芯片生产废水处理技术探讨
浅谈半导体行业生产废水处理
浅谈半导体行业生产废水处理作者：李春平来源：《中国科技博览》2017年第03期[摘要]近些年随着经济水平的逐渐提高，我国各项发展项目正在进行积极稳定的开展，这对于国家现代化建设具有积极的影响作用。
在国家的发展过程中，半导体行业是受到较为重视的一项内容，但是在半导体快速发展与进步的同时，还存在一些有待进一步解决的问题。
其中半导体行业生产废水处理就是我国下一阶段需要进行解决的基本内容，只有将废水处理进行必要的完善，才能使我国半导体行业的生产竞争能力更强。
本研究将对我国半导体行业生产废水处理进行细致的分析与思考，并提出合理的解决措施。
[关键词]半导体行业；生产废水处理；含氟废水；含铜废水；含氨废水中图分类号：271.7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）03-0249-01前言：在我国发展的过程中，半导体行业是新出现并快速进步的一个生产行业，半导体在我国建设中具有重要的作用，主要应用于电子机械制造中。
提高半导体行业的生产水平对于我国未来的发展具有重要的意义，半导体在未来将会显著的扩大应用范围。
目前半导体行业生产中所产生的废水主要有三大类，含氟废水、含铜废水以及含氨废水，这三种废水对于我国生态环境均具有较为严重的影响，所以加强半导体行业生产废水处理是我国未来发展中的基本目标。
1.我国半导体行业生产废水处理的基本概况1.1 我国半导体行业生产废水处理的背景在我国发展初期经济水平处于较为落后的状态，与其他发达国家相比具有较大的差距，所以这使得我国发展速度以及生产水平均处于较为落后的状态。
近几年随着经济水平的不断好转，我国现代化建设正在积极稳定的进行，在现代化建设中出现了一批又一批新的生产行业，其中半导体行业就是其中一种重要的发展行业。
半导体行业在进行生产的过程中会随着产生一定的废水，废水中主要存在半导体生产过程中的原料元素，例如氟、铜、氮等，这些元素过量排放入河流中会使水源受到较为严重的污染，所以进行半导体行业生产废水处理成为我国面临的一项重要问题。
论三星半导体公司闪存芯片生产废水处理工程
论三星半导体公司闪存芯片生产废水处理工程笔者在本文结合三星（中国）半导体有限公司闪存芯片生产过程中产生废水的特点，采用“水质分质—混凝—酸化—厌氧反应器—A/O—MBR—芬顿氧化—混凝”的工艺方法进行废水处理。
本文将像简单阐述废水处理过程中的分质预处理、深度处理流程的工艺流程和工艺设计内容。
实际处理结果表明这种废水处理方法效果理想，经过处理的废水水质优于国家排放标准。
标签：芯片生产废水；分质预处理；深度处理；中水回用引言伴随电子产品的快速发展，三星芯片产业发展迅速，产量快速增长，产量的提高也增加了废水排放。
制造芯片所产生的废水和大部分生活污水、工业废水不同，芯片废水中含有大量纳米级微小颗粒、有机物等成分，处理难度大，污染严重。
为了减小芯片废水产生的污染，芯片公司通常会把废水进行处理后再进行排放。
污水处理不仅增加了企业运行成本，更是增加了污水处理厂的处理负担，因此为了提高废水处理的效益，降低废水的污染，三星采用了先物化预处理、再生化深度处理的新型组合工艺来处理芯片生产废水。
一、芯片废水处理工程简介1、废水水质、水量经过化验可知芯片废水主要被划分为：含铜废水、有机废水、含氟废水、酸碱废水。
结合芯片废水的可生化性较差，因此在进行芯片废水处理时我们采用“水质分质—混凝—酸化—厌氧反应器—A/O—MBR—芬顿氧化—混凝”的办法，可以提高芯片废水的可生化性。
2、排放标准查阅相关资料可知芯片废水经过处理后当中的COD、氟化物及氨氮含量标准为：COD≤300 mg/L、氟化物≤20 mg/L、总铜≤0. 5 mg/L、氨氮≤25 mg/L、pH 值为6 ～9。
二、工艺设计1、分质预处理为了减轻芯片废水处理过程中生化工艺的复核，保证芯片废水处理效果到达标准，因为在芯片废水处理的一开始我们要将芯片废水进行分质预处理。
芯片废水中的含铜废水处理方法有化学沉淀法、离子交换法、电解法等。
这三个方法中化学沉淀法因为其投资小，处理成本低的优点被大部分企业采用。
集成电路芯片生产废水氨氮处理工艺_钟鸣
由于工农业的发展、人口增加及城市化水平 不断加快，大量含氨氮（NH3-N）的生活污水和工 业废水被排入天然水体中。存在于水中的NH -N对
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人体和水生物均有一定的毒害作用，相关文献曾报 道对鱼类的致毒剂量为 2.6×10-2 mg/L。氨氮还是高 耗氧性物质，每毫克 NH3-N 氧化成 NO3--N 要消耗 4.57 mg 的 DO，较高的氨氮浓度会直接导致水质 的黑臭。作为一种无机营养物质，NH3-N 还是引起 海洋、湖泊、河流及其它水体富营养化的重要原因。
