論三星半導(dǎo)體公司閃存芯片生產(chǎn)廢水處理工程

楊蘭英

摘 要：筆者在本文結(jié)合三星（中國）半導(dǎo)體有限公司閃存芯片生產(chǎn)過程中產(chǎn)生廢水的特點(diǎn)，采用“水質(zhì)分質(zhì)—混凝—酸化—厭氧反應(yīng)器—A/O—MBR—芬頓氧化—混凝”的工藝方法進(jìn)行廢水處理。本文將像簡單闡述廢水處理過程中的分質(zhì)預(yù)處理、深度處理流程的工藝流程和工藝設(shè)計內(nèi)容。實(shí)際處理結(jié)果表明這種廢水處理方法效果理想，經(jīng)過處理的廢水水質(zhì)優(yōu)于國家排放標(biāo)準(zhǔn)。

關(guān)鍵詞：芯片生產(chǎn)廢水；分質(zhì)預(yù)處理；深度處理；中水回用

引言

伴隨電子產(chǎn)品的快速發(fā)展，三星芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，產(chǎn)量快速增長，產(chǎn)量的提高也增加了廢水排放。制造芯片所產(chǎn)生的廢水和大部分生活污水、工業(yè)廢水不同，芯片廢水中含有大量納米級微小顆粒、有機(jī)物等成分，處理難度大，污染嚴(yán)重。為了減小芯片廢水產(chǎn)生的污染，芯片公司通常會把廢水進(jìn)行處理后再進(jìn)行排放。污水處理不僅增加了企業(yè)運(yùn)行成本，更是增加了污水處理廠的處理負(fù)擔(dān)，因此為了提高廢水處理的效益，降低廢水的污染，三星采用了先物化預(yù)處理、再生化深度處理的新型組合工藝來處理芯片生產(chǎn)廢水。

一、芯片廢水處理工程簡介

1、廢水水質(zhì)、水量

經(jīng)過化驗(yàn)可知芯片廢水主要被劃分為：含銅廢水、有機(jī)廢水、含氟廢水、酸堿廢水。結(jié)合芯片廢水的可生化性較差，因此在進(jìn)行芯片廢水處理時我們采用“水質(zhì)分質(zhì)—混凝—酸化—厭氧反應(yīng)器—A/O—MBR—芬頓氧化—混凝”的辦法，可以提高芯片廢水的可生化性。

2、排放標(biāo)準(zhǔn)

查閱相關(guān)資料可知芯片廢水經(jīng)過處理后當(dāng)中的COD、氟化物及氨氮含量標(biāo)準(zhǔn)為：COD≤300 mg/L、氟化物≤20 mg/L、總銅≤0. 5 mg/L、氨氮≤25 mg/L、pH 值為 6 ～9。

二、工藝設(shè)計

1、分質(zhì)預(yù)處理

為了減輕芯片廢水處理過程中生化工藝的復(fù)核，保證芯片廢水處理效果到達(dá)標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)樵谛酒瑥U水處理的一開始我們要將芯片廢水進(jìn)行分質(zhì)預(yù)處理。芯片廢水中的含銅廢水處理方法有化學(xué)沉淀法、離子交換法、電解法等。這三個方法中化學(xué)沉淀法因?yàn)槠渫顿Y小，處理成本低的優(yōu)點(diǎn)被大部分企業(yè)采用。對芯片廢水中的COD、氨氮、總磷采用的方法為芬頓氧化對其進(jìn)行預(yù)處理，不僅降低濃度，還可以減輕后續(xù)處理單元的壓力，提高廢水的可生化性。

2、深度處理

芯片廢水經(jīng)過預(yù)處理后，廢水中的重金屬、有機(jī)物和氨氮含量還沒到達(dá)排放要求，因此還要進(jìn)行深度處理提高處理效果。通過IC厭氧、A/O 和 MBR生化處理可以充分降低這些廢物在芯片廢水中的含量。

深度處理過程中IC厭氧反應(yīng)器有容積大、復(fù)核高、處理效果穩(wěn)定的特點(diǎn)，對芯片廢水的處理效果良好，但是不能有降低廢水中的氨氮化合物，因此經(jīng)過厭氧反應(yīng)后我們還要進(jìn)行A/O處理。A/O處理系統(tǒng)主要是通過硝化/反硝化作用，去除廢水中的氨氮，同時還可以利用好氧微生物的生物降解作用分解廢水中的有機(jī)物。A/O處理之后的ABR系統(tǒng)是通過膜攔截來進(jìn)行過濾，不僅可以提升好氧系統(tǒng)中的生物量，還可以提高好氧系統(tǒng)的抗毒、抗沖擊能力，達(dá)到進(jìn)一步去除了廢水中殘余的有機(jī)物。芬頓氧化和二級物化處理的主要作用是提高芯片廢水中有機(jī)物的降解效果，進(jìn)一步減少芯片廢水中的COD。除此之外，芯片廢水還有可生化性差的特點(diǎn)，因此需要在IC處理前端安裝水解酸化池，以此來提高廢水的生化性，同時水解酸化池還可以當(dāng)作廢水生物脫氮的預(yù)處理工藝。通過水解酸化處理可以補(bǔ)充一定量的反硝化碳源。

