权利要求
1.一种半导体研磨废水处理零排放系统，其特征在于：其包括：
废水收集单元，用于接收半导体生产过程中产生的研磨废水，其底部倾斜设计并设有排水口;
离心分离单元，通过管道与废水收集单元连接，内部设有离心机和污泥收集斗;
中转调节单元，通过管道与离心分离单元连接，内部设有液位
传感器和搅拌装置;
膜过滤单元，通过管道与中转调节单元连接，内部设有多组陶瓷膜组件;
低温蒸发单元，通过管道与膜过滤单元的浓水出口连接，内部设有换热管束和冷凝装置;
袋式过滤单元，通过管道与低温蒸发单元的冷凝水出口连接，内部设有多组滤袋;
回用水存储单元，通过管道与袋式过滤单元连接，内部设有水质监测装置;
浓水回流系统，用于将膜过滤单元的浓水回流至低温蒸发单元。
2.根据权利要求1所述的一种半导体研磨废水处理零排放系统，其特征在于：所述废水收集单元的集液槽内壁涂覆环氧树脂材料制成的耐腐蚀涂层，在所述集液槽顶部设有密封盖板。
3.根据权利要求1所述的一种半导体研磨废水处理零排放系统，其特征在于：中转调节单元的搅拌装置采用双层桨叶设计，且上层桨叶直径大于下层桨叶直径。
4.根据权利要求1所述的一种半导体研磨废水处理零排放系统，其特征在于：所述陶瓷膜组件孔径范围为0.01微米至0.1微米。
5.根据权利要求4所述的一种半导体研磨废水处理零排放系统，其特征在于：在所述滤袋由聚酯纤维材料制成，孔径为1微米，且通过卡扣固定在过滤腔室内。
说明书
技术领域
[0001]本实用新型涉及废水处理与资源回收技术领域，尤其涉及一种半导体研磨废水处理零排放系统。
背景技术
[0002]半导体生产过程中，研磨是确保晶圆表面达到特定平整度和光洁度的关键步骤，为后续电路制作提供基础。然而，研磨过程会产生大量废水，其中含有多种化学物质、细小颗粒物(如硅粉和金属离子)以及其他污染物。这些物质不仅对水体造成污染，还会威胁生态环境安全。
[0003]现有技术，申请号为CN2023215762708授权公开了一种半导体研磨废水处理系统，该研磨废水处理方法主要依赖于物化沉淀池等工艺，虽然能在一定程度上降低污染物浓度，但存在污泥产量大、加药量高、占地面积广以及运行成本高等问题。同时，传统工艺难以实现废水的零排放目标，导致部分污染物仍可能排入环境，无法满足当前节能减排和资源回收的需求。
[0004]此外，在实际运行中，传统工艺往往需要添加大量化学药剂以提高处理效果，这不仅增加了盐分积累的风险，还进一步提高了运行成本和二次污染的可能性。因此，开发一种高效、稳定的研磨废水处理技术，既能实现废水的零排放，又能降低运行成本并提升出水水质，成为亟待解决的技术难题。本发明旨在通过创新的组合工艺设计，解决上述问题，为半导体行业的可持续发展提供技术支持。
实用新型内容
[0005]本实用新型的目的是，提供一种半导体研磨废水处理零排放系统，以克服目前现有技术存在的上述不足。
[0006]为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
[0007]一种半导体研磨废水处理零排放系统，其包括：
[0008]废水收集单元，用于接收半导体生产过程中产生的研磨废水，其底部倾斜设计并设有排水口;
[0009]离心分离单元，通过管道与废水收集单元连接，内部设有离心机和污泥收集斗;
[0010]中转调节单元，通过管道与离心分离单元连接，内部设有液位传感器和搅拌装置;
[0011]膜过滤单元，通过管道与中转调节单元连接，内部设有多组陶瓷膜组件;
