汪軼杰

（中芯國(guó)際集成電路制造（深圳）有限公司 廣東深圳 518118）

關(guān)于半導(dǎo)體行業(yè)含氟廢水的處理策略探討

汪軼杰

（中芯國(guó)際集成電路制造（深圳）有限公司 廣東深圳 518118）

隨著科技的發(fā)展，中國(guó)也逐漸開(kāi)始轉(zhuǎn)向電子整機(jī)產(chǎn)品生產(chǎn)，半導(dǎo)體行業(yè)的加入更是加快了中國(guó)轉(zhuǎn)向的步伐，讓中國(guó)獲得了大量的需求和機(jī)遇，半導(dǎo)體行業(yè)的企業(yè)也開(kāi)始大量在中國(guó)建立生產(chǎn)基地。半導(dǎo)體行業(yè)在中國(guó)迅速發(fā)展的同時(shí)也給中國(guó)帶來(lái)了新的環(huán)境問(wèn)題，其中半導(dǎo)體行業(yè)生產(chǎn)的含氟廢水對(duì)于環(huán)境的危害最為嚴(yán)重。本文首先分析半導(dǎo)體行業(yè)含氟廢水的產(chǎn)生，然后概述含氟廢水的處理方法，最后探討處理半導(dǎo)體行業(yè)含氟廢水的有效策略。寄希望對(duì)我國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)含氟廢水的有效處理提供幫助。

半導(dǎo)體；含氟廢水；處理；策略

1 半導(dǎo)體行業(yè)含氟廢水的產(chǎn)生

半導(dǎo)體行業(yè)含氟廢水的產(chǎn)生主要來(lái)自半導(dǎo)體生產(chǎn)工藝流程中，半導(dǎo)體生產(chǎn)工藝不僅復(fù)雜，步驟也較為繁多，過(guò)程中使用的化學(xué)試劑也比較多樣化，產(chǎn)生的特殊氣味也是比較復(fù)雜的。一般來(lái)說(shuō)，主要的生產(chǎn)工序主要有：硅片的清洗、氧化或擴(kuò)散的過(guò)程、化學(xué)氣相沉積過(guò)程、光刻、去膠、氫氟酸和氟化銨以及高純水清洗的干法刻蝕過(guò)程、濕法腐蝕、離子注入、金屬化、化學(xué)機(jī)械拋光CMP、檢測(cè)等流程。在這些流程中，含氟廢水主要來(lái)自刻蝕工序中的氫氟酸和氟化銨，主要存在的污染物有氟化物、磷酸、氨氮、SS、PH。含氟廢水對(duì)于人體危害極大，能夠?qū)θ梭w粘膜、眼睛、上呼吸道以及皮膚組織等產(chǎn)生巨大的破壞，吸入會(huì)發(fā)生中毒，影響人體物質(zhì)代謝，進(jìn)而對(duì)人體各器官發(fā)生危害，最終致死。

2 含氟廢水的處理方法

我國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)對(duì)于含氟廢水的處理采用的方法一般有：化學(xué)沉淀法、吸附法、混凝沉降法、反滲透法、離子交換法、共蒸餾法、電凝聚法以及液膜法等方法。在這些方法中，化學(xué)沉淀法是含氟廢水處理最為常用的方法，調(diào)節(jié)廢水pH值至堿性，然后投加鈣鹽，讓溶液中的氟離子與鈣離子結(jié)合，形成氟化鈣沉淀出來(lái)。吸附法則是通過(guò)讓含氟廢水通過(guò)裝有氟吸附劑的設(shè)備中，氟離子與吸附劑中的其他離子或基團(tuán)發(fā)生交換而留在吸附劑上，從而達(dá)到去除的目的。該種方法一般應(yīng)用于濃度較低的含氟廢水。混凝沉降法在廢水處理中應(yīng)用也比較廣泛，主要是通過(guò)使用混凝劑讓廢水中的膠體和細(xì)微懸浮物凝聚起來(lái)形成絮凝體，然后采用分離的方法進(jìn)行分離。常用的除氟混凝劑主要是鐵鹽和聚丙烯酰胺等有機(jī)類(lèi)溶劑。除了詳述的三種除氟方法，后面的幾種方法對(duì)于除氟也有較好的效果，具體操作由于篇幅問(wèn)題不進(jìn)行詳述。在對(duì)含氟廢水進(jìn)行處理時(shí)，可以根據(jù)實(shí)際情況來(lái)選擇除氟方法。

