專利名稱：一種減薄劃片廢水凈化和回用裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及工業(yè)廢水回收，尤其涉及一種減薄劃片廢水凈化和回用裝置。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體工業(yè)制造過程中需要大量高水質(zhì)純水， 一般要求電阻率在IO MQ "cm以上的高純 水，且產(chǎn)生大量廢水，所產(chǎn)生的廢水大致可區(qū)分為蝕刻廢水、光刻廢水、濾管清洗廢水、反 滲透廢水、離子交換樹脂廢水及化學(xué)機械研磨(CMP)廢水等等。電子封裝是集成電路芯片 生產(chǎn)完成后不可缺少的一道工序，是器件到系統(tǒng)的橋梁。其中CMP過程中減薄劃片廢水因含 有大量的納米級微粒，在處理上較復(fù)雜，是目前半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)廢水處理最常遭遇的難題。此類 廢水主要產(chǎn)生的途徑，在于電子封裝工藝中晶圓減薄劃片階段，需采用大量的超純水來洗凈 晶圓表面上所殘留的懸浮微顆粒或金屬離子等污染物，其純水用量可達(dá)總工序用水量的 15-20%左右，用水量大。車間排放廢水中除含有大量的不易沉降的極細(xì)微納米級單晶硅體膠 體和少量粗硅外無其他雜質(zhì)，含鹽量極低，電導(dǎo)〈100ys/cm，相比于地下水或自來水的導(dǎo)電 度約250ys/cm為低，水質(zhì)較好，主要污染物為固體懸浮物(SS)。當(dāng)前國內(nèi)企業(yè)一般把減 薄劃片廢水經(jīng)過大量清洗水稀釋在浪費大量水資源的同時，廢水中的硅雜質(zhì)對環(huán)境也造成 一定的污染。如CN02132007. l介紹了處理銅化學(xué)機械研磨(CMP)廢水的方法及裝置，與混 凝劑、助凝劑混合、凝集沉降，產(chǎn)生污泥，使經(jīng)處理水的濁度達(dá)到10mg/L以下加以回用，回 用程度不高。傳統(tǒng)的廢水回用設(shè)計一般為
調(diào)節(jié)池一沉淀池一清水池一砂濾池一回用。
由于納米級微粒在廢水中常呈現(xiàn)穩(wěn)定的分散狀態(tài)，必須借助適當(dāng)?shù)幕炷巹┦怪摲€(wěn)， 并且在合適的pH值范圍內(nèi)使用，才能達(dá)到預(yù)期混凝的效果，在操作上并不容易控制，且耗 費藥劑，使廢水污染成分增加，加大回收難度，因此經(jīng)常發(fā)生排放水中懸浮微?；驖岫冗^高 而超標(biāo)的現(xiàn)象。近年來以膜分離相關(guān)的廢水處理技術(shù)如微孔過濾、超濾、反滲透、納濾及 陶瓷膜過濾等已經(jīng)大幅應(yīng)用于工業(yè)廢水回用。CN200510041374. 9也報道了一種處理切割研磨 廢水的纖維預(yù)過濾和超過濾方法和設(shè)備，水的回收效率高達(dá)95%以上。但是，該種處理工藝 所回收的水質(zhì)依然達(dá)不到半導(dǎo)體工業(yè)用水的水質(zhì)要求。

實用新型內(nèi)容
本實用新型主要是提供一種產(chǎn)水水質(zhì)好，回收后的水可以直接用于減薄劃片生產(chǎn)系統(tǒng)，減薄劃片漂洗水的回用比率高，可以方便回收粗硅粒，節(jié)省設(shè)備投資和運行費用的減薄劃片 廢水凈化和回用裝置；解決了現(xiàn)有技術(shù)所存在的產(chǎn)水水質(zhì)達(dá)不到工業(yè)用水的水質(zhì)要求，而且 回用率低，回用綜合成本高的技術(shù)問題。
