Proces oczyszczania ścieków półprzewodnikowych

Wraz z ciągłymi zmianami w technologii elektronicznej,przemysł technologii półprzewodnikowych stał się coraz bardziej "sercem" rozwoju i jest coraz częściej wykorzystywany w krajowej produkcji gospodarczej i w życiuJednakże przemysł półprzewodnikowy jest przemysłem zużywającym dużo wody.i tym większe zużycie wody i zrzuty ścieków.

Na przykład firma półprzewodnikowa w Pekinie i firma półprzewodnikowa na Tajwanie zużywają odpowiednio 1346x104m23 i 7000x104m2 wody, podczas gdy zasoby wodne na mieszkańca w Chinach wynoszą 2300m2^,Co odpowiada całkowitemu zużyciu wody w gospodarstwach domowych w mieście o populacji odpowiednio 250 000 i 1,3 miliona mieszkańców.

Jeśli odpady wytwarzane w produkcji półprzewodników zostaną poddane recyklingowi, nie tylko zmniejszy się zapotrzebowanie na zasoby wodne, ale również koszty produkcji,Zmniejszyć emisję zanieczyszczeń i obciążenie środowiskaŚrodowisko Shanqing podzieliło się procesem oczyszczania ścieków półprzewodnikowych zawierających fluor, azot, fosfor, materię organiczną, jony metali ciężkich oraz kwasy i alkalie.), a także korzyści różnych procesów w usuwaniu zanieczyszczeń z wód odpadowych półprzewodników .

Charakterystyka i klasyfikacja ścieków półprzewodnikowych

1.1 Charakterystyka ścieków

• Wysoko mętny i złożony skład, składający się z zanieczyszczeń, takich jak związki fluorowane, materia organiczna, związki azotu i jony metali ciężkich,i zawiera wysoki poziom chemicznego zapotrzebowania na tlen (COD) oraz duże ilości (silikatów) i (aluminatów) .

(2) Silny kolor, wysoki COD, wysoka zawartość lotnych związków organicznych i bogaty w jony metali ciężkich, toksyczne substancje organiczne,W związku z tym, że w przypadku wody ściekowej występuje niewielka ilość substancji żrących, takie jak kwas fluorowodorowy, jej biodegradacja biologiczna jest niska., nie nadaje się do obróbki za pomocą tradycyjnej metody oczyszczania osadami aktywowanymi.

(3) Jony fluoru (F^-) i substancje kwasu fulinowego mogą reagować z jonami metali ciężkich tworząc stabilne kompleksy, a jony metali ciężkich łatwo wchodzą w interakcje z materią organiczną, krzemionkami i innymi substancjami,więc zanieczyszczenia w ściekach są złożone i różnorodne.

W związku z tym kluczowe znaczenie ma wybór procesu i przekierowanie oczyszczania zgodnie z typem jakości ścieków.

1.2Wody odpadoweklasyfikacja i leczenie

1.2.1Oczyszczanie ścieków zawierających fluor

Półprzewodnikowe wody ściekowe zawierające fluor pochodzą głównie z procesów dyfuzji i CMP w procesie produkcji chipów.Obecne zastosowania przemysłowe metod usuwania ścieków zawierających fluor obejmują głównie chemiczne opady, adsorpcji, separacji membranowej itp.

Rysunek 1 Proces oczyszczania ścieków zawierających fluor oraz jego zalety i wady

a.Wskaźniki chemiczne opadów są odpowiednie do oczyszczania ścieków o wysokim stężeniu fluoru.W porównaniu z innymi opadami soli wapnia są stosunkowo tanie i^-Reakcja generuje nierozpuszczalny CaF2. Dlatego metoda osadzenia soli wapnia jest najczęściej stosowana w wodzie odpadowej zawierającej fluor w przemyśle półprzewodnikowym.

