半导体生产是一个很复杂的过程,不仅工艺和技术相当复杂,而且使用到的有机溶剂等非常多,因此这类废水是非常难处理的。
①重金属污染:在半导体制造过程中使用的各种蚀刻液和清洗剂通常含有铜、锌、镉、铅、锡、镍等重金属。
②有机化合物:溶剂(如异丙醇、丙酮等)、光阻剂以及其他有机添加物在生产中会被排放进废水。
③酸碱物质:在晶圆的生产和清洗过程中会使用大量的酸性(如硫酸、盐酸、硝酸)和碱性(如氢氧化钠和氢氧化钾)化学品。
④悬浮固体:硅片切割时会产生硅屑,其他固体残留物也可能会出现在废水中。
⑤含氨废水:在显影、清洗、湿法刻蚀等过程中会排放出大量的含氨废水。
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处理半导体工业废水主要分为三种类型:化学法、物理法以及生物法。①化学沉淀法和氧化还原法是化学法的类型之一,它们应用在半导体工业废水的治理比较多。
化学沉淀法操作简单且价格便宜,主要是用于去除废水内的重金属污染物,有中和沉淀法、铁氧体沉淀法、硫化物沉淀法等。该方法的使用是通过投入的化学药剂和重金属离子反应,将重金属离子转化为难溶的沉淀物质,这些沉淀物再通过过滤或沉淀的方法进行分离,进而达到去除的目的。
②物理法有蒸发结晶法和膜分离法,是将半导体工业废水做到回用的重要废水处理方法。
膜分离法是具有分离效率高,无二次污染,操作简便,占地面积小等特点,因此在半导体工业废水的处理上具有很强的技术优势,也是目前“中水回用系统”的主要废水处理方法。该处理方法有反渗透法、超滤法、电渗析等方法,其中反渗透是利用反渗透的原理,在工业废水的部分施加较高的压力,使作为溶剂的水分子透过半透膜,使水与重金属及其他溶质分离。
③生物法是有厌氧生物和好氧生物,主要是去除废水内的有机物,也可以设计出可脱氮除磷的处理工艺,去除废水内的氨氮和磷。目前可去除重金属的生物法,例如生物吸附法、生物絮凝法、植物修复法以及生物化学法。
生物法是具有简便实用,过程控制简单,污泥量少,二次污染少,效益高等特点的方法,其中厌氧生物处理是高浓度有机废水的常用处理方法,它是在无需提供氧的情况下,利用厌氧微生物的代谢过程,把有机物转化为包括大量的生物气(即沼气)和少量的细胞物质处理,过程分为了水解阶段、酸化阶段、产乙酸阶段和产甲烷阶段。
处理半导体工业废水并不是一个简单的过程,我们需要通过多种废水处理方法结合(分质分流),设计处理一个废水处理系统,然后将其做到废水稳定达到所需要的标准。