[0012]低温蒸发单元，通过管道与膜过滤单元的浓水出口连接，内部设有换热管束和冷凝装置;
[0013]袋式过滤单元，通过管道与低温蒸发单元的冷凝水出口连接，内部设有多组滤袋;
[0014]回用水存储单元，通过管道与袋式过滤单元连接，内部设有水质监测装置;
[0015]浓水回流系统，用于将膜过滤单元的浓水回流至低温蒸发单元。
[0016]优选的，所述废水收集单元的集液槽内壁涂覆环氧树脂材料制成的耐腐蚀涂层，在所述集液槽顶部设有密封盖板。
[0017]优选的，中转调节单元的搅拌装置采用双层桨叶设计，且上层桨叶直径大于下层桨叶直径。
[0018]优选的，所述陶瓷膜组件孔径范围为0.01微米至0.1微米。
[0019]优选的，在所述滤袋由聚酯纤维材料制成，孔径为1微米，且通过卡扣固定在过滤腔室内。
[0020]本实用新型的有益效果是：本技术方案通过离心分离单元的初步处理，显著降低了后续陶瓷膜过滤单元的运行负荷，减少了膜污染的发生频率;通过陶瓷膜过滤单元的高精度分离，实现了废水中悬浮物、重金属离子、微生物以及有机物的有效去除;通过低温蒸发单元的低温差蒸发技术，降低了能耗并提高了系统的运行稳定性;通过回用水存储与回用单元的水质监测装置，确保了回用水水质的稳定性;
[0021]本实用新型采用“离心分离+陶瓷膜过滤+低温蒸发”的组合工艺，各单元之间通过流量控制装置和浓水回流系统实现无缝衔接，确保废水处理过程的连续性和稳定性;
[0022]通过陶瓷膜过滤单元不引入额外盐分，结合低温蒸发单元的除盐功能，使得回用水水质达到生产线回用标准;低温热泵蒸发器在低温差条件下运行，能耗低且不易结垢，可实现无人值守运行，大幅降低人工成本。
附图说明
[0023]图1为本实用新型一种半导体研磨废水处理零排放系统的流程示意图;
[0024]图2为本实用新型一种半导体研磨废水处理零排放系统的系统布局框图;
[0025]图3为本实用新型一种半导体研磨废水处理零排放系统的系统低温蒸发单元原理图;
[0026]图4为本实用新型一种半导体研磨废水处理零排放系统的离心分离单元示意图;
[0027]图5为本实用新型一种半导体研磨废水处理零排放系统的袋式过滤单元;
[0028]图中：1、废水收集单元;2、离心分离单元;3、中转调节单元;4、膜过滤单元;5、低温蒸发单元;6、袋式过滤单元;7、回用水存储单元;8、浓水回流系统;11、集液槽;12、排水口;13、密封盖板。
具体实施方式
[0029]参照图1至图5，一种半导体研磨废水处理零排放系统，包括废水收集单元1、离心分离单元2、中转调节单元3、膜过滤单元4、低温蒸发单元5、袋式过滤单元6、回用水存储单元7和浓水回流系统8。这些单元通过管道及流量控制装置实现无缝衔接，确保废水处理过程的连续性和稳定性。
[0030]废水收集单元1是整个系统的起始部分，用于接收半导体生产过程中产生的研磨废水。该单元由一个集液槽11构成，集液槽的底部呈倾斜设计，最低点处设置有排水口12，排水口通过管道与离心分离单元2连接。集液槽内壁涂覆耐腐蚀涂层，耐腐蚀涂层为环氧树脂材料，能够有效防止废水中的化学物质对设备造成腐蚀。集液槽顶部设有密封盖板13，密封盖板通过螺栓固定在槽体上，避免废水挥发产生异味或二次污染。集液槽的侧壁还设有进水口，进水口的位置高于排水口，确保废水能够在重力作用下自然流向排水口;研磨废水收集桶1用于接收半导体生产过程中产生的研磨废水。