硝化槽：在此单元中曝气量是非常重要的， 本系统采用的是鼓风曝气系统。充氧和混合是通过 曝气设备来实现，曝气的好坏决定了活性污泥法的 能耗和处理的效果。要达到好的处理效果，选择 的曝气设备应与曝气池的构造相匹配。传统的鼓风 曝气系统是由空气净化器、鼓风机、空气输配管 系统和浸没于混合液中的扩散器组成，扩散器是整 个鼓风曝气系统的关键部件，它是将空气分散成空 气泡，增大空气和混合液之间的接触界面，将空
１ 工艺流程及设备
该生化处理采用的是两组并列进水的氨氮生化 处理工艺，主要设备包括氨氮排水中和槽、氨氮 排水中继槽、活性炭塔、脱氮槽 1、硝化槽、脱 氮槽 2、再曝气槽和生物沉淀槽，最终 PH 调整槽 和监视槽，以及相配套的搅拌机，曝气风机和输 送泵等设备。该例生化法氨氮废水处理系统采用甲 醇为碳源，废磷酸为营养液，用 NaOH 和硫酸来
The Treatment of Ammonia Nitrogen Effluent Discharged from IC Production
Zhong Ming
Abstract The treatment and operation management of ammonia nitrogen effluent discharged form IC production by means of biochemical activated slurry was explained. Keywords Ammonia nitrogen effluent; Biochemical activated slurry system; Nitrofication; Denitrification
半导体先进制程对废水处理的挑战和对策
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叶资源节约与环保曳 2018 年第 11 期
右，普通制程含氟废水只有总废水量的 15%。一段式氢氟加药沉 淀系统出水的处理极限是 15-30 mg/L, 而有些地区的排放标准 中氟的含量为 10 mg/L。所以，先进制程对含氟废水处理设施的 运行管理水平提出挑战。传统的沉淀方法如平流式沉淀，斜板沉 淀，斜管沉淀，稍有不慎，即总排容易超标，除了建立比较大的回 流槽以容纳超标回流排水外，现半导体厂正积极引进磁悬浮、添 加除氟剂等方法，进一步提高氟化钙微颗粒的去除效果。
对于厂务水处理部门来说，生产线上的各个部门中与之关 系最紧密的是 We（t 湿式蚀刻）和 CMP（化学机械研磨）[1]，这两个 部门耗用了全厂 80%以上的纯净水，产生了大量的各种废水；光 照部门 SCAN 设备除了浸没模块少量用水外，几乎不用水。Truck 机台用水量也不大，主要是一些有机溶剂收集排放。其它部门产 生 的 排 水 主 要 有 湿 式 淋 洗 塔 排 水 ，Tube Clean 排 水 ，Wafer Reclaim 排水等清洗排水，量大而种类单一。
1 先进制程对废水排放的影响
传统的 Wet 一般使用 Bench 机台来实现清洗和湿式蚀刻的 功能。一个 Bench 机台是 25 片 Wafer/Lot 一起进入机台的化学 品槽和后续超纯水槽进行蚀刻和几次清洗，机台化学品的更换 有两个指标淤实际 Lot 数；于物理时间 （一般 12 小时或 24 小 时）；哪个指标先到则换酸；此种方式槽内化学品可以重复使用， 冲洗水则每 lot 冲洗消耗，按水质排到厂务回收水系统，部分回 用，所以，冲洗水大量排放。而先进制程开始使用 Single Wafer 机 器，此种机台每一片晶元单独进机器，化学品或超纯水压力喷到 晶元上，而不是如 Bench 机台将晶元浸在化学品中，该设计一个 腔体内可能会进行几种化学制程，喷氨水、清洗、喷氢氟酸、清 洗、排水可能无法分开。所以，Wet 部门先进制程废水总量下降； 回收水量下降，大部分 Single Wafer 机台没有任何回收水；某些 化学品无法重复使用，用量大幅增加，废水浓度增加，特定种类 废酸量大幅增加。
半导体工业废水处理技术及回收利用研究
半导体工业废水处理技术及回收利用研究摘要：随着半导体行业的快速发展，全球的水资源越来越紧张。
半导体生产时需要的连续流动的超纯水以及生产时排放废水，在资本支出和排放成本方面不断上涨。
而全球的半导体生产技术及产能要求不断的扩张，解决这个半导体行业用水及排水的难题是合理处理废水及再回收利用废水。
关键词：半导体重金属废水、切割废水、UF膜、RO膜0引言半导体行业在我国的迅速发展，生产的半导体产品供应全国及世界。
这样产生的废水污染可想而知。
废水合理排放已经不能满足需求，废水再回收利用将是未来发展趋势。
废水合理利用对我国以后资源利用具有积极意义。
本文主要阐述了半导体工业排废水种类及如何处理并且达标排放，以及处理后的废水如何回收利用。
1半导体工业废水处理工艺及回收利用研发的意义首先企业重视生产工艺的优化和升级，这样可以强化无毒材料及相关产品的研发。
一般半导体行业的废水是由于芯片、后道封装测试及芯片生产过程中所产生的废水。
工业废水造成了水的浪费及环境污染，所以按照工业生产线特点，其产生的废水，要按照分流方式实施具体处理，为后期废水回收再利用做好充分准备。
