專利名稱：一種廢水回用為工業(yè)超純水的處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及水、廢水或污水的處理裝置領(lǐng)域，尤其是涉及一種廢水回用為工 業(yè)超純水的處理裝置。
背景技術(shù)：
我國水資源極度缺乏，節(jié)約水資源有著重大的戰(zhàn)略意義。發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟，對提高資 源利用率和建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會具有重要意義。電子、半導(dǎo)體、太陽能光伏、鍍膜玻璃等工業(yè)領(lǐng)域需要大量清洗和配藥用的超純 水，用量通常10-150M3/h，水質(zhì)要求10ΜΩ. cm-18. 2ΜΩ. cm。目前工業(yè)超純水制備的原水 絕大部分采用城市自來水，主流生產(chǎn)裝置是反滲透加混床離子交換集成裝置。高純產(chǎn)品工 業(yè)的清洗用水最后成為帶有大量化學(xué)清洗劑、酸堿和銅、鎳、錫、鉛等重金屬離子的廢水，對 環(huán)境影響極大。傳統(tǒng)物化和生化處理裝置是設(shè)法讓廢水達標(biāo)排放，但即使達標(biāo)排放，由于 電子、半導(dǎo)體、太陽能光伏是我國的支柱產(chǎn)業(yè)，量大面廣，環(huán)境壓力依然很大。因此，清潔生 產(chǎn)與廢水循環(huán)利用是這些行業(yè)的外在壓力和內(nèi)在需求。傳統(tǒng)廢水處理裝置獲得的部分回 用水由于有機物和金屬離子含量高，不能滿足生產(chǎn)工藝用水質(zhì)量要求，只能用作雜用水，因 此，廢水部分中水回用仍不能解決生產(chǎn)工藝用水的大量原水需求，實際水資源節(jié)約效果很 有限。例如在用水量和污染大戶印刷線路板PCB行業(yè)中，不少大中型企業(yè)每天廢水排放量 達上萬噸。反滲透具有對有機物和離子污染物的高效截留能力，是最重要的廢水資源高值利 用技術(shù)之一。在總體水質(zhì)要求不高的PCB行業(yè)中，已有用反滲透膜技術(shù)將廢水部分回用于 生產(chǎn)線的案例。但即使采用二級反滲透也無法直接獲得超純水，需要經(jīng)過后續(xù)混床離子交 換或電去離子(EDI)處理。反滲透加電去離子是目前最先進的超純水清潔生產(chǎn)技術(shù)，與 傳統(tǒng)的混床離子交換技術(shù)相比，電去離子本身就是一種全自動連續(xù)運行、水質(zhì)穩(wěn)定、不浪費 水和化學(xué)品、占地面積小、運行成本很低的深度除鹽技術(shù)，將取代傳統(tǒng)混床離子交換工藝。 但目前常規(guī)使用的EDI模塊嚴(yán)格要求進水的重金屬離子、鈣鎂離子含量小于lppm，甚至 0. 5ppm，否則易引起模塊結(jié)垢，影響正常使用。由于帶有大量化學(xué)清洗劑、酸堿和銅、鎳等重 金屬離子的制程廢水水質(zhì)無法與城市自來水相比，現(xiàn)有的EDI模塊主要用在以城市自來水 為原水，以反滲透作前處理的超純水制備裝置中。另一方面，反滲透膜技術(shù)對100分子量以 下的有機物截留率不高，尤其是有機溶劑更難，甚至?xí)黄茐?，即使通過二級反滲透分離效 果也不理想，過量有機物會使后續(xù)雙波長紫外燈難以重負(fù)，影響超純水水質(zhì)。因此，工業(yè)廢 水或城市中水經(jīng)反滲透加電去離子清潔生產(chǎn)技術(shù)回用為超純水，需要優(yōu)化設(shè)計，解決過量 有機物、重金屬離子、硬度、鹽份影響超純水水質(zhì)、膜污染以及設(shè)備運行穩(wěn)定性的問題。