公布日：2023.10.24

申請日：2023.06.30

分類號：C02F1/48(2023.01)I;C02F103/34(2006.01)N

摘要

本發明涉及半導體研磨廢水處理技術領域，尤其為一種半導體超純水循環使用的研磨廢水處理設備及工藝，該設備包括帶有支撐柱的沉淀筒，所述沉淀筒的頂端連通有進水管，所述沉淀筒的底端中心處通過密封軸承轉動連接有排污管，所述排污管的底端連通有排污閥，所述排污管的頂端外側開設有排污口，所述排污管的頂端外側固定連接有刮板，所述刮板與沉淀筒的底端內側滑動連接，所述刮板的外緣位置設置有朝向轉動方向的卷曲，所述刮板與排污管的連接夾角為銳角，通過所述刮板的轉動使Fe3O4‑SiO2污泥向沉淀筒的底端中心處遷移，將混合液通過進水管進入到沉淀筒的內側，在靜置一段時間之后，Fe3O4磁性顆粒與研磨廢水中的懸浮顆粒發生碰撞凝聚沉積在底部。

權利要求書

1.一種半導體超純水循環使用的研磨廢水處理工藝所使用的設備，其特征在于：該設備包括帶有支撐柱（1）的沉淀筒（3），所述沉淀筒（3）的頂端連通有進水管（4），所述沉淀筒（3）的底端中心處通過密封軸承轉動連接有排污管（23），所述排污管（23）的底端連通有排污閥（26），所述排污管（23）的頂端外側開設有排污口（29），所述排污管（23）的頂端外側固定連接有刮板（30），所述刮板（30）與沉淀筒（3）的底端內側滑動連接，所述刮板（30）的外緣位置設置有朝向轉動方向的卷曲（6），所述刮板（30）與排污管（23）的連接夾角為銳角，通過所述刮板（30）的轉動使Fe3O4SiO2污泥向沉淀筒（3）的底端中心處遷移；所述沉淀筒（3）的內側中心處上下滑動設置有遮擋蓋（18），所述遮擋蓋（18）與刮板（30）同步旋轉，所述遮擋蓋（18）的底端開設有凹槽（20），所述凹槽（20）的位置和大小與刮板（30）的內緣位置相對應，凹槽（20）處設置橡膠密封件用于密封，所述遮擋蓋（18）和凹槽（20）向下運動與刮板（30）的內緣吻合后，遮擋蓋（18）形成密封的空間，通過打開所述排污閥（26）實現對Fe3O4SiO2污泥的定量排出，該設備還包括水泵（17），所述水泵（17）的輸入端與沉淀筒（3）的底端內側相連通。

2.如權利要求1所述的半導體超純水循環使用的研磨廢水處理工藝所使用的設備，其特征在于：所述沉淀筒（3）的底端通過支撐桿（2）固定設置有外盤（5），所述外盤（5）的內側邊緣距離外盤（5）中心處的距離沿著逆時針方向逐漸變小，所述排污管（23）的外側固定連接有第三限位桿（46），所述第三限位桿（46）的外側滑動連接有圓形的滑塊（28），所述第三限位桿（46）的外側設置有第二彈簧（45），所述第二彈簧（45）的兩端分別與排污管（23）的外側和滑塊（28）的外側固定連接，所述滑塊（28）的外側與外盤（5）內側滑動連接，所述滑塊（28）的頂端固定連接有電磁鐵（31），所述電磁鐵（31）的頂端與沉淀筒（3）的底端滑動連接，所述沉淀筒（3）的底端由玻璃材質制成，所述電磁鐵（31）能夠跟隨滑塊（28）沿著外盤（5）的內側邊緣移動。

3.如權利要求2所述的半導體超純水循環使用的研磨廢水處理工藝所使用的設備，其特征在于：所述外盤（5）的內側邊緣距離外盤（5）中心的最近處設置有觸敏開關（44），所述觸敏開關（44）用于控制電磁鐵（31）的啟停。

