專利名稱：使用太陽(yáng)能循環(huán)利用無機(jī)廢水的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使用太陽(yáng)能循環(huán)利用無機(jī)廢水的裝置和方法，在半導(dǎo)體加工、電鍍加工、印制電路板(PCB)的生產(chǎn)過程、液晶顯示器(LCD)的生產(chǎn)過程等過程中產(chǎn)生的無機(jī)廢水通過該裝置和方法被凈化，隨后已凈化的廢水作為工藝用水被循環(huán)利用。更具體的是， 本發(fā)明涉及一種使用太陽(yáng)能循環(huán)利用無機(jī)廢水的裝置和方法，通過該裝置或方法使用離子交換樹脂、反滲透單元、電解式離子交換器和/或混合床離子交換器來凈化無機(jī)廢水，隨后已凈化的廢水作為工藝用水被循環(huán)利用。
背景技術(shù)：
近年來，在半導(dǎo)體加工、電鍍加工、印制電路板(PCB)的生產(chǎn)過程、液晶顯示器 (LCD)的生產(chǎn)過程以及類似生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的無機(jī)廢水含有大量的無機(jī)重金屬。通常，無機(jī)重金屬是比重為4或4以上的重金屬元素。無機(jī)重金屬的例子包括銅(Cu)、鎳(Ni)、 金(Au)、銀(Ag)、砷(AS)、銻(Sb)、鉛(Pb)、萊(Hg)、鎘(Cd)、鉻(Cr)、錫(Sn)、鋅(Si)、鋇 (Ba)、鉍(Bi)、鈷(Co)、錳(Mn)、釩(V)、硒(Se)等。已知這些無機(jī)重金屬中的一些對(duì)人體有害，例如，它們會(huì)引發(fā)癌癥。當(dāng)含有這些無機(jī)重金屬的無機(jī)廢水被排放到外面時(shí)，其會(huì)導(dǎo)致環(huán)境污染。因此，正在研發(fā)適合純化這些無機(jī)廢水的技術(shù)。最近，使用化學(xué)試劑通過化學(xué)反應(yīng)凝聚和收集溶解在半導(dǎo)體加工、電鍍加工、印制電路板(PCB)的生產(chǎn)過程、液晶顯示器(LCD)的生產(chǎn)過程等過程中產(chǎn)生的無機(jī)廢水中的無機(jī)重金屬，并隨后將它們排放到污水處理廠或河流中的方法已經(jīng)被使用。

圖1示出了傳統(tǒng)的處理無機(jī)廢水的方法。參考圖1，傳統(tǒng)的處理無機(jī)廢水的方法包括以下步驟首先通過過篩或沉降過濾無機(jī)廢水；氧化和還原已過濾的無機(jī)廢水；使用化學(xué)試劑化學(xué)凝聚被氧化和還原的無機(jī)廢水；使已化學(xué)凝聚的無機(jī)廢水沉淀并脫水；過濾已沉淀和脫水的無機(jī)廢水并隨后排放已過濾的無機(jī)廢水到河流或污水處理廠。但是，該方法的問題在于化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生了對(duì)人體有害的刺激性氣體和腐蝕性氣體，例如甲烷、氨水、硫化氫等，所以，當(dāng)這些氣體在不通風(fēng)的場(chǎng)所積聚時(shí)，導(dǎo)致了窒息，因此嚴(yán)重地影響了大腦或?qū)е潞粑щy。該方法進(jìn)一步的問題在于大量地產(chǎn)生了二次污染物，例如固體廢物、淤泥等，因此進(jìn)一步導(dǎo)致了環(huán)境污染。該方法進(jìn)一步的問題在于需要較大的空間來安置用于處理無機(jī)廢水的設(shè)備，并且該方法的問題在于因?yàn)榇罅渴褂昧烁鞣N化學(xué)制品，所以產(chǎn)生了腐蝕性氣體，使得用于處理無機(jī)廢水的設(shè)備更加容易被腐蝕，導(dǎo)致該設(shè)備的使用期限變短，因而增加了生產(chǎn)成本。此外，該方法的問題在于由于必須大量使用各種化學(xué)制品，其經(jīng)濟(jì)效率較低，并且由于無機(jī)廢水被排放到河流或污水處理廠，其不能被循環(huán)利用。

發(fā)明內(nèi)容