3 半導(dǎo)體行業(yè)含氟廢水的處理策略

半導(dǎo)體行業(yè)的含氟廢水處理常采用的方法為化學(xué)沉淀法和混凝劑沉降法兩種，無(wú)論是哪種除氟的方法，都需要進(jìn)行除氟工藝的優(yōu)化，才能有效提高除氟水平。以下將兩種除氟方法進(jìn)行組合，形成氟化鈣絮凝沉淀法，來(lái)探討本公司含氟廢水的具體處理過(guò)程：

由上述可知，使用化學(xué)沉淀法進(jìn)行含氟廢水的處理原理可以用以下化學(xué)方程式來(lái)體現(xiàn)：

加入的CaCl2是過(guò)量的，在加入之前為了保證pH值為8左右，因此還需要加入NaOH，然后加入絮凝劑，讓形成的沉淀CaF2成為礬花，從而更加有利于分離。

加入絮凝劑后，含氟廢水會(huì)發(fā)生絮凝反應(yīng)，之后，通過(guò)泥水分離方法，含氟沉淀很快分離出來(lái)，被污泥泵抽到污泥濃縮池中，最后用壓濾機(jī)壓成泥餅，而分離出來(lái)的上清液則進(jìn)入中和池，經(jīng)過(guò)再度監(jiān)測(cè)后便可進(jìn)行排放。檢查的水質(zhì)不合格的需要進(jìn)行二次處理，直到合格后方可排出。廢水排放的形式為連續(xù)排放，每次排放量為480t/d。

通過(guò)上述的原理分析，本半導(dǎo)體企業(yè)在進(jìn)行含氟廢水的處理過(guò)程中，按照以下的除氟工藝流程來(lái)進(jìn)行含氟廢水的處理，如圖1所示。

圖1 氟化鈣絮凝沉淀法除氟工藝流程

該種方法，既能夠讓含氟廢水的中的氟離子得到有效的清除，還能夠有效解決日常含氟廢水處理后出現(xiàn)的水質(zhì)不穩(wěn)定，藥劑使用量不確定以及二次污染等問(wèn)題，在工藝流程上也比較簡(jiǎn)單，費(fèi)用也比較低，對(duì)于半導(dǎo)體行業(yè)的除氟處理具有很大的適用性。另外，采用氟化鈣絮凝沉淀法處理含氟廢水的同時(shí)，也能夠除去廢水中大部分的磷，因此，該種方法可以進(jìn)行廣泛的推廣。

4 結(jié)語(yǔ)

半導(dǎo)體行業(yè)進(jìn)入中國(guó)后，給中國(guó)帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)利益，刺激了中國(guó)對(duì)于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的需求，但是它同時(shí)帶給中國(guó)的環(huán)境問(wèn)題是不同忽視的。半導(dǎo)體行業(yè)在進(jìn)行生產(chǎn)的過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量的廢水。其中含氟廢水對(duì)于環(huán)境的影響最大，危害也愈加嚴(yán)重，因此含氟廢水的處理在半導(dǎo)體生產(chǎn)過(guò)程中是必不可少的環(huán)節(jié)。實(shí)踐證明，本公司采用的氟化鈣絮凝沉淀法，對(duì)含氟廢水的處理效果明顯，運(yùn)行穩(wěn)定，兼顧了經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益，值得在半導(dǎo)體行業(yè)推廣。

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