三、工藝流程

1、分質(zhì)預(yù)處理

“水質(zhì)分質(zhì)—混凝—酸化—厭氧反應(yīng)器—A/O—MBR—芬頓氧化—混凝”的處理方法采用的是間歇處理的方式運(yùn)行，主要對含銅廢水、有機(jī)廢水、含氟廢水進(jìn)行預(yù)處理。然后根據(jù)廢水水質(zhì)選擇氫氧化物沉淀法進(jìn)行預(yù)處理。加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)廢水PH值，同時沉淀芯片廢水中銅離子。

Fenton 法處理有機(jī)廢水有兩個步驟，第一是加入硫酸調(diào)節(jié)PH值，然后加入FeSO 4、H 2 O 2 分解廢水中么氫氧化物。第二步是假如氫氧化鈉調(diào)節(jié)PH值，然后加入PAC、PAM沉淀廢水中的膠體、顆粒物。分質(zhì)預(yù)處理之后進(jìn)行壓濾液和上清液進(jìn)入綜合廢水調(diào)節(jié)池進(jìn)行深度處理。將有機(jī)廢水和含氟廢水處理后產(chǎn)生的污泥泵入疊螺式污泥脫水機(jī)內(nèi)進(jìn)行脫水，上清液進(jìn)入綜合廢水調(diào)節(jié)池進(jìn)行深度處理，泥餅作為固廢處置。

2、深度處理

深度處理主要是針對分質(zhì)預(yù)處理后的三類廢水、酸堿廢水和生活污水進(jìn)一步處理。針對廢水中的銅物質(zhì)可以采用混凝沉淀法去除。處理后的物化出水進(jìn)入?yún)捬跛馑峄?，控?pH值在微生物生長的最佳范圍，在水解細(xì)菌和酸化細(xì)菌共同作用下，可以改善廢水的可生化性。IC反應(yīng)系統(tǒng)對厭氧微生物發(fā)生厭氧降解作用，可以把廢水中有機(jī)物分解成沼氣排出。MBR采用陶瓷平板微濾膜代替?zhèn)鹘y(tǒng)的二沉池進(jìn)行固液分離，可使生化反應(yīng)進(jìn)行得更徹底。為了確保出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)，MBR出水進(jìn)行芬頓氧化和絮凝沉淀反應(yīng)，從而提高芯片廢水處理效果。

四、總結(jié)

1、芯片制造產(chǎn)生的廢水有懸浮物細(xì)小，成分復(fù)雜等特點(diǎn)，因此芯片處理難度大。三星芯片廢水采用的處理辦法不僅可以有效減少廢水中的氟化物、銅離子和有機(jī)物等主要污染物，降低廢水處理過程中生化池的負(fù)擔(dān)，還可以提高廢水處理效益，保證廢水處理連貫進(jìn)行。

2、廢水處理過程中，經(jīng)過混合以后的芯片廢水依舊含有大量的有機(jī)物污染物，因此還要進(jìn)行芯片廢水的深度處理，進(jìn)行IC—A/O—MBR聯(lián)合處理的目的就是降低芯片廢水中的COD 和氨氮。芯片廢水處理過程中的芬頓氧化與混凝沉淀作用是出去廢水中的殘余的污染物，從而提高廢水處理的效果。

3、采用本文方法處理的芯片廢水，有超過40%的處理后的廢水可以回用，不僅實(shí)現(xiàn)水資源利用資源化要求，還降低了企業(yè)運(yùn)行成本。

參考文獻(xiàn)

[1]肖燕，陳彤，胡永健，等.面向半導(dǎo)體廢水回用處理的MBR-RO組合工藝可行性[J].水處理技術(shù)，2013，（2）.

[2]Lin S H，Kiang C D. Combined physical，chemical andbiological treatments of wastewater containing organicsfrom a semiconductor plan[J]. J Hazard Mater，2003，97（1/3）.

[3]雷兆武，孫穎. 含銅廢水處理技術(shù)現(xiàn)狀[J].中國環(huán)境管理干部學(xué)院學(xué)報，2009，19（1）.