随着节能减排政策的提出，针对这种废水的研究处理工艺并且合理回收利用方法取得良好效果。
废水回收有以下优点：1）可以大量的减少污水排放，减轻排放设备负担；2）降低了废水处理系统的成本；3）回用水作为再生资源，是以后企业污水排放及利用的发展趋势。
2半导体工业废水处理工艺技术半导体废水主要分三大类：1）含铜，镍，锡重金属废水 2）含氟离子废水3）切割研磨硅片产生的废水和纯水系统反洗及RO浓水，分流单独处理，重金金属废水和含氟离子废水集中单独处理后再集中处理，合格达到半导体废水排放标准再排放。
研磨切割废水单独处理后合格部分回收利用。
这样不仅节约占地面积和设备成本及运行成本，还可以优化设计。
以上海某半导体公司生产企业排放的废水为例，参考水质及水量描述废水处理和回收利用研究，水质表参考表1。
某半导体芯片生产项目含砷废水处理方案
某半导体芯片生产项目含砷废水处理方案浅析摘要：随着半导体行业的高速发展，半导体芯片生产将产生大量的含砷废水。
同时，日趋严格的废水排放标准对含砷废水处理提出了更高的要求。
本文针对半导体集成电路芯片生产产生的含砷废水，结合工程实际情况，分析了袋滤-氢氧化钙-氯化铁混凝沉淀的处理方法，并采用膜分离技术及离子交换技术对废水进行深度处理，取得了良好的除砷效果，将出水总砷稳定地控制在0.1mg/L以下，达到污染排放标准，降低了对环境的影响。
关键词：半导体；砷化镓；含砷废水；共沉淀；超滤；离子交换随着信息技术和通讯产业的高速发展，化合物半导体材料在微电子和光电子领域发挥越来越重要的作用。
在半导体材料发展过程中，半导体材料主要经历了以硅(Si)、锗(Ge)为代表的第一代元素半导体，以砷化镓(GaAs)、磷化铟(InP)为代表的第二代化合物半导体，以及以氮化镓(GaN)、碳化硅(SiC)为代表的第三代宽禁带半导体材料三大阶段[1]。
作为第二代半导体材料，砷化镓是除硅之外研究最深入、应用最广泛的半导体材料。
相对于硅，砷化镓具有较大的禁带宽度，更高的电子迁移率和饱和迁移速率[2]，其不仅可直接研制光电子器件，以砷化镓为衬底制备的集成电路芯片是实现高速率光线通信及高频移动通信必不可少的关键部件[3]，在光电子、微电子及移动通信中应用愈加广泛。
近年来，砷化镓半导体材料市场需求迅速增长。
我国的砷化镓产业也在不断发展，近几年成立了多家砷化镓芯片生产企业。
基于自身材料和生产工艺，在砷化镓芯片的生产过程中排放的废气和废水中均含有砷化合物，其含砷废水的处理也成为砷化镓生产项目亟待解决的问题之一。
砷及其化合物对人体及其他生物体均有广泛的毒害作用，已被国际防癌研究机构和美国疾病控制中心确定为第一类致癌物[4]。
由于砷的高毒性和致癌性，在GB8978-1996《污水综合排放标准》[5]中总砷被列于第一类污染物，最高允许排放浓度为0.5mg/L。
谈半导体先进制程废水处理技术
谈半导体先进制程废水处理技术提纲：I. 废水治理技术- 半导体制造工艺废水的特点- 废水处理技术现状- 最新的废水处理技术II. 非常规方法应对废水处理难题- 光电催化技术- 高级氧化技术- 电化学技术III. 应对不同废水处理工艺的经济效益- 支出和运行成本 : 功率和化学品费用- 排放量和污染物种类- 稳定性和生产能力IV. 废水处理技术的实施- 操作问题及不利之处- 质量控制- 安装和维护问题V. 未来废水处理技术发展颠覆中心- 未来潜在技术- 同行业案例分析***I. 废水治理技术对于半导体制造工艺废水的处理，必须了解其特征。
半导体工厂中，制造工艺的排放量与污染物种类和性质相当复杂。
其主要来源是清洗和刻蚀废水、纯化废水以及冷却水等。
目前，最常见的废水处理技术是物理、化学和生物技术，以及它们的各种组合方式。
物理废水处理包括沉淀、过滤和离子交换等。
化学废水处理包括共沉淀、溶解气浮和化学氧化等。
水生生物技术包括传统的活性污泥法、MBR、MVR等。
最新的废水处理技术应用先进的分离技术和生化程序，利用化学安氏试剂和微生物等技术处理废水。
II. 非常规处理方法应对废水处理难题非常规方法应对废水处理难题已经成为研究热点。
在废水处理中，光电催化技术、高级氧化技术和电化学技术是本研究的重点之一。
光电催化技术是利用光敏催化剂吸收太阳光的光子，列入到废水中去切断污染物，其优势为选择适当的催化剂，可在温和条件下破坏污染物，降低了能耗和化学添加剂的成本。
高级氧化技术主要通过氧化和还原反应去除有机废水中的化学物质，其优点在于同时可降低污染物表面的化学需氧量和生物需氧量的浓度。
电化学技术则利用了电子对流、电迁移和电化学氧化过程，可以将废水中的有机物转化为二氧化碳和水。
其处理效果不受水质影响，并可对有毒有害物质实现深度处理。
该技术适合于处理高浓度、高性质有机物和金属离子等垃圾。
III. 应对不同废水处理工艺的经济效益废水处理方案的经济效益往往受到以下三个主要方面的影响：支出和运行成本、排放量和污染物种类、稳定性和生产能力。
半导体行业废水处理与再生技术探讨