4.如權利要求3所述的半導體超純水循環使用的研磨廢水處理工藝所使用的設備，其特征在于：所述外盤（5）底端固定連接有電機（24），所述排污管（23）的外側固定連接有轉盤（27），所述轉盤（27）的上側呈齒環狀設置，所述電機（24）的主軸末端固定連接有齒輪（25），所述齒輪（25）與轉盤（27）的上側相嚙合。

5.如權利要求4所述的半導體超純水循環使用的研磨廢水處理工藝所使用的設備，其特征在于：所述排污管（23）的頂端轉動連接有螺桿（22），所述螺桿（22）的外側與遮擋蓋（18）的頂端內側螺旋連接，所述螺桿（22）的頂端與沉淀筒（3）的內壁固定連接，所述刮板（30）的頂端固定連接有第一限位桿（21），所述第一限位桿（21）的外側與遮擋蓋（18）的內側滑動連接，所述遮擋蓋（18）的頂端設置有上出口單向閥（19）。

6.如權利要求5所述的半導體超純水循環使用的研磨廢水處理工藝所使用的設備，其特征在于：該設備還包括外筒（9），所述外筒（9）的內側固定連接有內筒（43），所述內筒（43）的一端與進水管（4）的輸入端相連通，所述外筒（9）和內筒（43）之間形成外腔（14），所述內筒（43）內側形成內腔（15），所述內筒（43）的一端內側均勻的開設有混水管（32），所述混水管（32）將外腔（14）和內腔（15）相連通，所述外筒（9）的外側固定連接有電動推桿（10），所述電動推桿（10）的活動端固定連接有連接板（11），所述連接板（11）的一端固定連接有外環活塞（12）和內活塞（13），所述外環活塞（12）和內活塞（13）分別與外腔（14）和內腔（15）的內側滑動連接，通過所述電動推桿（10）的伸縮實現沉淀筒（3）的進水，所述外腔（14）和內腔（15）分別通過單向進水閥與廢水池（7）和Fe3O4懸浮液池（8）連通。

7.如權利要求6所述的半導體超純水循環使用的研磨廢水處理工藝所使用的設備，其特征在于：所述混水管（32）向進水管（4）的方向傾斜，所述混水管（32）在內筒（43）的內側逆時針傾斜，所述混水管（32）的內側設置有階梯型的流通通道，所述混水管（32）的內側固定連接有連接桿（33），所述混水管（32）的內側滑動連接有堵球（35），所述連接桿（33）與堵球（35）之間固定連接有第一拉簧（34），所述堵球（35）能夠在第一拉簧（34）的拉力作用下將流通通道堵住。

8.如權利要求7所述的半導體超純水循環使用的研磨廢水處理工藝所使用的設備，其特征在于：所述內筒（43）的一端內側滑動設置有滑筒（38），所述滑筒（38）能夠向左運動將混水管（32）的出口端堵住，所述滑筒（38）能夠向右運動將混水管（32）的出口端打開，所述內筒（43）的一端內側固定設置有限位塊（16）和限位環（41），所述滑筒（38）滑動設置在限位塊（16）和限位環（41）之間，所述滑筒（38）的內側固定連接有固定桿（47），所述固定桿（47）的一端固定連接有第二限位桿（37），所述第二限位桿（37）的外側滑動連接有堵頭（39），所述堵頭（39）呈錐形狀設置，所述第二限位桿（37）的外側設置有第二拉簧（36），所述第二拉簧（36）的兩端分別與堵頭（39）的一端和第二限位桿（37）的一端固定連接，所述限位環（41）與堵頭（39）的另一端之間固定連接有第一彈簧（40）。