因此，為了解決上述問題提出了本發(fā)明，并且本發(fā)明的目的是提供一種循環(huán)利用無機(jī)廢水的裝置和方法，通過該裝置和方法無機(jī)廢水被過濾并隨后被循環(huán)利用，因此減少了水資源的浪費(fèi)并防止了環(huán)境污染。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種循環(huán)利用無機(jī)廢水的裝置和方法，本發(fā)明通過引入循環(huán)利用無機(jī)廢水的裝置能夠防止例如固體廢物、污泥等的二次污染物的產(chǎn)生，和當(dāng)凈化生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的無機(jī)廢水時(shí)產(chǎn)生不想要的離子和污染物等。本發(fā)明的又一個(gè)目的是提供一種循環(huán)利用無機(jī)廢水的裝置和方法，其能夠簡(jiǎn)化處理無機(jī)廢水的設(shè)備，該設(shè)備包括泵、儲(chǔ)水池等，因此降低了生產(chǎn)成本并且使得處理無機(jī)廢水的設(shè)備更容易保養(yǎng)和維修。本發(fā)明的又一個(gè)目的是提供一種循環(huán)利用無機(jī)廢水的裝置和方法，由于各種化學(xué)制品的用量較少，其降低了用于處理無機(jī)廢水的包括泵、儲(chǔ)水池等的設(shè)備的腐蝕的程度，并且其降低了處理無機(jī)廢水的設(shè)備的使用頻率，因此減少了功耗。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一方面提供了一種循環(huán)利用無機(jī)廢水的裝置，該裝置包括儲(chǔ)水池，所述儲(chǔ)水池中引入生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的低濃度的無機(jī)廢水；蒸發(fā)器，所述蒸發(fā)器中引入生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的高濃度的無機(jī)廢水；第一離子交換單元，該第一離子交換單元從儲(chǔ)水池供給的低濃度的無機(jī)廢水去除不想要的離子；反滲透單元，該反滲透單元從已經(jīng)由第一離子交換單元去除了不想要的離子的低濃度無機(jī)廢水中分離污染物；和第二離子交換單元，該第二離子交換單元從已經(jīng)由反滲透單元分離了污染物的低濃度無機(jī)廢水中進(jìn)一步去除不想要的離子來制備超純水，其中，所述的超純水被送回到生產(chǎn)過程，并且所述的蒸發(fā)器與用于存儲(chǔ)太陽(yáng)能的蓄熱器連接。在所述的裝置中，儲(chǔ)水池可以被進(jìn)一步地供給補(bǔ)給水，所述補(bǔ)給水的量與所述高濃度無機(jī)廢水和由所述反滲透單元分離的所述污染物的量相對(duì)應(yīng)，并且所述蒸發(fā)器可以被進(jìn)一步地供給由所述第一離子交換單元去除的所述不想要的離子和由所述第二離子交換單元去除的所述不想要的離子，并且該蒸發(fā)器可以將這些不想要的離子與所述高濃度的無機(jī)廢水一起蒸發(fā)以濃縮所述高濃度的無機(jī)廢水。更進(jìn)一步地，該裝置還進(jìn)一步包括設(shè)置在儲(chǔ)水池和第一離子交換單元之間的一個(gè)過濾單元，該過濾單元用來過濾由儲(chǔ)水池供給的低濃度的無機(jī)廢水以去除其雜質(zhì)；和用來氧化由過濾單元過濾的低濃度無機(jī)廢水的臭氧處理單元。更進(jìn)一步地，第二離子交換單元可以是混合床脫離子器(MBD)或電解式脫離子器 (EDI)。更進(jìn)一步地，過濾單元可包括一個(gè)或多個(gè)微型過濾器、砂礫過濾器和活性炭過濾
ο為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的另一方面是提供一種循環(huán)利用無機(jī)廢水的方法，該方法包括如下步驟(1)將生產(chǎn)過程產(chǎn)生的無機(jī)廢水分成低濃度的無機(jī)廢水和高濃度的無機(jī)廢水；( 向低濃度無機(jī)廢水中供給補(bǔ)給水使得補(bǔ)給水的量與高濃度的無機(jī)廢水的量相對(duì)應(yīng)；(3)使用第一離子交換單元從供給了補(bǔ)給水的低濃度的無機(jī)廢水中去除不想要的離子；(4)使用反滲透單元從已經(jīng)由所述第一離子交換單元去除了不想要的離子的低濃度的CN 102531257 A