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型提供了一種廢水高質(zhì)量循環(huán)回用處理裝置，將工業(yè)廢水和城市中水處 理成為工業(yè)超純水，達到廢水減排和節(jié)約水資源的目的。[0006]一種廢水回用為工業(yè)超純水的處理裝置，包括預(yù)處理裝置、前置活性炭吸附裝 置、一級反滲透裝置、后置活性炭吸附裝置、二級反滲透裝置和電去離子裝置，所述的預(yù)處 理裝置前依次連接有廢水箱、加藥裝置和原水泵；前置活性炭吸附裝置和一級反滲透裝置 之間依次接有阻垢劑添加裝置、第一保安過濾器、一級高壓泵，一級反滲透裝置后連接后置 活性炭吸附裝置，后置活性炭吸附裝置和二級反滲透裝置之間依次連接有保安過濾器和二 級高壓泵，二級反滲透裝置和電去離子裝置間依次連接有純水箱和純水泵，電去離子裝置 后連接有終端濾器和超純水箱。所述的預(yù)處 理裝置為多介質(zhì)過濾器、超濾過濾器或膜生物反應(yīng)器。所述的電去離子裝置為二級電去離子裝置，將流道分為二級，第一級流道和第二 級流道為串聯(lián)結(jié)構(gòu)，第一級流道裝填的是陽離子交換樹脂，不同于常規(guī)電去離子模塊淡水 室裝填的都是混床離子交換樹脂，目的是對淡水室的進水進行預(yù)處理，即在直流電場驅(qū)動 下去除淡水中過量的重金屬離子和鈣鎂離子等易結(jié)垢成分，保證流入第二級淡水流道(超 純水制備區(qū)域)的進水硬度指標(biāo)在安全水平。第二級流道裝填的才是混床離子交換樹脂， 和常規(guī)電去離子模塊一樣用于制備超純水。本實用新型所述的后置活性炭吸附裝置用于反滲透裝置之后深度吸附微量小分 子有機物，由于吸附量少，吸附位點可深入毛細(xì)孔道內(nèi)部，吸附活性沒有被完全破壞，活性 炭顆粒表面清潔，可用做前置活性炭吸附裝置對廢水中余氯、有機物、油污以及膠體進行表 面或內(nèi)部吸附處理。通過設(shè)置簡單的閥門切換可將后置活性炭吸附裝置用作前置活性炭吸 附裝置加以重復(fù)利用，不影響其功效，不增加使用成本。新活性炭首先用作后置活性炭裝置 中，吸附后的后置活性炭可直接用作前置活性炭，不會影響其脫除膠體、油污和氧化性成分 的功效。本實用新型所述的處理裝置基于反滲透加電去離子先進技術(shù)，將廢水高質(zhì)量回用 為超純水，克服傳統(tǒng)物化和生化處理裝置無法將工業(yè)廢水循環(huán)回用為生產(chǎn)線用超純水的缺 陷，解決了現(xiàn)有常規(guī)超純水處理裝置難以解決的廢水中過量有機物、重金屬離子、硬度、酸 堿中和鹽份影響超純水水質(zhì)、膜污染以及設(shè)備運行穩(wěn)定性的問題。本實用新型處理裝置可將富含有機清洗劑、重金屬離子的廢水處理成為TOC合格 的超純水，并保證設(shè)備穩(wěn)定運行，具有簡單、高效、穩(wěn)定、低成本的優(yōu)勢，水回用率達60%以 上，可廣泛用于大量使用超純水的電子、半導(dǎo)體等工業(yè)的廢水處理以及城市中水回用為電 廠鍋爐補給水的廢水處理。

圖1為本實用新型裝置的裝置圖。
具體實施方式
如圖1所示，為根據(jù)本實用新型實施的一種廢水回用為工業(yè)超純水的處理裝置， 包括廢水箱1、加藥裝置2、原水泵3、多介質(zhì)過濾器4、前置活性炭過濾器5、阻垢劑添加裝置 6、第一保安過濾器7、一級高壓泵8、一級反滲透處理裝置9、后置活性炭過濾器10、第二保 安過濾器11、二級高壓泵12、二級反滲透處理裝置13、純水箱14、純水泵15、電去離子裝置 16、終端濾器17、超純水箱18，上述設(shè)備依次連接。[0014]其中加藥裝置2的出口連接在廢水箱1和原水泵3之間，阻垢劑添加裝置6的出 口連接在前置活性炭過濾器5和第一保安過濾器7之間。