9.如權利要求8所述的半導體超純水循環使用的研磨廢水處理工藝所使用的設備，其特征在于：所述堵頭（39）上均勻的開設有滑槽（42），所述滑槽（42）呈逆時針設置。

發明內容

本發明的目的在于提供一種半導體超純水循環使用的研磨廢水處理工藝所使用的設備，以解決上述背景技術中提出的“在采用磁種絮凝法進行沉淀凝聚的過程中，Fe3O4SiO2污泥會在重力以及磁力作用下沉積在底層，上層出現處理后的澄清液，將澄清液與底部進行Fe3O4SiO2污泥進行分離，可以獲得處理后的污水，因為上層澄清液與Fe3O4SiO2污泥存在模糊不清的臨界面，分離時，如果對上層澄清液進行完全分離，臨界面處的膠狀Fe3O4SiO2污泥與上側污水會因為水的粘帶作用被帶離，造成上層澄清液的二次污染”的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種半導體超純水循環使用的研磨廢水處理工藝，其步驟在于；

步驟1；通過共沉淀法制備Fe3O4磁性顆粒，得到納米Fe3O4磁性顆粒；

步驟2；按照3：100的份量比將納米Fe3O4磁性顆粒與水混合，得到Fe3O4懸浮液；

步驟3；按照1：5的分量比將Fe3O4懸浮液與研磨廢水進行混合，得到混合液；

步驟4；將混合液靜置沉淀，分離澄清液和Fe3O4SiO2污泥。

作為本發明一種半導體超純水循環使用的研磨廢水處理工藝所使用設備優選的，該設備包括帶有支撐柱的沉淀筒，所述沉淀筒的頂端連通有進水管，所述沉淀筒的底端中心處通過密封軸承轉動連接有排污管，所述排污管的底端連通有排污閥，所述排污管的頂端外側開設有排污口，所述排污管的頂端外側固定連接有刮板，所述刮板與沉淀筒的底端內側滑動連接，所述刮板的外緣位置設置有朝向轉動方向的卷曲，所述刮板與排污管的連接夾角為銳角，通過所述刮板的轉動使Fe3O4SiO2污泥向沉淀筒的底端中心處遷移；

在上述設置下，本發明使用時，將混合液通過進水管進入到沉淀筒的內側，在靜置一段時間之后，Fe3O4磁性顆粒與研磨廢水中的懸浮顆粒發生碰撞凝聚沉積在底部，使排污管以較為緩慢的轉速轉動，排污管的轉動帶動刮板進行轉動，因為刮板與排污管的連接處為銳角，刮板的轉動會帶動Fe3O4SiO2污泥向沉淀筒的底端中心處遷移；刮板的外緣位置設置有朝向轉動方向的卷曲，因為此處的刮板運動線速度較快，設置的卷曲能夠起到對Fe3O4SiO2污泥進行包裹的作用，防止Fe3O4SiO2污泥被干擾流動到上處；

同時的，在刮板的轉動過程中，刮板還會同步帶動第一限位桿進行轉動，第一限位桿的轉動會帶動遮擋蓋進行轉動，在螺桿的配合下，隨著刮板的轉動，遮擋蓋同步緩慢下降，遮擋蓋下降能夠將向中心處遷移的Fe3O4SiO2污泥罩住，設置的凹槽向下運動后與刮板的內緣相吻合，遮擋蓋內部形成密封的空間；然后打開排污閥實現對Fe3O4SiO2污泥的定量排出，可以在排污閥下側設置收集筒，實現對Fe3O4SiO2污泥的收集，便于實現重復利用；遮擋蓋外側的澄清水會被水泵抽走，從而避免了上層澄清液與Fe3O4SiO2污泥存在模糊不清的臨界面，分離時，如果對上層澄清液進行完全分離，臨界面處的膠狀Fe3O4SiO2污泥與上側污水會因為水的粘帶作用被帶離，造成上層澄清液的二次污染的問題，從而實現對半導體研磨廢水的處理，便于半導體回收廢水的回收使用；

所述沉淀筒的內側中心處上下滑動設置有遮擋蓋，所述遮擋蓋與刮板同步旋轉，所述遮擋蓋的底端開設有凹槽，所述凹槽的位置和大小與刮板的內緣位置相對應，凹槽處設置橡膠密封件用于密封，所述遮擋蓋和凹槽向下運動與刮板的內緣吻合后，遮擋蓋形成密封的空間，通過打開所述排污閥實現對Fe3O4SiO2污泥的定量排出，該設備還包括水泵，所述水泵的輸入端與沉淀筒的底端內側相連通。