無機(jī)廢水中分離污染物；( 使用第二離子交換單元從已經(jīng)分離了污染物的低濃度的無機(jī)廢水中進(jìn)一步去除不想要的離子來制備超純水；以及(6)將制備的所述超純水返回到所述生產(chǎn)過程，其中將由所述第一離子交換單元去除的不想要的離子和由所述第二離子交換單元去除的不想要的離子與所述高濃度的無機(jī)廢水一起蒸發(fā)并且用太陽(yáng)能濃縮。在該方法中，所述的分離污染物的步驟還可包括以下步驟將已分離的污染物供給到在供給補(bǔ)給水的步驟所得到的所述低濃度的無機(jī)廢水中。更進(jìn)一步地，所述方法在供給所述補(bǔ)給水的步驟和去除不想要的離子的步驟之間還可包括以下步驟(a)過濾供給了補(bǔ)給水的所述低濃度的無機(jī)廢水以去除其中的雜質(zhì)； 和(b)用臭氧氧化已過濾的低濃度的無機(jī)廢水。更進(jìn)一步地，所述的進(jìn)一步去除不想要的離子的步驟可通過混合床除離子器 (MBD)或電解式除離子器(EDI)來進(jìn)行。更進(jìn)一步地，所述過濾所述低濃度的無機(jī)廢水的步驟可通過一個(gè)或多個(gè)微型過濾器、砂礫過濾器和活性炭過濾器來進(jìn)行。附圖簡(jiǎn)述從以下的詳細(xì)描述并結(jié)合附圖將會(huì)更加清楚地理解本發(fā)明的上述及其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)，其中圖1示出了處理無機(jī)廢水的傳統(tǒng)的方法；圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的循環(huán)利用無機(jī)廢水的裝置的示意圖；圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的循環(huán)利用無機(jī)廢水的方法的示意性流程圖；圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的循環(huán)利用無機(jī)廢水的裝置的示意圖； 和圖5是示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的循環(huán)利用無機(jī)廢水的方法的示意性流程圖。
具體實(shí)施例方式下面，將參考附圖詳細(xì)地描述本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施例。圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的循環(huán)利用無機(jī)廢水的裝置的示意圖；而圖3 是示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的循環(huán)利用無機(jī)廢水的方法的示意性流程圖。參考圖2，循環(huán)利用無機(jī)廢水的裝置100包括儲(chǔ)水池120、第一離子交換單元130、 反滲透單元140、第二離子交換單元150和蒸發(fā)器160。循環(huán)利用無機(jī)廢水的裝置100與生產(chǎn)過程110相連。同時(shí)，循環(huán)利用無機(jī)廢水的裝置100還包括用于收集太陽(yáng)能的熱收集器310 ；和與熱收集器310相連的蓄熱器320以存儲(chǔ)太陽(yáng)能。該蓄熱器320與蒸發(fā)器160相連。參考圖3，一種循環(huán)利用無機(jī)廢水的方法，包括如下步驟(1)將生產(chǎn)過程產(chǎn)生的無機(jī)廢水分成低濃度的無機(jī)廢水和高濃度的無機(jī)廢水(slOO) ； (2)向低濃度無機(jī)廢水中供給補(bǔ)給水使得補(bǔ)給水的量與高濃度的無機(jī)廢水的量相對(duì)應(yīng)(SllO) ； (3)使用第一離子交換單元從供給了補(bǔ)給水的低濃度的無機(jī)廢水中去除不想要的離子(S120) ； (4)使用反滲透單元從已經(jīng)由所述第一離子交換單元去除了不想要的離子的低濃度的無機(jī)廢水中分離污染物(S130) ； (5)使用第二離子交換單元從已經(jīng)分離了污染物的低濃度的無機(jī)廢水中進(jìn)一步去除不想要的離子來制備超純水(S140)；以及(6)將步驟(S120)中去除的不想要的離子和步驟(S140)中去除的不想要的離子與所述高濃度的無機(jī)廢水一起蒸發(fā)以濃縮所述高濃度的無機(jī)廢水(S 150)。