多介質(zhì)過濾器4和前置活性炭過濾器5之間設(shè)有閥門a ；第一保安過濾器7和一級高壓泵8之間設(shè)有閥門e ； 一級反滲透處理裝置9和后置活性炭過濾器10之間設(shè)有閥門d ；第二保安過濾器11與二級高壓泵之間設(shè)有閥門h ；多介質(zhì)過濾器4與閥門a之間有一管路連接到閥門d與后置活性炭過濾器10之 間，該管路上設(shè)有閥門b;閥門a與前置活性炭過濾器5之間有一管路連接到一級反滲透處理裝置9與閥門 d之間，該管路上設(shè)有閥門C;第一保安過濾器7與閥門e之間有一管路連接到閥門h與二級高壓泵12之間，該 管路上設(shè)有閥門g;閥門e與一級高壓泵之間有一管路連接到第二保安過濾器11與閥門h之間，該管 路上設(shè)有閥門f。經(jīng)過物化和生化處理后的廢水或來自調(diào)節(jié)池的工業(yè)制程廢水首先被泵入廢水箱 存放，出廢水箱的廢水由加藥裝置2添加絮凝劑后，經(jīng)原水泵3泵入多介質(zhì)過濾器4進行過 濾，去除各種懸浮物、機械顆粒雜質(zhì)。再進前置活性炭過濾器5吸附去除對反滲透膜有降解 破壞作用的氧化性物質(zhì)以及膠體有機物，從前置活性炭過濾器5出來的出水由阻垢劑添加 裝置6添加阻垢劑，再進第一保安過濾器7截留泄漏的活性炭等機械顆粒雜質(zhì)。經(jīng)過前述 過濾步驟，廢水達到反滲透裝置的進水要求。接著用一級高壓泵8將廢水泵入一級反滲透 處理裝置9，一級反滲透處理裝置9內(nèi)裝有表面帶負(fù)電荷或電中性的抗有機物污染的反滲 透膜，可高效脫除97%以上的各類離子和有機物，經(jīng)一級反滲透處理后的廢水變得澄清透 明。再將脫除了絕大部分污染物的反滲透透過液直接進后置活性炭過濾器10，用后置活性 炭深度吸附去除未被反滲透截留的小分子有機物。再經(jīng)過第二保安過濾器11的過濾處理， 出水經(jīng)二級高壓泵12泵入二級反滲透處理裝置13，二級反滲透處理裝置內(nèi)采用表面帶正 電荷的高脫鹽反滲透膜對進水進行二級反滲透處理，進一步降低重金屬離子、硬度和鹽分， 以減輕后續(xù)電去離子深度除鹽裝置的負(fù)荷，可基本滿足電去離子裝置對重金屬離子和鈣鎂 離子硬度的進水要求。廢水經(jīng)過后置活性炭吸附和二級反滲透處理后成為電導(dǎo)率1-10 μ s/ cm(電阻率1-0. IM Ω. cm)的純水，可用于大部分PCB工業(yè)的工藝用水，送入純水箱14貯存。 最后用純水泵15將純水送入二級電去離子模塊深度除鹽，制備出電阻率15ΜΩ. cm-18MQ. cm和TOC小于0. 5ppm的工業(yè)超純水，水回用率60%以上，再經(jīng)終端濾器17后進入超純水 箱18貯存。也可對制得的超純水再加裝雙波長紫外燈進一步降低T0C，制備出高質(zhì)量超純 水。后置活性炭吸附飽和以后通過簡單的閥門切換用作反滲透前置活性炭加以重復(fù) 利用。具體操作方法如下正常使用時，前置活性炭和后置活性炭位于圖3所示位置，關(guān)閉 閥門b、c、f、g，打開閥門a、e、d、h，讓待處理廢水依次經(jīng)過前置活性炭過濾器5、一級反滲 透處理裝置9、后置活性炭過濾器10等進行處理；當(dāng)后置活性炭吸附飽和后，通過關(guān)閉閥門 a、e、d、h和打開閥門b、c、f、g，原來的反滲透后置活性炭變成反滲透前置活性炭，原來的前 置活性炭變成后置活性炭，待處理廢水從多介質(zhì)過濾器4出來后，先通過閥門b去后置活性炭過濾器10和第二保安過濾器11處理，再經(jīng)閥門f、一級高壓泵8去一級反滲透處理裝置 9進行反滲透處理，然后經(jīng)閥門c進前置活性炭過濾器5進行活性炭吸附處理，出水由阻 垢 劑添加裝置添加入阻垢劑，經(jīng)第一保安過濾器7、閥門g、二級高壓泵12去二級反滲透處理 裝置進行處理。更換新鮮活性炭時僅僅更換后置活性炭，更換下來的后置活性炭用作反滲 透前置活性炭時不會影響其脫除膠體、油污和氧化性成分的功效，達到操作簡單、節(jié)約成本 的目的。