本實用新型的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的 一種減薄劃片廢水凈 化和回用裝置，包括廢水收集池、超濾水箱和純水箱，在廢水收集池后連接有精密過濾器， 精密過濾器連接有超濾裝置，超濾裝置的清水口連接反滲透裝置，反滲透裝置連接有深度脫 鹽裝置，深度脫鹽裝置的清水口連接著純水箱，深度脫鹽裝置的濃水口連接著廢水處理池。 通過對廢水樣品分析研究發(fā)現(xiàn)，減薄劃片清洗廢水含鹽量極低，水中主要雜質(zhì)為粗硅和不易 沉降的納米級單晶硅硅粉，呈膠體狀態(tài)。為了回收粗硅和防止中空纖維超濾組件的污堵，在 中空纖維超濾組件之間設(shè)置精密過濾器，粗硅被預(yù)過濾集中在精密過濾器底部后回用。廢水 進(jìn)入精密過濾器進(jìn)行初步過濾，然后泵入超濾組件，以濃縮廢水中殘余的單晶硅膠體，并過 濾得到純水。反復(fù)試驗證明其組件耐壓、抗污染、使用壽命長，且能長期保證產(chǎn)水水質(zhì)，對 膠體、懸浮納米級顆粒具有良好的截留分離能力。然后再進(jìn)入深度脫鹽裝置，提高水的回用 率，使得產(chǎn)水可以直接應(yīng)用。
本實用新型的主體思想是充分利用電子芯片封裝生產(chǎn)廠純水站現(xiàn)有的反滲透純水裝置、 離子交換深度脫鹽系統(tǒng)，采用中空纖維超濾技術(shù)對減薄劃片廢水進(jìn)行處理，在通過反滲透和 混床深度除鹽，以制得高純水，滿足電子工業(yè)循環(huán)經(jīng)濟和清潔生產(chǎn)的要求，大大提高減薄劃 片漂洗水的回用比率，并同時回收粗硅粒，具有占地面積小，節(jié)省設(shè)備投資和運行費用，回 用綜合成本低的優(yōu)點。
作為優(yōu)選，所述的反滲透裝置的濃水口連接著所述的廢水收集池。對經(jīng)過反滲透裝置的 濃水重復(fù)循環(huán)回收，提高廢水的回收利用率。
作為優(yōu)選，所述的超濾裝置的濃水口通過管道連接到第二級超濾裝置，第二級超濾裝置 的清水口通過管道及高壓泵與所述的反滲透裝置的進(jìn)水口連接，第二級超濾濃水口與廢水處 理池連接。廢水經(jīng)過兩級超濾裝置，使得產(chǎn)水的水質(zhì)更好，符合電子工業(yè)生產(chǎn)所需純水的水 質(zhì)要求。同時對經(jīng)過一級超濾后的廢水進(jìn)行的往復(fù)回收，提高了回收利用率。
深度脫鹽過程可以采用現(xiàn)有技術(shù)所公知的裝置和方法，包括電除鹽裝置(EDI)，電滲 析裝置(ED)，以及離子交換床(DI)。作為優(yōu)選，所述的深度脫鹽裝置采用兩臺填充陰陽 離子交換樹脂的混床，混床內(nèi)襯為橡膠，外壁為鋼結(jié)構(gòu)。作為更優(yōu)選，所述的混床的產(chǎn)水電 阻率為15MQ *Cm。經(jīng)過了混床的深度脫鹽提高了產(chǎn)水的水質(zhì)，使得產(chǎn)水的電阻率保證在IO MQ "cm以上，從而可以使得產(chǎn)水直接應(yīng)用在半導(dǎo)體工業(yè)制造中。作為優(yōu)選，所述的精密過濾器孔徑為50um—100um?？梢苑奖愕膶⒋止柽^濾，在精密 過濾器的底部將粗硅回收，提高了水質(zhì)的同時，又可以將硅回收重新利用。達(dá)到節(jié)能、減排 、降低生產(chǎn)成本的效果。
作為優(yōu)選，超濾裝置和第二超濾裝置均采用中空纖維超濾膜，所述的中空纖維超濾膜采 用永久親水性的聚砜或聚醚砜材料所述的中空纖維超濾膜的截留分子量為2000(Tl00000，平 均孔徑為O. 005 y m 0. 01 y m。中空纖維超濾膜采用親水性改性的聚砜或聚醚砜材料中的一 種，其表面活化層致密，光滑；支撐層為海綿狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，耐壓、抗污染、使用壽命長，能 長期保證產(chǎn)水水質(zhì)，對膠體、懸浮顆粒及高分子物質(zhì)具有良好的分離能力。
作為優(yōu)選，所述的超濾裝置內(nèi)的中空纖維組件采用錯流過濾、頻繁反洗的全自動連續(xù)運 行方式，第二級超濾裝置內(nèi)的中空纖維組件采用全回流過濾的運行方式，并達(dá)到一定的濃縮 比后定期排放。