半导体行业废水处理与再生技术探讨目录一、内容综述 (3)1.1 背景介绍 (4)1.2 半导体行业发展趋势 (5)1.3 废水处理与再生技术的重要性 (6)二、半导体废水特性及来源 (7)2.1 废水成分复杂 (9)2.2 废水来源分析 (10)2.3 废水污染物的危害 (11)三、废水处理技术 (12)3.1 物理处理法 (13)3.1.1 沉淀法 (14)3.1.2 浮选法 (15)3.1.3 过滤法 (17)3.2.1 中和法 (19)3.2.2 混凝法 (20)3.2.3 氧化还原法 (21)3.3 生物处理法 (22)3.3.1 微生物降解法 (24)3.3.2 生物膜法 (25)四、废水再生技术 (26)4.1 再生水回用技术 (28)4.1.1 工业用水再利用 (29)4.1.2 农业灌溉 (30)4.1.3 生活用水补给 (30)4.2 纯净水制备技术 (31)4.2.1 反渗透法 (32)4.2.2 超滤法 (33)五、案例分析 (36)5.1 国内外先进企业废水处理与再生实践 (37)5.2 成功案例分享 (38)六、挑战与展望 (39)6.1 存在的技术难题 (41)6.2 发展趋势及创新方向 (42)七、结论 (43)7.1 总结研究成果 (44)7.2 对未来发展的建议 (45)一、内容综述半导体行业作为现代信息技术的核心产业之一，其快速发展对全球经济发展起到了巨大的推动作用。
随着半导体制造工艺的不断进步和大规模生产线的持续扩展，其生产过程中产生的废水问题也逐渐凸显。
半导体行业废水处理与再生技术成为了行业内关注的焦点，本综述旨在探讨当前半导体行业废水处理的现状、主要技术路线、再生利用技术及未来的发展趋势。
半导体制造过程中产生的废水主要含有重金属离子、有机溶剂、酸碱物质等污染物，这些污染物不仅对环境造成严重威胁，同时也增加了水处理的难度。
针对半导体行业废水的处理，需要采用高效、稳定、可持续的技术手段。
半导体先进制程废水处理技术探讨
1引言2017年，我国的半导体工厂数量越来越多，目前的数量已经能够满足社会发展的需求，而且在数量不断增多的基础上，也在不断地研究更高水平的半导体。
而对于这其中的处理部门而言，在生产过程中湿式蚀刻和化学机械研磨这两个部门所消耗的水量较大，那么就会在生产过程中出现大量的废水。
因此，这就需要根据这两个部门来研究其废水处理技术，减少对水资源的浪费，更好地保护环境。
2先进制程对废水排放的影响在传统情况下，湿式蚀刻一般会利用相应的机械来完成湿式蚀刻的具体处理工序，所利用的机械是将数十个半导体送入机械中，然后对其进行蚀刻和清洗。
在这其中，化学品的更换标准有两个[1]：第一，实际的Lot数；第二，物理时间。
无论先达到哪一个指标，都会对其进行换酸处理。
在这种方法应用下的化学品能够反复使用，其冲洗则是按照Lot的具体情况来进行，将对其完成冲洗后的水通过相应系统进行回收。
而在先进制程情况下，则开始利用Single Wafer这种机器，这类机器的构成更为精密，其化学品处理方式与传统的机械处理并不相同，此类机器中可能会有几种不同的制程，例如，清洗、喷氢氟酸，等等。
因此，湿式蚀刻部门的废水总量就开始有所下降，其能够进行回收的水量也与以往相比有所下降。
大多数情况下，利用这类机器时没有产生任何回收水，一些化学品在这种情况下，也不能够反复使用，其化学品的用量有所增长，废水的浓度增加。
光照部门在应用先进制程后，其酸碱的废水并没有过多改变，其芯片变得复杂，并且其废水中的各类废物，如单乙基醚丙二醇等废液有所增多，其曝光次数也明显增多，排水总量有所增加。
3化学品用量的变化相比于之前而言，在先进制程下很多化学品用量都有着明显的增加，其废液的排放量有所提升。
例如，在传统情况下，化学品一次曝光间隔排放量为1，而先进制程一次曝光间隔使用的化学品用量为3~4。
半导体先进制程废水处理技术探讨Discussion on the Wastewater Treatment Technology ofAdvanced Semiconductor Manufacturing Process鲁旭萍（高频美特利环境科技（北京）有限公司，北京100010）LU Xu-ping(TG Hilyte Environmental Technology(Beijing)Co.,Ltd.,Beijing100010,China)【摘要】当前，我国的半导体制造已经进入28纳米制程量产节点，所以很多工厂都引进了相应的设备，所引进的相应设备所使用的化学品量和相应制程与以往有很大的不同。
半导体新材料清洗废水处理技术研究及展望
1引言近年来,各种晶体新材料,如半导体、单晶硅、多晶硅等应用广泛,整个行业进入了加速发展期。
此外,加上智慧互联网、物联网等新兴产业的半导体材料应用,半导体材料展现出强大的发展潜力。
半导体市场快速发展,各种需求也显现出来,很多半导体生产基地在国内建立,例如,先导、长江存储、紫光等。
半导体生产不仅给中国带来了巨大的经济利益,同时也产生了新的环境污染问题[1]。
