論三星半導體公司閃存芯片生產廢水處理工程

楊蘭英

摘 要：筆者在本文結合三星（中國）半導體有限公司閃存芯片生產過程中產生廢水的特點，采用“水質分質—混凝—酸化—厭氧反應器—A/O—MBR—芬頓氧化—混凝”的工藝方法進行廢水處理。本文將像簡單闡述廢水處理過程中的分質預處理、深度處理流程的工藝流程和工藝設計內容。實際處理結果表明這種廢水處理方法效果理想，經過處理的廢水水質優于國家排放標準。

關鍵詞：芯片生產廢水；分質預處理；深度處理；中水回用

引言

伴隨電子產品的快速發展，三星芯片產業發展迅速，產量快速增長，產量的提高也增加了廢水排放。制造芯片所產生的廢水和大部分生活污水、工業廢水不同，芯片廢水中含有大量納米級微小顆粒、有機物等成分，處理難度大，污染嚴重。為了減小芯片廢水產生的污染，芯片公司通常會把廢水進行處理后再進行排放。污水處理不僅增加了企業運行成本，更是增加了污水處理廠的處理負擔，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處理、再生化深度處理的新型組合工藝來處理芯片生產廢水。

一、芯片廢水處理工程簡介

1、廢水水質、水量

經過化驗可知芯片廢水主要被劃分為：含銅廢水、有機廢水、含氟廢水、酸堿廢水。結合芯片廢水的可生化性較差，因此在進行芯片廢水處理時我們采用“水質分質—混凝—酸化—厭氧反應器—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、排放標準

查閱相關資料可知芯片廢水經過處理后當中的COD、氟化物及氨氮含量標準為：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、工藝設計

1、分質預處理

為了減輕芯片廢水處理過程中生化工藝的復核，保證芯片廢水處理效果到達標準，因為在芯片廢水處理的一開始我們要將芯片廢水進行分質預處理。芯片廢水中的含銅廢水處理方法有化學沉淀法、離子交換法、電解法等。這三個方法中化學沉淀法因為其投資小，處理成本低的優點被大部分企業采用。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行預處理，不僅降低濃度，還可以減輕后續處理單元的壓力，提高廢水的可生化性。

2、深度處理

芯片廢水經過預處理后，廢水中的重金屬、有機物和氨氮含量還沒到達排放要求，因此還要進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厭氧反應器有容積大、復核高、處理效果穩定的特點，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，因此經過厭氧反應后我們還要進行A/O處理。A/O處理系統主要是通過硝化/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物。A/O處理之后的ABR系統是通過膜攔截來進行過濾，不僅可以提升好氧系統中的生物量，還可以提高好氧系統的抗毒、抗沖擊能力，達到進一步去除了廢水中殘余的有機物。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物的降解效果，進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，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作廢水生物脫氮的預處理工藝。通過水解酸化處理可以補充一定量的反硝化碳源。

三、工藝流程

1、分質預處理

“水質分質—混凝—酸化—厭氧反應器—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行，主要對含銅廢水、有機廢水、含氟廢水進行預處理。然后根據廢水水質選擇氫氧化物沉淀法進行預處理。加入氫氧化鈉調節廢水PH值，同時沉淀芯片廢水中銅離子。

Fenton 法處理有機廢水有兩個步驟，第一是加入硫酸調節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節PH值，然后加入PAC、PAM沉淀廢水中的膠體、顆粒物。分質預處理之后進行壓濾液和上清液進入綜合廢水調節池進行深度處理。將有機廢水和含氟廢水處理后產生的污泥泵入疊螺式污泥脫水機內進行脫水，上清液進入綜合廢水調節池進行深度處理，泥餅作為固廢處置。

2、深度處理

深度處理主要是針對分質預處理后的三類廢水、酸堿廢水和生活污水進一步處理。針對廢水中的銅物質可以采用混凝沉淀法去除。處理后的物化出水進入厭氧水解酸化池，控制 pH值在微生物生長的最佳范圍，在水解細菌和酸化細菌共同作用下，可以改善廢水的可生化性。IC反應系統對厭氧微生物發生厭氧降解作用，可以把廢水中有機物分解成沼氣排出。MBR采用陶瓷平板微濾膜代替傳統的二沉池進行固液分離，可使生化反應進行得更徹底。為了確保出水水質達標，MBR出水進行芬頓氧化和絮凝沉淀反應，從而提高芯片廢水處理效果。

四、總結

1、芯片制造產生的廢水有懸浮物細小，成分復雜等特點，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、銅離子和有機物等主要污染物，降低廢水處理過程中生化池的負擔，還可以提高廢水處理效益，保證廢水處理連貫進行。

2、廢水處理過程中，經過混合以后的芯片廢水依舊含有大量的有機物污染物，因此還要進行芯片廢水的深度處理，進行IC—A/O—MBR聯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，不僅實現水資源利用資源化要求，還降低了企業運行成本。

參考文獻

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