[0031]离心分离单元2位于废水收集单元1之后，用于对废水进行初步处理。该单元包括一个高速旋转的离心机，其为卧式离心机为现有结构，利用高速旋转产生的离心力实现悬浮物与水的分离，离心力将密度较大的悬浮物和颗粒物甩至内壁形成污泥，这部分污泥被收集后委外处理，离心液则流入离心液中转池。离心液中转池内部设有液位传感器和流量控制装置，对液体流量进行实时监测和调节，确保后续处理单元的运行负荷保持稳，排液口通过法兰与中转池31的进液管道连接，具体可以参考图3所示。
[0032]中转调节单元3位于离心分离单元2之后，用于对离心后的废水进行进一步调节。该单元包括一个中转池31，中转池内部设有液位传感器和流量控制阀。液位传感器安装在中转池侧壁并与控制系统电连接，实时监测液位高度并将信号传输至控制系统。流量控制阀设置在中转池的出口管道上，根据液位传感器的反馈信号自动调节流量大小。中转池底部设有搅拌装置32，搅拌装置通过减速电机驱动，搅拌装置采用双层桨叶设计，上层桨叶直径大于下层桨叶直径，确保液体均匀混合。中转池的出口管道通过法兰与膜过滤单元4的进液管道连接。
[0033]离心液从中转池3流出后进入膜过滤单元4进行深度处理。通过膜过滤单元4过滤能够有效去除悬浮物、重金属离子、微生物以及溶解性有机物，膜过滤单元4是 OWUF 膜系统的核心处理单元，采用外置式柱形膜组件，外压错流过滤方式，浓水回流至前端预处理单元。 超滤膜组件公称膜孔径约0.02 μm，在目前 PVDF 超滤/微滤产品中过滤精度最高，能够提供安全可靠的出水水质; 具备更低的填充密度，能够减少积泥; 采用独特的均匀直通型布水、布气设计，保证排泥通畅; 具有独特的力学结构形式，出水端固定、进水端游动，有利于膜组件长期稳定运行。滤液透过膜通道进入回用水存储单元7，而未透过膜的浓水则通过浓水回流系统8多次循环后进入低温蒸发单元5进行进一步处理。
[0034]膜过滤单元4可以为多组陶瓷膜组件，每组陶瓷膜组件由多层陶瓷材料构成，孔径范围为0.01微米至0.1微米。陶瓷膜组件通过法兰固定在过滤腔室内，过滤腔室顶部设有进液口，底部设有排液口。进液口通过管道与中转池连接，排液口通过管道分别与回用水箱和浓水回流系统连接。陶瓷膜组件内壁涂覆疏水性涂层，疏水性涂层为聚四氟乙烯材料，降低杂质附着几率。过滤腔室外部设置反冲洗装置，反冲洗装置通过高压水泵与清洗管道连接，清洗管道末端设有喷嘴，喷嘴对准陶瓷膜组件表面进行反向冲洗。陶瓷膜组件通过快拆接头与过滤腔室连接，便于快速更换和维护。
[0035]低温蒸发单元5位于膜过滤单元4之后，用于对膜过滤后的浓水进行蒸发处理。该单元包括一个低温热泵蒸发器，蒸发器内部设有换热管束51，换热管束外壁涂覆防垢涂层，防垢涂层采用纳米级材料制成，具有优异的抗结垢性能。蒸发器连接有冷凝装置52，冷凝装置52通过冷却水循环系统53与外界连通。蒸发器底部设有排渣装置，排渣装置通过电动推杆驱动，定期清除少量沉积物。蒸发器的进液口通过管道与浓水回流系统8连接，冷凝水出口通过管道与袋式过滤器连接。
[0036]袋式过滤单元6位于低温蒸发单元5之后，用于对冷凝水进行进一步过滤处理。该单元包括一个过滤腔室61，过滤腔室内设置有多组滤袋62，每组滤袋的孔径为1微米。滤袋通过卡扣固定在过滤腔室内部，便于更换和清洗。过滤腔室顶部设有进液口63，底部设有排液口64，进液口通过管道与低温蒸发单元的冷凝水出口连接，排液口通过管道与回用水箱连接。滤袋采用聚酯纤维材料制成，具有良好的耐腐蚀性和过滤精度。
