12寸集成电路工业废水分质处理工艺设计与应用

2020/3/712寸集成电路工业废水分质处理工艺设计与应用https://x.cnki.net/read/article/xmlonline?filename=DTSJ201902016&tablename=CJFDTOTAL&dbcode=CJFD&topic=&fileSourceType=1&taskId=…1/4低碳世界,2019,02,25-2612寸集成电路工业废水分质处理工艺设计与应用1废水来源及特点蔡宏展江苏中电创新环境科技有限公司摘要:本文针对江苏某集成电路企业生产废水的水质特点,采用分质分类处理的设计原则:含氨废水采用“折点加氯工艺”,含氟废水和含铜废水采用“pH调节+混凝沉淀工艺”,研磨废水采用“加药混凝沉淀工艺”,酸碱废水采用“两段pH中和工艺”。废水经处理后出水水质稳定满足《污水排入城镇下水道水质标准》(GB/T31962-2015)表1B等级标准,投资和运行费用较低,可供同类工程参考。关键词:集成电路废水分质分类废水处理工艺作者简介：蔡宏展(1980-),男,江苏如皋人,高级工程师,本科,从事环境工程工作。收稿日期：2019-1-23Received：2019-1-23近年来,随着信息通讯技术的迅猛发展,以芯片制造为代表的集成电路行业在中国以每年12%以上的增长速率飞速发展。集成电路制作步骤繁杂,在生产过程中使用的化学品种类高达上百种,其生产废水具有水量大、水质复杂、污染物种类多、悬浮物质含量高等特点,处理不当将会带来极大的环境风险。文章内介绍的废水处理工艺不仅操作简单、处理效果好、投资及运行费用低,而且出水水质满足《污水排入城镇下水道水质标准》(CJ343-2010)和当地污水处理厂设计进水水质值,运行效果稳定。芯片制造包括沉积、光刻、Cu制程、化学机械抛光、封装测试和包装入库等过程,其中主要产污环节为光刻和Cu制程。生产废水主要分为五类:含氨废水、含氟废水、含铜废水、研磨废水和酸碱废水[1]。(1)含氨废水:主要来源于湿法刻蚀中碱洗,化学机械抛光中碱洗以及上述工段后清洗工段,主要污染物为pH和NH3-N。(2)含氟废水:主要来源于生产过程中氢氟酸湿法刻蚀、氢氟酸酸洗以及上述工序后的水洗工序,废水主要污染物为pH、COD、BOD5、NH3-N、SS、氟化物、总氮。2020/3/712寸集成电路工业废水分质处理工艺设计与应用https://x.cnki.net/read/article/xmlonline?filename=DTSJ201902016&tablename=CJFDTOTAL&dbcode=CJFD&topic=&fileSourceType=1&taskId=…2/42工程应用2.1工程规模2.2进水水质情况3工艺设计3.1工艺流程(3)含铜废水:主要来源于铜制程以及铜制程中的化学机械抛光工序,主要污染物为pH、Cu、COD和SS。(4)研磨废水:主要来源于化学机械抛光工序中产生的含SiO2磨料废水,主要污染物为pH、COD、BOD5和SS。(5)酸碱废水:集成电路加工对硅片的清洁度要求极高,项目湿法刻蚀及酸洗(硝酸、盐酸、硫酸)产生大量的工艺酸碱废水,此废水主要污染物为pH和SS,废水的pH值较低,一般pH≤4。江苏某集成电路芯片项目废水处理规模:含氨废水100m3/d、含氟废水610m3/d、含铜废水120m3/d、研磨废水120m3/d、酸碱废水1180m3/d,24h连续运行。废水处理设施进水水质如表1所示。表1进水水质指标出水水质执行《污水综合排放标准》三级标准,满足《污水排入城镇下水道水质标准》(CJ343-2010),符合当地污水处理厂接管要求,如表2所示为出水水质标准。表2出水水质标准针对生产废水水质复杂、污染物种类多的特点,采用分质分类处理的设计原则:含氨废水采用“折点加氯工艺”,含氟废水和含铜废水采用“pH调节+混凝沉淀工艺”,研磨废水采用“加药混凝沉淀工艺”,酸碱废水采2020/3/712寸集成电路工业废水分质处理工艺设计与应用https://x.cnki.net/read/article/xmlonline?filename=DTSJ201902016&tablename=CJFDTOTAL&dbcode=CJFD&topic=&fileSourceType=1&taskId=…3/43.2设计说明3.3关键设计参数3.4运行效果用“两段pH中和工艺”。(1)氨氮废水处理系统生产线产生的氨氮废水收集管路排至含氨废水调节池,调节pH为7～9后进入反应池,废水经反应池处理后依次自流到检测槽,检测槽设有ORP计和氨氮在线分析仪,废水经检测氨氮合格后排放到中和调节池。(2)含氟废水处理系统含氟废水经收集后进入含氟废水收集池,搅拌均匀后进入pH调节池,调节pH为6～9