參考圖2和圖3，將詳細(xì)描述循環(huán)利用無機(jī)廢水的裝置100和循環(huán)利用無機(jī)廢水的方法。(1)將生產(chǎn)過程產(chǎn)生的無機(jī)廢水分離成低濃度的無機(jī)廢水和高濃度的無機(jī)廢水的步驟(slOO)在本發(fā)明中，術(shù)語(yǔ)“生產(chǎn)過程”是指能夠循環(huán)利用被排放的廢水的各種過程。所述生產(chǎn)過程的例子包括半導(dǎo)體加工、電鍍加工、印制電路板(PCB)的生產(chǎn)過程、液晶顯示器 (IXD)的生產(chǎn)過程。在本發(fā)明中，術(shù)語(yǔ)“低濃度的無機(jī)廢水”是指包括了大量的在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的無機(jī)重金屬的廢水。更確切地說，無機(jī)廢水是指包括了大量的比重為4或4以上的重金屬元素的廢水。無機(jī)重金屬的例子包括銅(Cu)、鎳(Ni)、金(Au)、銀(Ag)、砷(AS)、銻(Sb)、 鉛(Pb)、萊(Hg)、鎘(Cd)、鉻(Cr)、錫(Sn)、鋅(Si)、鋇(Ba)、鉍(Bi)、鈷(Co)、錳(Mn)、釩 (V)、硒(Se)等。低濃度的無機(jī)廢水的特征在于其溶解的固體總量(TDS)的范圍在150 200mg/L 之間。在本發(fā)明中，術(shù)語(yǔ)“高濃度的無機(jī)廢水”是指包含了大量生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的化學(xué)品的廢水。高濃度的無機(jī)廢水的特征在于其溶解的固體總量(TDS)的范圍為500mg/L或 500mg/L 以上。在生產(chǎn)過程110進(jìn)行這個(gè)步驟。因?yàn)閷⑸a(chǎn)過程110產(chǎn)生的無機(jī)廢水分成低濃度的無機(jī)廢水和高濃度的無機(jī)廢水的步驟是使用傳統(tǒng)的技術(shù)來進(jìn)行的，所以將省略其詳細(xì)的描述。同時(shí)，如后面所描述的，由生產(chǎn)過程110產(chǎn)生的低濃度的無機(jī)廢水被引入到儲(chǔ)水池120，而由生產(chǎn)過程110產(chǎn)生的高濃度的無機(jī)廢水被引入到蒸發(fā)器160。(2)向低濃度的無機(jī)廢水中供給補(bǔ)給水使得補(bǔ)給水的量與高濃度的無機(jī)廢水的量相對(duì)應(yīng)的步驟(SllO)在本發(fā)明中，術(shù)語(yǔ)“補(bǔ)給水”是指除了低濃度的無機(jī)廢水以外，被引入到儲(chǔ)水池120 的水。這個(gè)步驟在儲(chǔ)水池120中進(jìn)行。儲(chǔ)水池120用來儲(chǔ)存低濃度的無機(jī)廢水。儲(chǔ)水池被供給水，例如補(bǔ)給水，補(bǔ)給水的量與生產(chǎn)過程產(chǎn)生的高濃度的無機(jī)廢水的量相當(dāng)，使得無機(jī)廢水的總量是恒定的。此外，如后面所描述的，從低濃度的無機(jī)廢水中通過反滲透單元140分離的污染物被引入到儲(chǔ)水池120中。(3)使用第一離子交換單元從供給了補(bǔ)給水的低濃度的無機(jī)廢水中去除不想要的離子的步驟(S120)這個(gè)步驟由第一離子交換單元130執(zhí)行。該第一離子交換單元由單相離子交換樹脂(2B2T，2B3T)制得。第一離子交換單元130與儲(chǔ)水池120相連，并用于從儲(chǔ)水池120供給的低濃度的無機(jī)廢水中去除不想要的離子。第一離子交換單元130包括具有可交換的離子的多種離子交換樹脂(或不溶的合成樹脂)。離子交換樹脂的例子包括陽(yáng)離子交換樹脂、陰離子交換樹脂、兩性離子交換樹脂、電子交換樹脂、螯合樹脂等。由于使用離子交換樹脂去除不想要的離子的方法是公知常識(shí)，所以將省略其詳細(xì)的描述。