半导体新材料主要有碳化硅化合物、磷化铟、单晶锗、氮化镓等,其在生产过程中会产生大量的半导体清洗废水,主要污染物有砷、硝酸、表面活性剂等,污染因子主要有酸碱、COD 、氨氮、总磷、总砷等,如果处理不当就进行排放,会污染水体,使生态环境恶化,因此,研究一种合适的半导体清洗废水处理工艺有重要作用。
根据生产工艺,可将半导体废水分为有机废水、酸碱废水、抛光废水和吸收液废水[2]。
各种废水的化学成分不一样,污染因子有所区别,处理方法也必须有针对性。
为此,有关人员进行了大量的试验,确定采用分水,有针对性地进行预处理,并混合采用A2/O+MBR 组合工艺进行半导体清洗废水的处理。
2半导体新材料水质废水分水及水质情况见表1。
3各股水处理工艺说明抛光废水含有大量的悬浮物、COD cr 、总砷、氨氮等污染因子,采用间隙处理工艺流程,否则沉淀效果差,因此需要采用间隙反应。
清洗废水含有大量的砷化合物和悬浮物,经过试验确定,【作者简介】康宽华（1986~），男，广东广州人，工程师，从事环境保护水污染治理研究。
半导体新材料清洗废水处理技术研究及展望Research and Prospect of Cleaning Wastewater Treatment Technologyof Semiconductor New Materials康宽华（广东绿日低碳科技有限公司，广东珠海519000）KANG Kuan-hua(Guangdong Lvri Low Carbon Technology Co.Ltd.,Zhuhai 519000,China)【摘要】半导体新材料的广泛使用与不断发展，使得生产半导体新材料过程产生了大量的清洗废水，如果对其处理不当，容易导致环境污染。
集成电路废水分类收集与分质处理工艺分析
参考文献： [ 1 ] 唐 受 印 ，戴 友芝 等 编 . 水 处 理 工程 师 手 册[M].化学工业出
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(上接7 8 页 ） 限度的方式减少噪音的传播。
4 结语
综 上 所 述 ，人类需要一个可持续健康发展的生活环 境 ，都想要生活在一个和谐、美好的环境中，对于人们 赖 以 生 存 的 环 境 ，相 关 职 能 部 门 以 及 人 员 更 应 当 注 重 对 于 环 境 的 整 治 ，在 城 市 规 划 中 探 究 环 境 保 护 问 题 ，要寻 找 人 与 自 然 的 平 衡 点 ，为 人 类 本 身 生 活 的 环 境 的 进 展 供 应 可 持 续 的 道 路 ，最 终 完 成 城 市 以 及 环 境 的 协 调 及 可 持 续发展。
TM AH、 IPA
湿 法 蚀 刻 工 艺 、硅 片 清 洗 过 程 、 空调冷却水
硫 酸 、硝 酸 、盐酸
工 艺 冷 却 水 、 Local Scrubber水 洗
氢氧化钠
2 . 2 分质分系统处理 半 导 体 制 造 产 生 的 工 业 废 水 具 有 污 染 因 子 多 、悬浮
物 浓 度 高 、水 量 大 等 特 点 。废 水 源 头 专 管 分 类 收 集 后 ， 采 用 分 质 分 系 统 预 处 理 ，运 行 过 程 注 意 主 要 参 数 控 制 ， 进而实现处理后出水水质达标排放，废水分质分系统处 理详见表2。 2 . 3 处理效果
半导体行业废水 模式 理论说明以及概述
半导体行业废水模式理论说明以及概述1. 引言1.1 概述半导体行业废水处理是一个重要的环境保护问题，随着半导体产业的迅速发展，废水排放量也在不断增加。
废水中含有高浓度的有机物、重金属和其他有害物质，对环境和人类健康造成了潜在威胁。
因此，有效地处理半导体行业废水是非常必要且紧迫的。
1.2 文章结构本文将分为五个部分来探讨半导体行业废水处理相关的模式理论。
首先，在引言部分将对文章进行概述，并明确文章结构以及目的。
接下来，第二部分将介绍半导体行业废水产生原因、特点分析以及其对环境产生的影响。
第三部分将详细说明模式理论，并阐述其在半导体行业废水处理中的应用情况和案例分享。
第四部分将对论证结果做出总结与归纳，并讨论现有模式理论在半导体行业废水处理中存在的局限性，同时探讨未来发展方向和改进方法所需的新模式理论。
最后，在第五部分进行全文总结并对未来半导体行业废水处理研究方向和其重要性进行思考。
1.3 目的本文旨在深入研究半导体行业废水处理相关的模式理论，并探讨其应用案例及局限性。
通过对现有模式理论的总结与归纳，进一步分析并讨论如何改进半导体行业废水处理方法，并展望新模式理论对该领域的意义和前景。
通过本文的研究和讨论，期望能够为半导体行业废水处理提供新思路和方法，促进环境保护工作的发展。
2. 半导体行业废水2.1 废水产生原因在半导体行业中，废水的产生主要源于半导体制备和加工过程中使用的化学品以及设备冲洗液等。
这些化学物质会与生产设备和材料发生反应，生成不同的废水组分。
首先，半导体制备过程中使用的酸碱溶液、蚀刻剂、刻蚀液等会带来大量酸性或碱性废水。