因此，本實用新型的一種減薄劃片廢水凈化和回用裝置具有下述優(yōu)點l.利用精密過濾 器過濾掉廢水中的粗硅和其他有用成分，達(dá)到了節(jié)能、減排和降低生產(chǎn)成本的目的；2.—級 超濾后的廢水進(jìn)入二級超濾裝置進(jìn)行循環(huán)回收，提高了回收率，使得回收率達(dá)到99%; 3.采 用深度除鹽裝置制得高純水，使得產(chǎn)水可以直接應(yīng)用在半導(dǎo)體的生產(chǎn)工藝中，提高了產(chǎn)水水 質(zhì)；4.超濾裝置的超濾膜采用聚砜或聚醚砜材料，耐壓、抗污染、使用壽命長，對膠體懸浮 顆粒及高分子物質(zhì)具有良好的分離能力。


圖l是本實用新型的一種減薄劃片廢水凈化和回用裝置結(jié)構(gòu)示意圖2是本實用新型的另一種減薄劃片廢水凈化和回用裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
下面通過實施例，并結(jié)合附圖，對本實用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。 實施例l:
如圖1所示， 一種減薄劃片廢水凈化和回用裝置，包括廢水收集池l，廢水收集池l通過
管道12連接有增壓泵2，增壓泵2連接著精密過濾器3，精密過濾器3的孔徑為50ym，精密過 濾器3通過管道14連接有超濾裝置4，超濾裝置4采用親水性改性的聚砜材料制成的
中空纖維膜組件，中空纖維組件采用錯流過濾、頻繁反洗的全自動連續(xù)運行方式。中空 纖維超濾膜的截留分子量為50000，平均孔徑為0.01ym。超濾裝置4的清水通過管道16流入 超濾水箱5，然后經(jīng)高壓泵6加壓后通過管道17流入反滲透裝置7，反滲透裝置7采用陶氏化學(xué)公司生產(chǎn)的巻式反滲透膜元件及配套的膜殼。反滲透裝置7的清水口通過管道19連接到純水 箱8，純水箱8經(jīng)過增壓泵9連接到混床深度除鹽裝置10，深度除鹽裝置10采用兩臺填充陰陽 離子交換樹脂的混床，混床內(nèi)襯為橡膠，外壁為鋼結(jié)構(gòu)，填充的樹脂為爭光牌樹脂，型號為 001x7MB (陽樹脂)和201x7MB (陰樹脂)。深度除鹽裝置10經(jīng)過除鹽處理后的清水通過管道 20輸送到高純水箱11。
上述的減薄劃片廢水超濾凈化和回用裝置，在精密過濾器3通過管道13底部回收粗硅； 超濾裝置4的濃水口通過管道15與廢水處理站連接；反滲透裝置7的濃水口通過管道18回流到 廢水收集池l進(jìn)行循環(huán)使用。高純水通過管道21連接到工藝用水系統(tǒng)。經(jīng)過深度除鹽裝置的 濃水通過管道22排放到廢水處理池內(nèi)。含硅廢液排放量減少至原廢液總量的20%，即水資源 利用率達(dá)到80%以上。并且可以回收粗硅。反滲透之后的出水電導(dǎo)率小于2y s/cm，反滲透出 水直接進(jìn)混床生產(chǎn)電阻率大于15MQ "cm，直接用于生產(chǎn)工藝中。
實施例2:
如圖2所示， 一種減薄劃片廢水凈化和回用裝置，包括廢水收集池l，廢水收集池l通過 管道12連接有增壓泵2，增壓泵2連接著精密過濾器3，精密過濾器3的孔徑為50能，精密過濾 器3通過管道14連接有超濾裝置4，超濾裝置4采用永久親水性的聚醚砜材料制成的中空纖維 膜組件，中空纖維組件采用錯流過濾、頻繁反洗的全自動連續(xù)運行方式。中空纖維超濾膜的 截留分子量為20000，平均孔徑為0.01ym。超濾裝置4的清水通過管道流入超濾水箱5，然后 經(jīng)高壓泵6加壓后通過管道17流入反滲透裝置7，反滲透裝置7采用陶氏化學(xué)公司生產(chǎn)的巻式 反滲透膜元件及配套的膜殼。反滲透裝置7的清水口通過管道19連接到純水箱8，純水箱8經(jīng) 過增壓泵9連接到混床深度除鹽裝置10，深度除鹽裝置10經(jīng)過除鹽處理后的清水通過管道20 輸送到高純水箱ll。超濾裝置4的濃水口通過管道23連接濃縮水箱24，再經(jīng)過增壓泵25連接 到第二級超濾裝置26，第二級超濾裝置26采用中空纖維超濾組件，中空纖維膜采用聚砜材料 制成，采用全回流過濾的運行方式，其截留分子量為20000，平均孔徑0.01ym。第二級超濾 裝置26的清水口通過管道27連接到超濾水箱5，第二級超濾裝置26的濃水口通過管道28連接 到濃縮水箱24，進(jìn)行循環(huán)濃縮，濃縮水箱24的濃水口通過管道29連接著廢水處理池。其余部 分與實施例l相同。因此，采用本實用新型進(jìn)行工藝廢水回收回用，水資源利用率達(dá)到99%以 上，以達(dá)到節(jié)能減排的目的，滿足電子工業(yè)循環(huán)經(jīng)濟和清潔生產(chǎn)的要求，對于降低我國電子 工業(yè)用高純水制造成本意義重大，值得推廣。