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，可以設(shè)定第一離子交換樹脂130，使得已經(jīng)去除了不想要的離子的低濃度無機(jī)廢水中溶解的固體總量(TDS)的范圍在10 15mg/L之間，而這個(gè)范圍可由使用者任意地調(diào)節(jié)。由第一離子交換單元130去除了不想要的離子的低濃度的無機(jī)廢水被引入到反滲透單元140。此外，如后面所描述的，由第一離子交換單元130從所述低濃度的無機(jī)廢水中去除的不想要的離子被引入到蒸發(fā)器160。(4)使用反滲透單元(S130)從已經(jīng)由所述第一離子交換單元去除了不想要的離子的低濃度的無機(jī)廢水中分離污染物的步驟在本發(fā)明中，術(shù)語(yǔ)“污染物”是指各種無機(jī)離子、有機(jī)物質(zhì)、熱解物質(zhì)、尺寸為Ium 或Ium以上的膠體顆粒、微生物等。這個(gè)步驟由反滲透單元140執(zhí)行。反滲透單元140是利用反滲透的水純化系統(tǒng)， 并且用于從生水中使用例如醋酸纖維素膜、聚酰胺膜等的半透膜分離并去除污染物。通常，利用反滲透作用在水純化系統(tǒng)中使用的反滲透膜或半透膜從原材料的角度來講包括兩種反滲透膜或半透膜，例如醋酸纖維素半透膜和聚酰胺半透膜，以及從形狀的角度來講包括兩種反滲透膜或半透膜，例如螺旋形的半透膜和中空纖維半透膜。通過第一離子交換單元130去除了不想要的離子的低濃度的無機(jī)廢水被引入到反滲透單元140。被引入的低濃度的無機(jī)廢水被加壓到10 42Kg/cm2使其通過半透膜。但是，在這個(gè)過程中，通過半透膜的微孔將污染物從低濃度的無機(jī)廢水中分離出來，并且只有去除了污染物的無機(jī)廢水通過了半透膜。同時(shí)，在這個(gè)過程中被分離的污染物被引入到了儲(chǔ)水池120中。在本發(fā)明的實(shí)施例中，可以設(shè)定所述反滲透單元140，使得其中已經(jīng)去除了污染物的低濃度無機(jī)廢水中溶解的固體總量(TDQ的范圍在2.5 4.5mg/L之間。這個(gè)范圍可由使用者任意地調(diào)節(jié)。(5)使用第二離子交換單元從已經(jīng)通過反滲透單元分離出污染物的低濃度的無機(jī)廢水中進(jìn)一步去除不想要的離子來制備超純水的步驟(S140)在本發(fā)明中，術(shù)語(yǔ)“超純水”是指電阻系數(shù)為10 18ΜΩ · cm的水。但是其電阻系數(shù)并不限于這個(gè)范圍。這個(gè)步驟由第二離子交換單元150執(zhí)行。第二離子交換單元150包括混合床除離子器(MBD)或電解式除離子器(EDI)。電解式除離子器(EDI)用來從已經(jīng)通過反滲透單元140去除了污染物的低濃度無機(jī)廢水中第二次去除不想要的離子。電解式除離子器(EDI)包括離子交換膜、離子交換樹脂和直流電源，并且使用電的方法通過持續(xù)并均一地從由反滲透單元140去除了污染物的低濃度的無機(jī)廢水中去除不想要的離子來生產(chǎn)超純水?；旌洗渤x子器(MBD)也用來從已經(jīng)通過反滲透單元140去除了污染物的低濃度無機(jī)廢水中第二次去除不想要的離子。通常，混合床除離子器(MBD)通過將強(qiáng)酸陽(yáng)離子交換樹脂與強(qiáng)堿陰離子樹脂混合，接著將該混合物裝料到一個(gè)單獨(dú)的塔中并隨后完全去除包含在無機(jī)廢水中的陽(yáng)離子組分和陰離子組分來生產(chǎn)超純水。這種混合床去離子器(MBD)的優(yōu)點(diǎn)在于，在生產(chǎn)了預(yù)定量的超純水后，通過使用苛性鈉(NaOH)和鹽酸(HCl)重新生成，它能夠被重復(fù)使用。同時(shí)，為了從通過反滲透單元140去除了污染物的低濃度的無機(jī)廢水生產(chǎn)超純水，使用者可以隨意選擇一個(gè)或多個(gè)電解式除離子器(EDI)和混合床除離子器(MBD)。由電解式除離子器(EDI)和/或混合床除離子器(MBD)產(chǎn)生的超純水被返回到生產(chǎn)過程110。因此，根據(jù)本發(fā)明，由生產(chǎn)過程產(chǎn)生的無機(jī)廢水通過將其純化成超純水而被循環(huán)利用。同時(shí)，如其后所描述的，由電解式除離子器(EDI)和/或混合床除離子器(MBD)從低濃度的無機(jī)廢水中去除的不想要的離子被引入到蒸發(fā)器160。