其次，半导体清洗工艺需要使用大量的纯净水和特殊清洗溶剂，这些清洗液经过使用后也会变成废水。
此外，半导体制造产生的高温气体排放后也将生成含有有机物和无机盐等成分的废水。
2.2 废水特点分析半导体行业废水具有以下特点：（1）复杂组分：由于不同工艺环节和材料需求的不同，在废水中同时存在着多种化合物、离子、悬浮物、有机物及微量金属离子等复杂组分。
半导体行业废水 模式 -回复
半导体行业废水模式-回复半导体行业废水模式是指半导体行业中产生的废水排放所遵循的一种特定模式。
半导体制造过程中使用的化学品和处理废水的方式，对环境和人类健康有重要影响。
本文将详细介绍半导体行业废水模式，并逐步回答相关问题。
第一步，了解半导体行业废水的来源和成分。
半导体制造过程中，涉及多种化学品的使用，包括酸、碱、溶剂和重金属等。
这些化学品使用后，会产生废水，其中含有高浓度的有机物、无机盐和重金属。
第二步，研究半导体行业废水的处理方法。
半导体行业废水处理通常包括物理、化学和生物处理等多个步骤。
物理处理主要利用过滤和沉淀等技术，将废水中的固体和悬浮物去除。
化学处理利用化学反应将废水中的有机物和无机盐进行分解、沉降或吸附。
生物处理则通过利用微生物代谢的特性，降解和转化废水中的有机物。
第三步，探索半导体行业废水对环境和人类健康的影响。
半导体行业废水中的重金属对环境和人类健康造成的潜在风险是一个关键问题。
例如，废水中的铬、镍和铅等重金属可以积累在环境中的生物体内，对生态系统造成意外影响。
此外，废水中的有机物和无机盐也可能导致土壤和地下水污染，对生态系统和人类健康造成威胁。
第四步，分析半导体行业废水模式的改进方向。
在实践中，一些技术和措施已经被引入来改善半导体行业废水处理过程。
其中一种常见的改进方向是回收废水中有用的资源，如水、材料和能源。
通过采用循环利用和再生技术，可以减少废水的产生和对自然资源的需求。
此外，新型的废水处理技术，如高级氧化技术和膜分离技术，也可以提高废水的处理效率和质量。
第五步，总结半导体行业废水模式对可持续发展的挑战和机遇。
半导体行业作为技术发展的引擎之一，必须在经济增长和环境保护之间找到平衡。
面对日益严峻的环境问题，减少废水产生和改善废水处理已成为行业发展的重要目标。
然而，挑战仍然存在，包括技术成本、政策支持和行业合作等方面。
因此，发展可持续的半导体行业废水处理模式需要行业各方的共同努力和创新。
半导体氨氮废水
半导体氨氮废水半导体氨氮废水是指半导体生产过程中产生的含氨氮废水。
这种废水的主要成分是氨氮，同时还含有一定量的有机物和无机盐等。
由于氨氮具有一定的毒性和难以降解的特性，因此半导体氨氮废水对环境造成的影响较大，需要采取有效的处理措施。
一、半导体氨氮废水的来源半导体氨氮废水主要来自于半导体生产过程中的清洗、蚀刻、切割和抛光等工艺。
这些工艺会产生大量的废水，其中含有大量的氨氮、有机物和无机盐等。
二、半导体氨氮废水的处理方法1.生物处理法生物处理法是一种常用的半导体氨氮废水处理方法。
该方法利用生物菌群对废水中的有机物和氨氮进行降解和转化，将其转化为无害的物质。
生物处理法具有处理效率高、成本低、操作简单等优点，但对废水中的pH值、温度、氧气含量等要求较高。
2.化学处理法化学处理法是一种常用的半导体氨氮废水处理方法。
该方法利用化学反应将废水中的氨氮和有机物转化为无害的物质。
化学处理法具有处理效率高、操作简单等优点，但对废水中的pH值、温度、氧气含量等要求较高。
3.物理处理法物理处理法是一种常用的半导体氨氮废水处理方法。
该方法利用物理手段将废水中的氨氮和有机物分离出来，达到净化废水的目的。
物理处理法具有处理效率高、成本低、操作简单等优点，但对废水中的固体颗粒、悬浮物等要求较高。
三、半导体氨氮废水处理的注意事项1.废水处理过程中需要注意安全，防止废水泄漏和污染环境。
2.废水处理过程中需要控制废水的pH值、温度、氧气含量等参数，以保证处理效果。
3.废水处理过程中需要对处理设备进行维护和保养，以保证设备的正常运行。
4.废水处理过程中需要对处理后的废水进行检测和监测，以确保废水达到排放标准。
总之，半导体氨氮废水是一种对环境造成较大影响的废水，需要采取有效的处理措施。
生物处理法、化学处理法和物理处理法是常用的处理方法，但需要注意安全、控制参数、维护设备和检测废水等方面的问题。
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给水排水 Vol.32 No.7 200659 芯片生产废水处理技术探讨蒋卫刚 季连芳 甘晓明 邢绍文(上海市环境科学研究院,上海 200233)摘要 通过实地调研,结合工程经验,采用比较分析的方法,就芯片生产废水中典型的含氨废水、含氟废水、研磨废水和酸碱废水的处理分别给出了较优的处理工艺流程,即浓氨吹脱—两段沉淀—三级酸碱中和处理工艺,其处理效果较好,将含氟废水与CM P 研磨废水混合处理可节省投资。
同时,介绍了设备选型中应注意的问题。