權(quán)利要求1.一種減薄劃片廢水凈化和回用裝置，包括廢水收集池、超濾水箱和高純水箱，其特征在于在廢水收集池后連接有精密過濾器，精密過濾器連接有超濾裝置，超濾裝置的清水口連接反滲透裝置，反滲透裝置連接有深度脫鹽裝置，深度脫鹽裝置的清水口連接著高純水箱，深度脫鹽裝置的濃水口連接著廢水處理池。
2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種減薄劃片廢水凈化和回用裝置，其特征 在于所述的反滲透裝置的濃水口連接著所述的廢水收集池。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種減薄劃片廢水凈化和回用裝置，其特 征在于所述的超濾裝置的濃水口通過管道連接到第二級超濾裝置，第二級超濾裝置的清水 口通過管道及高壓泵與所述的反滲透裝置的進(jìn)水口連接，第二級超濾濃水口與廢水處理池連 接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種減薄劃片廢水凈化和回用裝置，其特 征在于所述的深度脫鹽裝置采用兩臺填充陰陽離子交換樹脂的混床，混床內(nèi)襯為橡膠，外 壁為鋼結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種減薄劃片廢水凈化和回用裝置，其特征 在于所述的深度脫鹽裝置采用兩臺填充陰陽離子交換樹脂的混床，混床內(nèi)襯為橡膠，外壁 為鋼結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種減薄劃片廢水凈化和回用裝置，其特 征在于所述的精密過濾器孔徑為50 y m—100 y m。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種減薄劃片廢水凈化和回用裝置，其特 征在于超濾裝置和第二超濾裝置均采用中空纖維超濾膜，所述的中空纖維超濾膜的截留分 子量為2000(Tl00000，平均孔徑為O. 005 y m 0. 01 y m。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種減薄劃片廢水凈化和回用裝置，其特征 在于所述的中空纖維超濾膜采用親水性改性的聚砜或聚醚砜材料。
專利摘要本實用新型涉及工業(yè)廢水回收，尤其涉及一種減薄劃片廢水凈化和回用裝置。包括廢水收集池、超濾水箱和純水箱，在廢水收集池后連接有精密過濾器，精密過濾器連接有超濾裝置，超濾裝置的清水口連接反滲透裝置，反滲透裝置連接有深度脫鹽裝置，深度脫鹽裝置的清水口連接著純水箱，深度脫鹽裝置的濃水口連接著廢水處理池。本實用新型主要是提供一種產(chǎn)水水質(zhì)好，回收后的水可以直接用于減薄劃片生產(chǎn)系統(tǒng)，減薄劃片漂洗水的回用比率高，可以方便回收粗硅粒，節(jié)省設(shè)備投資和運行費用的減薄劃片廢水凈化和回用裝置；解決了現(xiàn)有技術(shù)所存在的產(chǎn)水水質(zhì)達(dá)不到工業(yè)用水的水質(zhì)要求，而且回用率低，回用綜合成本高的技術(shù)問題。
文檔編號B01D61/16GK201324601SQ20082030258
公開日2009年10月14日 申請日期2008年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月30日
發(fā)明者沈海軍 申請人:浙江東洋環(huán)境工程有限公司