于，所述管式微滤膜组件包括若干个镶嵌式锚型结构的管式微滤膜过滤元件，各所述管式微滤膜过滤元件内设置有微滤膜且具有进水端及出水端，所述出水端垂直于所述管式微滤膜过滤元件的管壁，所述进水端连通所述第一输送管；以及第一连接管，连通相邻的两所述管式微滤膜过滤元件。
3.如权利要求2所述的带有管式微滤膜组件的研磨废水回用、硅粉回收装置，其特征在于，所述微滤膜进行反冲洗。
4.如权利要求2所述的带有管式微滤膜组件的研磨废水回用、硅粉回收装置，其特征在于，所述微滤膜的孔径为O. 05 μ m。
5.如权利要求1所述的带有管式微滤膜组件的研磨废水回用、硅粉回收装置，其特征在于，所述硅泥回收装置为压滤机、离心分离器、蒸发机中的任意一种。
6.如权利要求1所述的带有管式微滤膜组件的研磨废水回用、硅粉回收装置，其特征在于，更包括第五输送管，连通所述第一输送管；清洗水箱，用来对所述管式微滤膜组件进行化学清洗，所述清洗水箱设置于所述第五输送管上；以及药洗泵，设置于所述第五输送管上。
全文摘要
本发明提出一种带有管式微滤膜组件的研磨废水回用、硅粉回收装置，包括容纳废水的原水箱；管式微滤膜组件；连通原水箱与管式微滤膜组件的第一输送管；设置于第一输送管上的循环泵；产水箱；连通管式微滤膜组件与产水箱的第二输送管；硅泥回收装置；连通原水箱的下端与压滤机的第三输送管；设置于第三输送管上的泥浆输送泵；连通产水箱的第四输送管路；设置于第四输送管上的反冲洗泵；自动控制系统。废水经循环泵作用，进入管式微滤膜组件进行净化，净化后从垂直方向透过管式微滤膜组件进入产水箱，产生的浓缩水回流至原水箱，纯水进入管式微滤膜组件反冲洗，原水箱内颗粒进入硅泥回收装置经脱水成泥饼排出。本发明的除污效果好且效率高。
文档编号B01D61/18GK103028329SQ20121052381
公开日2013年4月10日 申请日期2012年12月7日 优先权日2012年12月7日
发明者王毅刚, 钱丽莉, 王昕彤 申请人:无锡凝洋环保科技有限公司