權(quán)利要求一種廢水回用為工業(yè)超純水的處理裝置，包括預(yù)處理裝置(4)、前置活性炭吸附裝置(5)、一級反滲透裝置(9)、后置活性炭吸附裝置(10)、二級反滲透裝置(13)和電去離子裝置(16)，其特征在于所述的預(yù)處理裝置(4)前依次連接有廢水箱(1)、加藥裝置(2)和原水泵(3)，前置活性炭吸附裝置(5)和一級反滲透裝置(9)之間依次接有阻垢劑添加裝置(6)、第一保安過濾器(7)、一級高壓泵(8)，一級反滲透裝置(9)后連接后置活性炭吸附裝置(10)，后置活性炭吸附裝置(10)和二級反滲透裝置(13)之間依次連接有第二保安過濾器(11)和二級高壓泵(12)，二級反滲透裝置(13)和電去離子裝置(16)間依次連接有純水箱(14)和純水泵(15)，電去離子裝置(16)后連接有終端濾器(17)和超純水箱(18)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢水回用為工業(yè)超純水的處理裝置，其特征在于所述的預(yù) 處理裝置(4)為多介質(zhì)過濾器、超濾過濾器或膜生物反應(yīng)器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢水回用為工業(yè)超純水的處理裝置，其特征在于所述的一 級反滲透裝置(9)中采用的反滲透膜表面帶負(fù)電荷或電中性。
4.按照權(quán)利要求1所述的廢水回用為工業(yè)超純水的處理裝置，其特征在于所述的二 級反滲透裝置(13)中采用的高脫鹽反滲透膜表面帶正電荷。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢水回用為工業(yè)超純水的處理裝置，其特征在于所述的電 去離子裝置(16)為二級電去離子裝置，裝置內(nèi)設(shè)有串聯(lián)的第一級流道和第二級流道，第一 級流道裝填陽離子交換樹脂，第二級流道裝填混床離子交換樹脂。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢水回用為工業(yè)超純水的處理裝置，其特征在于所述的吸 附后的后置活性炭吸附裝置(10)直接作為前置活性炭吸附裝置(5)使用。
專利摘要本實用新型公開了一種廢水循環(huán)回用為工業(yè)超純水的處理裝置，包括預(yù)處理裝置、前置活性炭吸附裝置、一級反滲透裝置、后置活性炭吸附裝置、二級反滲透裝置和電去離子裝置，預(yù)處理裝置前連接有廢水箱、加藥裝置和原水泵，預(yù)處理裝置和一級反滲透裝置之間連接有阻垢劑添加裝置、第一保安過濾器、一級高壓泵，后置活性炭裝置和二級反滲透裝置間連接有保安過濾器和二級高壓泵，二級反滲透裝置和電去離子裝置間連接有純水箱和純水泵，電去離子裝置后連接有終端濾器和超純水箱。本實用新型裝置穩(wěn)定運行，具有簡單、高效、穩(wěn)定、低成本的優(yōu)勢，可廣泛用于大量使用超純水的電子、半導(dǎo)體等工業(yè)的廢水處理以及城市中水回用為電廠鍋爐補給水的廢水處理。
文檔編號C02F103/04GK201737783SQ20102021251
公開日2011年2月9日 申請日期2010年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月2日
發(fā)明者周志軍 申請人:杭州永潔達凈化科技有限公司