作為本發明一種半導體超純水循環使用的研磨廢水處理工藝所使用設備優選的，所述沉淀筒的底端通過支撐桿固定設置有外盤，所述外盤的內側邊緣距離外盤中心處的距離沿著逆時針方向逐漸變小，所述排污管的外側固定連接有第三限位桿，所述第三限位桿的外側滑動連接有圓形的滑塊，所述第三限位桿的外側設置有第二彈簧，所述第二彈簧的兩端分別與排污管的外側和滑塊的外側固定連接，所述滑塊的外側與外盤內側滑動連接，所述滑塊的頂端固定連接有電磁鐵，所述電磁鐵的頂端與沉淀筒的底端滑動連接，所述沉淀筒的底端由玻璃材質制成，所述電磁鐵能夠跟隨滑塊沿著外盤的內側邊緣移動。

在上述設置下，為了增加Fe3O4SiO2污泥的沉淀效果和便于Fe3O4SiO2污泥向沉淀筒的底端中心處遷移，本發明還在沉淀筒的底端設置可在第三限位桿外側自由滑動的電磁鐵，電磁鐵對Fe3O4SiO2污泥產生向下的吸附力，使Fe3O4SiO2污泥下沉，電磁鐵在跟隨排污管轉動的過程中，還會在外盤的內側作用下將Fe3O4SiO2污泥帶向沉淀筒的底端中心處，從而增加遮擋蓋對Fe3O4SiO2污泥的覆蓋效果，增加Fe3O4SiO2污泥的排出效果；當電磁鐵滑動到觸敏開關處時，會短暫斷電，消除磁力，隨著電磁鐵的持續轉動，當電磁鐵滑過觸敏開關后，第二彈簧用于電磁鐵向內運動后的復位，電磁鐵重新通電，實現持續的吸附和帶動Fe3O4SiO2污泥遷移的作用；

作為本發明一種半導體超純水循環使用的研磨廢水處理工藝所使用設備優選的，所述外盤的內側邊緣距離外盤中心的最近處設置有觸敏開關，所述觸敏開關用于控制電磁鐵的啟停。

作為本發明一種半導體超純水循環使用的研磨廢水處理工藝所使用設備優選的，所述外盤底端固定連接有電機，所述排污管的外側固定連接有轉盤，所述轉盤的上側呈齒環狀設置，所述電機的主軸末端固定連接有齒輪，所述齒輪與轉盤的上側相嚙合。

在上述設置下，本發明中排污管的轉動方式為，電機帶動齒輪轉動，齒輪的轉動帶動轉盤和排污管轉動，從而實現對排污管的轉動；

作為本發明一種半導體超純水循環使用的研磨廢水處理工藝所使用設備優選的，所述排污管的頂端轉動連接有螺桿，所述螺桿的外側與遮擋蓋的頂端內側螺旋連接，所述螺桿的頂端與沉淀筒的內壁固定連接，所述刮板的頂端固定連接有第一限位桿，所述第一限位桿的外側與遮擋蓋的內側滑動連接，所述遮擋蓋的頂端設置有上出口單向閥，設置的上出口單向閥，便于遮擋蓋向下運動時其內部液體的排出，減少遮擋蓋向下運動時產生的紊流，便于Fe3O4SiO2污泥的沉淀。

作為本發明一種半導體超純水循環使用的研磨廢水處理工藝所使用設備優選的，該設備還包括外筒，所述外筒的內側固定連接有內筒，所述內筒的一端與進水管的輸入端相連通，所述外筒和內筒之間形成外腔，所述內筒內側形成內腔，所述內筒的一端內側均勻的開設有混水管，所述混水管將外腔和內腔相連通，所述外筒的外側固定連接有電動推桿，所述電動推桿的活動端固定連接有連接板，所述連接板的一端固定連接有外環活塞和內活塞，所述外環活塞和內活塞分別與外腔和內腔的內側滑動連接，通過所述電動推桿的伸縮實現沉淀筒的進水，所述外腔和內腔分別通過單向進水閥與廢水池和Fe3O4懸浮液池連通。