[0037]回用水存储单元7位于袋式过滤单元6之后，用于存储经过处理的回用水。该单元包括一个回用水箱，回用水箱内部设有水质监测装置，水质监测装置包括pH传感器、电导率传感器和悬浮物浓度传感器。传感器通过信号线与控制系统电连接，实时监测水质参数并将数据传输至控制系统。回用水箱顶部设有溢流口，底部设有排水口，排水口通过管道与生产车间供水系统连接。
[0038]浓水回流系统8位于膜过滤单元4和低温蒸发单元5之间，用于将膜过滤单元产生的浓水回流至低温蒸发单元进行处理。该系统包括一个回流泵和多组回流管道，回流泵通过法兰固定在管道上，回流管道一端与膜过滤单元的浓水出口连接，另一端与低温蒸发单元的进液口连接。回流管道上设置有流量计和电磁阀，流量计和电磁阀与控制系统电连接，根据水质监测装置的反馈信号自动调节浓水回流流量。
[0039]整个系统的运行过程如下：半导体生产过程中产生的研磨废水首先通过废水收集单元1的进水口进入集液槽，废水在集液槽内自然流动并从排水口排出，随后通过管道进入离心分离单元2。离心分离单元2的电机驱动离心机高速旋转，废水在离心力的作用下被分离成污泥和离心液，污泥被刮板装置刮落至污泥收集斗并通过滑轨上的污泥收集箱定期清理，离心液则通过排液口流入中转池。中转池内的液位传感器实时监测液位高度并将信号传输至控制系统，控制系统根据液位信号调节流量控制阀的开度以控制废水流量，同时搅拌装置通过减速电机驱动双层桨叶对废水进行搅拌，确保液体均匀混合。中转池内的废水通过出口管道进入膜过滤单元4，废水在膜过滤单元4内通过陶瓷膜组件进行深度过滤，过滤后的清水通过排液口进入回用水箱，浓水则通过浓水回流系统8回流至低温蒸发单元5。低温蒸发单元5通过低温热泵蒸发器对浓水进行蒸发处理，蒸发后的冷凝水通过管道进入袋式过滤单元6进行进一步过滤，过滤后的清水进入回用水箱，而少量沉积物则通过排渣装置定期清除。回用水箱内的水质监测装置实时监测水质参数并将数据传输至控制系统，确保回用水水质满足生产线回用要求。最终，回用水通过排水口进入生产车间供水系统完成循环利用。
[0040]本实用新型的有益之处，本技术方案通过各单元的协同作用，解决了传统处理技术中存在的运行成本高、占地面积大以及出水水质不稳定的问题。离心分离装置2的引入显著降低了后续处理单元的负荷，陶瓷膜过滤装置4的高精度分离能力实现了废水中污染物的深度去除，低温蒸发装置6的低温差蒸发技术降低了能耗并提高了系统的运行稳定性。通过回用水存储与回用单元的水质监测装置，确保了回用水水质的稳定性。整个系统无需化学药剂投加，避免引入额外盐分，同时结合低温蒸发装置6的除盐功能，使得回用水水质达到生产线回用标准。各单元之间的流量控制装置和浓水回流系统实现了无缝衔接，确保废水处理过程的连续性和稳定性。通过上述技术方案，本发明实现了半导体研磨废水的资源化回用和零排放目标，具有重要的理论和实际意义。
[0041]以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
说明书附图(5)
声明：
“半导体研磨废水处理零排放系统” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
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编辑：北方有色网
来源：苏州南风优联环保工程有限公司
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