(6)將步驟(S120)去除的不想要的離子和由步驟(S140)去除的不想要的離子與所述高濃度的無機(jī)廢水一起蒸發(fā)以濃縮高濃度的無機(jī)廢水(S150)的步驟這個(gè)步驟由蒸發(fā)器160執(zhí)行。蒸發(fā)器160用來儲(chǔ)存由生產(chǎn)過程110產(chǎn)生的高濃度的無機(jī)廢水并蒸發(fā)該高濃度的無機(jī)廢水以濃縮它。在此期間，由第一離子交換單元130去除的不想要的離子和由電解式除離子器 (EDI)或混合床除離子器(MBD)去除的不想要的離子被引入到蒸發(fā)器160。這些不想要的離子與高濃度的無機(jī)廢水一起被蒸發(fā)以濃縮所述高濃度的無機(jī)廢水。因此，產(chǎn)生了少量的廢物。為了蒸發(fā)被引入的蒸發(fā)器160的高濃度的廢水、不想要的離子等需要大量的能量。然而，本發(fā)明的蒸發(fā)器160的優(yōu)點(diǎn)在于，當(dāng)使用熱收集器310和蓄熱器320時(shí)，可使用較少的能量蒸發(fā)和濃縮高濃度的廢水、不想要的離子等。圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的循環(huán)利用無機(jī)廢水的裝置的示意圖； 而圖5是示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的循環(huán)利用無機(jī)廢水的方法的示意性流程圖。參考圖4，循環(huán)利用無機(jī)廢水的裝置200包括儲(chǔ)水池220、第一離子交換單元230、 反滲透單元對(duì)0、第二離子交換單元250、蒸發(fā)器沈0，過濾單元270和臭氧處理單元觀0。循環(huán)利用無機(jī)廢水的裝置200與生產(chǎn)過程210相連。除了在儲(chǔ)水池220和第一離子交換單元230之間還包括過濾單元270和臭氧處理單元280外，圖4中示出的循環(huán)利用無機(jī)廢水的裝置200具有與圖2中示出的循環(huán)利用無機(jī)廢水的裝置100相同的那些組成。因此，將省略其詳細(xì)的描述。此外，圖5中示出了一種循環(huán)利用無機(jī)廢水的方法，除了在步驟SllO和sl20之間還有步驟(a)過濾供給了補(bǔ)給水的低濃度的無機(jī)廢水以去除存在于所述低濃度的無機(jī)廢水中的雜質(zhì)(S220)；和(b)用臭氧氧化已過濾的低濃度的無機(jī)廢水(S230)之外，其具有與圖3中示出的循環(huán)利用無機(jī)廢水的方法相同的步驟。因此，將省略其詳細(xì)的描述。參考圖4和圖5，將詳細(xì)描述循環(huán)利用無機(jī)廢水的裝置200和循環(huán)利用無機(jī)廢水的方法。(a)過濾供給了補(bǔ)給水的低濃度的無機(jī)廢水以去除存在于所述低濃度的無機(jī)廢水中的雜質(zhì)的步驟這個(gè)步驟由過濾單元270執(zhí)行。過濾單元270與儲(chǔ)水池210相連，并且通過過濾儲(chǔ)水池210供給的低濃度的無機(jī)廢水用來初步去除包括在該低濃度的無機(jī)廢水中的雜質(zhì)。 由于過濾低濃度的無機(jī)廢水以去除雜質(zhì)的原理已眾所周知，所以將省略其詳細(xì)的描述。
同時(shí)，過濾單元270可包括一個(gè)或多個(gè)微型過濾器、砂礫過濾器和活性炭過濾器。 此外，只要它能夠去除包含在無機(jī)廢水中的雜質(zhì)，該過濾單元270并不被特別限定。(b)用臭氧氧化已過濾的低濃度的無機(jī)廢水的步驟(S230)這個(gè)步驟由臭氧處理單元280執(zhí)行。臭氧處理單元280被連接到過濾單元270，并且用于使用臭氧來氧化由過濾單元270初步過濾過的無機(jī)廢水。也就是說，臭氧處理單元 280利用臭氧的氧化性來去除溶解在無機(jī)廢水中的無機(jī)重金屬和有機(jī)物以消毒所述的無機(jī)廢水。由臭氧處理單元280氧化的無機(jī)廢水被引入到第一離子交換單元230，并隨后通過與圖3中所示的循環(huán)利用無機(jī)廢水的裝置100中所使用的相同的過程被循環(huán)利用。