关键词 芯片生产废水 氟 氨 设备选型 自2000年国家“十五”规划的行业鼓励性政策出台,中国芯片产业掀起一轮前所未有的投资热潮,全球著名的芯片厂商,如德州仪器、英特尔、AMD 等,纷纷在中国建立合资或独资公司。
然而关于芯片生产废水排放的国家和地方标准尚未出台。
本文结合工程实例,通过调研分析得出最优工艺流程,并指出设备选型中应注意的问题。
1 废水分类与来源集成电路芯片制造生产工艺复杂,包括硅片清洗、化学气相沉积、刻蚀等工序反复交叉,生产中使用了大量的化学试剂如HF 、H 2SO 4、N H 3·H 2O 等,废水的主要污染物分类和来源情况见表1。
表1 芯片生产废水污染物分类与来源废水类别主要工艺来源主要污染物 含氨废水清洗、刻蚀、去胶 氨氮、双氧水 含氟废水清洗、腐蚀去胶 氟化物、磷酸、氨氮、p H 等 BG /CMP 研磨废水CMP 过程 SiO 2粉末 酸碱废水清洗、光刻、去胶 硫酸、硝酸、少量有机溶剂 有机废水光刻、均胶 有机物(酚醛树脂等) 废气洗涤塔废水 HF 、HCl 、硫酸雾、NO x 、氟、氨氮等2 废水处理工艺根据生产废水的排放情况及各股废水的主要污染指标,将生产废水处理分为:含氨废水处理系统、含氟废水处理系统、CM P 研磨废水处理系统及酸碱废水处理系统。
2.1 含氨废水处理系统含氨废水有两部分,一部分是浓氨氮废水,主要含氨氮和双氧水,氨氮浓度达400～1200mg/L ;另一部分是稀氨废水,主要含氟化氨,氨氮浓度低于100mg/L 。
2.1.1 浓氨废水吹脱吸收工艺(见图1)图1 浓氨废水处理系统流程该工艺最大优点是去除效率高,运行成本低。
从A 公司二期工程(浓氨废水水量10m 3/h ,N H 3-N 400～800mg/L )的运行情况来看,经一级吹脱,氨氮的去除率在70%左右,二级吹脱后达90%以上。
其主要缺点是一次性投资成本相对较高;由于控制系统运行的参数(温度、流量、风速、p H 等)较多,系统调试的难度相对较大;当进水水质水量波动较频繁、较大(加药量的突增或突减)时,系统出水水质不稳定。
A 公司的一期浓氨废水处理系统(处理量是二期的一半),因受到水质、水量冲击负荷的影响(水量5～8m 3/h ,N H 3-N 600～1000mg/L ),出水N H 3-N 基本都在100mg/L 以上。
2.1.2 稀氨废水化学氧化工艺(见图2)图2 稀氨废水处理系统流程因该工艺在处理过程中需要投加大量的化学药Edited by Foxit ReaderCopyright(C) by Foxit Corporation,2005-2009For Evaluation Only.60 给水排水 Vol.32 No.7 2006剂,稀氨废水化学氧化工艺的运行成本相对浓氨吹脱工艺要高得多。
其主要优点是一次性投资较低;控制简单,通常采用检测各池内的氧化还原电位来控制加药量;运行比较稳定。
B 公司(稀氨废水水量15m 3/h ,N H 3-N 80～120mg/L )和C 公司(稀氨废水水量10m 3/h ,N H 3-N 80～180mg/L )均采用了此工艺,但是运行效果相差很大。
B 公司在一期中,采用了氧化还原电位计进行反应过程的控制,同时还采用了氨离子分析仪来检测出水;在一期运行经验的基础上,B 公司的二期仍然采用稀氨氧化工艺,但减少了氧化还原电位计和氨离子分析仪表,通过对进水的控制与调节(减小氨浓度变化幅度),来实现系统的正常运行。
而C 公司一期同样采用此工艺,在未达到设计水量时(仅为7m 3/h ),运行效果尚可,但是随着废水量的增加,其运行效果并不理想(出水经常超标),现在二期已改用浓氨吹脱吸收工艺。
两公司运行效果相差大的原因,很可能是稀氨废水中混入的浓氨废水的比例相差较大(B 公司仅含10%不到,而C 公司超过25%),C 公司的稀氨废水中的氨氮浓度波动相对较大。
2.2 含氟废水处理系统(见图3)图3 含氟废水处理系统流程因该工艺处理过程中需要投加大量的化学药剂,故运行成本较高。
工艺中采用CaCl 2溶液代替传统去氟采用的消石灰[1],可减少氟化钙污泥量、原料用量和碱液,同时,可避免粉态消石灰的逸散,防止管道堵塞,易于控制投加量,确保系统的稳定高效运行。
如D 公司(含氟废水水量15m 3/h ,F -300mg/L )虽配备了消石灰加药装置,但在实际运行过程中由于投加粉态消石灰的种种问题(投加量不易控制、管路堵塞、运行不稳定、污泥量很大),目前基本停用[2],而改投CaCl 2溶液,运行稳定,出水达标。
若含氟废水的水量很高,从节省成本角度考虑,可采用CaCl 2与Ca (O H )2固定配比的混和溶液[3]。
由于该工艺较成熟、出水较易控制,通常采用二级混合反应→一级助凝→一级沉淀,系统出水氟离子浓度基本达到小于20mg/L 的要求。
当受到较大、较频繁的水质冲击负荷时,通过过量投加药剂即可确保水质达标。
该工艺易于改进,可改为二级反应→沉淀→一级混合反应→沉淀的两阶段沉淀工艺。
C 公司采用了两阶段沉淀的改进工艺,其出水氟离子浓度可控制在10mg/L 以下。