在上述設置下，本發明中的外筒和內筒等結構可以實現Fe3O4懸浮液和廢水的比例混合，并在進水管的進料時，實現均勻的同步混合，減少了后續的攪拌操作，節省了設備成本；

本發明上料時，通過電動推桿的往復運動實現，電動推桿的活動端向左運動時，設置的外腔和內腔分別向廢水池和Fe3O4懸浮液池進行抽水，電動推桿的活動端向右運動時，設置的外腔和內腔內的水會同步由進水管進入到沉淀筒的內側；在抽水時，混水管的出口端被滑筒關閉，防止外腔內的水進入到內腔，排水時，滑筒在壓力的作用下向右運動，混水管的出口端被打開，實現外腔和內腔內水的混合；

作為本發明一種半導體超純水循環使用的研磨廢水處理工藝所使用設備優選的，所述混水管向進水管的方向傾斜，所述混水管在內筒的內側逆時針傾斜，所述混水管的內側設置有階梯型的流通通道，所述混水管的內側固定連接有連接桿，所述混水管的內側滑動連接有堵球，所述連接桿與堵球之間固定連接有第一拉簧，所述堵球能夠在第一拉簧的拉力作用下將流通通道堵住。

在上述設置下，混水管向進水管的方向傾斜，所述混水管在內筒的內側逆時針傾斜，使得混水管流出的水沿著混水管的傾斜方向帶有一定的旋轉初始力，從而增加外腔和內腔內水混合的效果，實現初次混合；

堵球、連接桿和第一拉簧的設置可以起到“單向閥”的作用，使混水管只能出水，不能進水；

作為本發明一種半導體超純水循環使用的研磨廢水處理工藝所使用設備優選的，所述內筒的一端內側滑動設置有滑筒，所述滑筒能夠向左運動將混水管的出口端堵住，所述滑筒能夠向右運動將混水管的出口端打開，所述內筒的一端內側固定設置有限位塊和限位環，所述滑筒滑動設置在限位塊和限位環之間，所述滑筒的內側固定連接有固定桿，所述固定桿的一端固定連接有第二限位桿，所述第二限位桿的外側滑動連接有堵頭，所述堵頭呈錐形狀設置，所述第二限位桿的外側設置有第二拉簧，所述第二拉簧的兩端分別與堵頭的一端和第二限位桿的一端固定連接，所述限位環與堵頭的另一端之間固定連接有第一彈簧。

在上述設置下，設置的限位塊和限位環用于實現對滑筒位置的限制，排水時，堵頭受壓力向右運動，滑筒右端被打開，被初次混合的水由堵頭的表面流過，在滑槽的作用下，再次反方向旋轉，從而進一步增加混合效果，并實現二次混合；設置的第一彈簧用于滑筒向左側的及時復位，在抽水時，及時將混水管的出口處擋住；

作為本發明一種半導體超純水循環使用的研磨廢水處理工藝所使用設備優選的，所述堵頭上均勻的開設有滑槽，所述滑槽呈逆時針設置。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

1、該一種半導體超純水循環使用的研磨廢水處理設備，本發明使用時，將混合液通過進水管進入到沉淀筒的內側，在靜置一段時間之后，Fe3O4磁性顆粒與研磨廢水中的懸浮顆粒發生碰撞凝聚沉積在底部，使排污管以較為緩慢的轉速轉動，排污管的轉動帶動刮板進行轉動，因為刮板與排污管的連接處為銳角，刮板的轉動會帶動Fe3O4SiO2污泥向沉淀筒的底端中心處遷移；刮板的外緣位置設置有朝向轉動方向的卷曲，因為此處的刮板運動線速度較快，設置的卷曲能夠起到對Fe3O4SiO2污泥進行包裹的作用，防止Fe3O4SiO2污泥被干擾流動到上處。