如上所述，根據(jù)本發(fā)明，無機(jī)廢水可以被過濾并隨后循環(huán)利用，因此減少了水資源的浪費(fèi)并防止了環(huán)境污染。此外，根據(jù)本發(fā)明，通過將雜質(zhì)、污染物等引入到循環(huán)利用無機(jī)廢水的裝置，可防止例如固體廢物、污泥等的二次污染物的產(chǎn)生，所述雜質(zhì)、污染物等是在純化由生產(chǎn)過程產(chǎn)生的無機(jī)廢水的過程中出現(xiàn)的。更進(jìn)一步地，根據(jù)本發(fā)明，可以簡(jiǎn)化包括泵、儲(chǔ)水池等的處理無機(jī)廢水的設(shè)備，因此降低了操作成本并使得處理無機(jī)廢水的設(shè)備更容易被保養(yǎng)和維修。此外，根據(jù)本發(fā)明，因?yàn)楦鞣N化學(xué)品的使用量小，可以降低包括了泵、儲(chǔ)水池等的處理無機(jī)廢水的設(shè)備的腐蝕度，并且因?yàn)樘幚頍o機(jī)廢水的設(shè)備的使用頻率降低以及主動(dòng)地使用了太陽(yáng)能，降低了能量的消耗，因此經(jīng)濟(jì)地純化并循環(huán)利用了無機(jī)廢水。雖然，為了說明的目的公開了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解在不偏離所附的權(quán)利要求所公開的本發(fā)明的范圍和精神的情況下，各種修改、增加和替代是可能的。
權(quán)利要求
1.一種循環(huán)利用無機(jī)廢水的裝置，該裝置包括儲(chǔ)水池，所述儲(chǔ)水池中引入生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的低濃度的無機(jī)廢水；蒸發(fā)器，所述蒸發(fā)器中引入生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的高濃度的無機(jī)廢水；第一離子交換單元，所述第一離子交換單元從所述低濃度的無機(jī)廢水中去除不想要的離子，其中所述低濃度的無機(jī)廢水由所述儲(chǔ)水池供給；反滲透單元，所述反滲透單元從所述低濃度無機(jī)廢水中分離出污染物，其中所述低濃度無機(jī)廢水已經(jīng)由所述第一離子交換單元去除了所述不想要的離子；和第二離子交換單元，所述第二離子交換單元從所述低濃度無機(jī)廢水中進(jìn)一步去除不想要的離子來制備超純水，其中所述低濃度無機(jī)廢水已經(jīng)由所述反滲透單元分離出了所述污染物，其特征在于，所述的超純水被送回到所述生產(chǎn)過程，并且所述的蒸發(fā)器與用于存儲(chǔ)太陽(yáng)能的蓄熱器連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的循環(huán)利用無機(jī)廢水裝置，其特征在于，所述儲(chǔ)水池被進(jìn)一步供給補(bǔ)給水，所述補(bǔ)給水的量與所述高濃度無機(jī)廢水和由所述反滲透單元分離出的所述污染物的量相當(dāng)，并且所述蒸發(fā)器被進(jìn)一步地供給由所述第一離子交換單元去除的所述不想要的離子和由所述第二離子交換單元去除的所述不想要的離子，并且這些不想要的離子與所述高濃度的無機(jī)廢水一起被蒸發(fā)以濃縮所述高濃度的無機(jī)廢水。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的循環(huán)利用無機(jī)廢水裝置，其特征在于，該裝置還包括設(shè)置在所述儲(chǔ)水池和所述第一離子交換單元之間的過濾單元，所述過濾單元用來過濾由所述儲(chǔ)水池供給的所述低濃度的無機(jī)廢水以去除其中的雜質(zhì)；和用來氧化由所述過濾單元過濾過的所述低濃度無機(jī)廢水的臭氧處理單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的循環(huán)利用無機(jī)廢水裝置，其特征在于，所述第二離子交換單元是混合床脫離子器或電解式脫離子器。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的循環(huán)利用無機(jī)廢水裝置，其特征在于，所述過濾單元包括一個(gè)或多個(gè)微型過濾器、砂礫過濾器和活性炭過濾器。