2.3 CMP 研磨废水处理系统(见图4)图4 CMP 研磨废水处理系统流程研磨废水处理与含氟废水处理很相近,若从节省投资的角度考虑,可以采用同一系统同时处理含氟和CM P 研磨两股废水,否则,将增加额外的投资。
上文提到的A 公司和B 公司均是如此。
但A 公司在运行过程中出现了一些问题:不易控制,运行和出水不稳定,药剂投加量和产泥量都大大增加,运行成本也大增,其原因可能是前端的调节池太小,不能很好地调节进水水质,尤其是p H 。
2.4 酸碱废水处理系统(见图5)图5 酸碱废水处理系统流程p H 的调节是该工艺的关键。
一方面,从p H 调节和加药量的控制角度考虑,反应级数越多越好、药剂浓度越低越有利于控制;另一方面,从投资成本的角度考虑,反应器、药剂储槽越少越好,两方面互相矛盾。
A 公司一期(酸碱废水水量120m 3/h ,p H 1～12),采用了两级反应池、酸碱原液直接投加,运行出水不稳定且药剂消耗量很大。
C 公司采用了三级反应池、酸碱的稀释液(<10%)投加,运行稳定,药剂消耗量很少。
3 主要设备选型根据芯片生产的特点,企业对废水处理系统的稳定性和自动化要求较高,因此废水处理系统的主要设备选型是相当重要的。
(1)池体。
根据芯片生产废水的性质,一般池体均采用FRP内衬或者FRP材质储槽。
从实际运行效果来看,可采用SW901乙烯基树脂、450g/m2的玻纤布及30g/m2的面毡,FRP内衬层做2.5mm 厚即可。
(2)传输泵。
目前,上海的各芯片制造企业普遍采用的是无轴封磁力泵(台湾ASSOMA应用最广),使用效果也不错。
主要原因是普通离心泵机械密封处经常会出现泄漏问题,而磁力泵不存在此问题。
A公司一期曾使用普通离心泵,后来因检修频繁而采用磁力泵替代。
但磁力泵的主要缺点是流量相对较小、价格较高。
(3)在线监测仪表。
废水处理系统的稳定正常运行与在线监测仪表的正常工作是密切相关的。
而在线监测仪表(尤其是p H计)的电极探头属易耗品,针对各子处理系统的废水特点应选用不同材质和防腐等级的电极探头。
为确保其正常工作,需要由专人负责定期清洗、校正及更换。
4 环境经济效益比较表2为A、B、C三家公司芯片生产废水处理效果情况对比。
表3为A、B、C三家公司芯片生产废水处理工程投资及运行的成本对比(运行成本中不包含人工费与折旧费),由表3可知,浓氨吹脱吸收工艺的一次性成本虽比稀氨化学氧化工艺要高,但表2 典型芯片生产企业废水处理情况的对比单元主要参数A公司C公司B公司浓氨吹脱 处理水量m3/h10 进水N H3-N/mg/L800 出水N H3-N/mg/L<50未采用未采用稀氨氧化 处理水量/m3/h 进水N H3-N/mg/L 出水N H3-N/mg/L未采用1515100120<20>35含氟沉淀 处理水量/m3/h152020 进水F-/mg/L300300300 出水F-/mg/L>2020<10CMP 沉淀 处理水量/m3/h101010 进水SS/mg/L200020002000 出水SS/mg/L8060<50酸碱中和 处理水量/m3/h180150150 进水p H3～133～133～13 出水p H6～96～96～8 反应级数234从长远的角度来看,其较低的运行成本更具有经济效益的优势。
将含氟废水与CM P研磨废水混合处理,节省了投资,若能在运行中有效控制其稳定性,可进一步提高其经济效益。
表3 典型芯片生产企业废水处理成本(投资/运行)对比单元A公司C公司B公司 浓氨吹脱/元/m310000/115 稀氨氧化/元/m33000/2135000/219 含氟沉淀/元/m3 CMP沉淀/元/m34000/1152800/1123500/0182500/015 酸碱中和/元/m32500/1181300/1191800/117 总计/元/m33800/2112200/2133200/2155 结论芯片废水是伴随着工业的发展而产生的一种新型废水,通过对废水的分类收集和单独处理,可以实现芯片废水的总达标排放的目的。
通过对各股废水处理工艺的实际处理情况的比较,以及各自的环境经济效益分析,得出芯片废水处理的最佳组合方案:浓氨吹脱吸收工艺—含氟废水两阶段沉淀工艺(含氟废水与CM P研磨废水混合处理)—三级酸碱中和处理工艺。
参考文献1 胡韦林.微电子工业生产废水处理及回收利用.工业水处理, 2001,21(12):40～412 周知义,窦佩琼,张耘.含氟废水处理的一种新工艺.设备管理与维修,2004,(8):31～323 高明华,梁云,徐怡珊.氟化工废水处理技术.化工环保,2004,24(91):186～191 ☆通讯处:200233上海市钦州路508号电话:(021)640851192517收稿日期:20060215修回日期:20060418北海市铁山港区供水工程 该供水工程位于广西壮族自治区北海市铁山港区,项目近期建设规模23万m3/d,远期建设规模4417万m3/d,建设内容为控制闸,双隧洞3278m,和输水管道2814km。