2、該一種半導體超純水循環使用的研磨廢水處理設備，在刮板的轉動過程中，刮板還會同步帶動第一限位桿進行轉動，第一限位桿的轉動會帶動遮擋蓋進行轉動，在螺桿的配合下，隨著刮板的轉動，遮擋蓋同步緩慢下降，遮擋蓋下降能夠將向中心處遷移的Fe3O4SiO2污泥罩住，設置的凹槽向下運動后與刮板的內緣相吻合，遮擋蓋內部形成密封的空間；然后打開排污閥實現對Fe3O4SiO2污泥的定量排出，可以在排污閥下側設置收集筒，實現對Fe3O4SiO2污泥的收集，便于實現重復利用；遮擋蓋外側的澄清水會被水泵抽走，從而避免了上層澄清液與Fe3O4SiO2污泥存在模糊不清的臨界面，分離時，如果對上層澄清液進行完全分離，臨界面處的膠狀Fe3O4SiO2污泥與上側污水會因為水的粘帶作用被帶離，造成上層澄清液的二次污染的問題，從而實現對半導體研磨廢水的處理，便于半導體回收廢水的回收使用。

3、該一種半導體超純水循環使用的研磨廢水處理設備，為了增加Fe3O4SiO2污泥的沉淀效果和便于Fe3O4SiO2污泥向沉淀筒的底端中心處遷移，本發明還在沉淀筒的底端設置可在第三限位桿外側自由滑動的電磁鐵，電磁鐵對Fe3O4SiO2污泥產生向下的吸附力，使Fe3O4SiO2污泥下沉，電磁鐵在跟隨排污管轉動的過程中，還會在外盤的內側作用下將Fe3O4SiO2污泥帶向沉淀筒的底端中心處，從而增加遮擋蓋對Fe3O4SiO2污泥的覆蓋效果，增加Fe3O4SiO2污泥的排出效果；當電磁鐵滑動到觸敏開關處時，會短暫斷電，消除磁力，隨著電磁鐵的持續轉動，當電磁鐵滑過觸敏開關后，第二彈簧用于電磁鐵向內運動后的復位，電磁鐵重新通電，實現持續的吸附和帶動Fe3O4SiO2污泥遷移的作用。

4、該一種半導體超純水循環使用的研磨廢水處理設備，本發明中的外筒和內筒等結構可以實現Fe3O4懸浮液和廢水的比例混合，并在進水管的進料時，實現均勻的同步混合，減少了后續的攪拌操作，節省了設備成本；本發明上料時，通過電動推桿的往復運動實現，電動推桿的活動端向左運動時，設置的外腔和內腔分別向廢水池和Fe3O4懸浮液池進行抽水，電動推桿的活動端向右運動時，設置的外腔和內腔內的水會同步由進水管進入到沉淀筒的內側；在抽水時，混水管的出口端被滑筒關閉，防止外腔內的水進入到內腔，排水時，滑筒在壓力的作用下向右運動，混水管的出口端被打開，實現外腔和內腔內水的混合。

5、該一種半導體超純水循環使用的研磨廢水處理設備，混水管向進水管的方向傾斜，所述混水管在內筒的內側逆時針傾斜，使得混水管流出的水沿著混水管的傾斜方向帶有一定的旋轉初始力，從而增加外腔和內腔內水混合的效果，實現初次混合，設置的限位塊和限位環用于實現對滑筒位置的限制，排水時，堵頭受壓力向右運動，滑筒右端被打開，被初次混合的水由堵頭的表面流過，在滑槽的作用下，再次反方向旋轉，從而進一步增加混合效果，并實現二次混合；設置的第一彈簧用于滑筒向左側的及時復位，在抽水時，及時將混水管的出口處擋住。

（發明人：張永健;謝海;孫佳君;張家暉）