6.一種循環(huán)利用無機(jī)廢水的方法，該方法包括如下步驟(1)將生產(chǎn)過程產(chǎn)生的無機(jī)廢水分成低濃度的無機(jī)廢水和高濃度的無機(jī)廢水；(2)向所述低濃度無機(jī)廢水中供給補(bǔ)給水，使得所述補(bǔ)給水的量與所述高濃度的無機(jī)廢水的量相當(dāng)；(3)使用第一離子交換單元從供給了所述補(bǔ)給水的所述低濃度的無機(jī)廢水中去除不想要的離子；(4)使用反滲透從已經(jīng)由所述第一離子交換單元去除了不想要的離子的所述低濃度的無機(jī)廢水中分離出污染物；(5)使用第二離子交換單元從已經(jīng)分離出了污染物的所述低濃度的無機(jī)廢水中進(jìn)一步去除不想要的離子來制備超純水；以及(6)將制備的所述超純水返回到所述生產(chǎn)過程，其中，將由所述第一離子交換單元去除的所述不想要的離子和由所述第二離子交換單元去除的所述不想要的離子與所述高濃度的無機(jī)廢水一起蒸發(fā)并且用太陽(yáng)能濃縮。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的循環(huán)利用無機(jī)廢水的方法，其特征在于，所述分離出所述污染物的步驟還包括以下步驟將已經(jīng)分離出的污染物供給到所述低濃度的無機(jī)廢水中，所述低濃度的無機(jī)廢水是在供給所述補(bǔ)給水的步驟中得到的。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的循環(huán)利用無機(jī)廢水的方法，其特征在于，所述方法在所述供給所述補(bǔ)給水的步驟和所述去除不想要的離子的步驟之間還包括以下步驟(a)過濾供給了所述補(bǔ)給水的所述低濃度的無機(jī)廢水以去除其中的雜質(zhì)；和(b)用臭氧氧化已過濾的低濃度的無機(jī)廢水。
9 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的循環(huán)利用無機(jī)廢水的方法，其特征在于，所述的進(jìn)一步去除不想要的離子的步驟通過混合床除離子器或電解式除離子器來進(jìn)行。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的循環(huán)利用無機(jī)廢水的方法，其特征在于，所述過濾所述低濃度的無機(jī)廢水的步驟通過一個(gè)或多個(gè)微型過濾器、砂礫過濾器和活性炭過濾器來進(jìn)行。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種循環(huán)利用無機(jī)廢水的裝置，該裝置包括儲(chǔ)水池，所述儲(chǔ)水池中引入生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的低濃度的無機(jī)廢水；蒸發(fā)器，所述蒸發(fā)器中引入生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的高濃度的無機(jī)廢水；第一離子交換單元，所述第一離子交換單元從儲(chǔ)水池供給的低濃度的無機(jī)廢水中去除不想要的離子；反滲透單元，所述反滲透單元從已經(jīng)由所述第一離子交換單元去除了不想要的離子的低濃度無機(jī)廢水中分離出污染物；和第二離子交換單元，所述第二離子交換單元從已經(jīng)由反滲透單元分離出了污染物的低濃度無機(jī)廢水中進(jìn)一步去除不想要的離子來制備超純水，其中，所述的超純水被送回到所述生產(chǎn)過程，并且所述的蒸發(fā)器與用于存儲(chǔ)太陽(yáng)能的蓄熱器連接。
文檔編號(hào)C02F1/14GK102531257SQ201110035928
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年2月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月27日
發(fā)明者劉成根, 姜?jiǎng)賷J, 樸俊英, 黃和益 申請(qǐng)人:J-美凱龍株式會(huì)社