b.Istnieją dwie metody adsorpcji: bezpośrednia adsorpcja i elektrosorpcja.jest metodą wykorzystującą naładowane elektrody do adsorbowania jonów i naładowanych cząstek w ściekach, tak aby zanieczyszczenia zostały wzbogacone i skoncentrowane na powierzchni elektrody w celu osiągnięcia celu oczyszczania wody.takie jak węgiel aktywny i glina, mają takie problemy jak niska zdolność adsorpcyjna, słaba selektywność, wtórne zanieczyszczenie środowiska i niska jakość ścieków.

c. Metody separacji błony obejmują głównie elektrodializę i odwrotną osmozę.Elektrodializa to stosowanie elektrod do nałożenia prądu po obu stronach selektywnej przepuszczalnej membrany w celu generowania różnicy potencjałuOdwrócona osmoza polega na wykorzystaniu różnicy ciśnienia po obu stronach membrany do filtrowania cząsteczek wody i F^-MetodaRozstania.

1.2.2Oczyszczanie ścieków zawierających azot

Woda ściekowa zawierająca azot pochodzi głównie z wody amoniakowej i fluoru amonu stosowanych w procesie etsu i występuje głównie w postaci azotu amoniakowego.Główne metody oczyszczania ścieków azotu amoniakowego obejmują odprowadzanie powietrza., adsorpcja, neutralizacja, chlorowanie punktu przerwania, metoda biologiczna itp.

Obraz 2 Proces oczyszczania ścieków azotem amoniakowym i jego zalety i wady

a.Istnieją dwa rodzaje metod usuwania: usuwanie powietrza i usuwanie pary. W porównaniu z usuwaniem powietrza, usuwanie pary ma wyższy współczynnik usuwania azotu amoniaku, który może osiągnąć ponad 90%,i nadaje się do ścieków o wyższych stężeniach .

b.Metoda adsorpcji jest zasadniczo stosowana tylko w przypadku ścieków o niskim stężeniu azotu amoniakowego.często jest koordynowany z innymi procesami w celu przeprowadzenia głębokiej obróbki denitryfikacyjnej .

c.Proces denitryfikacji chlorującego w punkcie przerwy może być stosowany do pojedynczego procesu denitryfikacji lub do głębokiej obróbki procesu denitryfikacji.

1.2.3Oczyszczanie ścieków zawierających fosfor

W procesie produkcyjnym pochodzi głównie z płynu etsującego aluminium.^-Metody oczyszczania ścieków zawierających fosfor obejmują: osadzenie chemiczne, metodę biologiczną, metodę adsorpcji, metodę krystalizacji i metodę wymiany jonów.

Obraz 3 Proces oczyszczania ścieków zawierających fosfor oraz jego zalety i wady

1) Tradycyjne adsorbenty mają takie problemy jak wysokie koszty wymiany i niska zdolność adsorpcji.Wielu naukowców przygotowało adsorbenty o wysokiej wydajności poprzez chemiczną modyfikację tanich odpadów przemysłowych..

(2) W porównaniu z opadami chemicznymi, opad wytwarzany przez opad krystalizacyjny ma wyższą wartość wtórną i może być stosowany jako nawoz roślinny.może również wykazywać dobrą skuteczność usuwania fosforu.

1.2.4Oczyszczanie ścieków organicznych

I proces CMP w produkcji, a głównie zawiera rozpuszczalniki, takie jak alkohol izopropylowy, glikol propylenowy monometylowy octan, aceton, ksylen itp., Z wysokim COD i niską biodegradowalnością.Obecnie, główne metody oczyszczania ścieków organicznych obejmują metody biologiczne i zaawansowane metody utleniania.

(1)Bioreaktory oraz metody chemiczne i biologiczne są często stosowane do oczyszczania ścieków.

2) Proces zaawansowanego oczyszczania utleniania (AOP) jest uważany za najlepszą metodę oczyszczania ścieków organicznych ze względu na jego szybką szybkość utleniania i wysoką wydajność mineralizacji.

Rysunek 4 Organiczny proces oczyszczania ścieków i jego zalety i wady

1.2.5Oczyszczanie ścieków z metali ciężkich

Woda odpadowa z metali ciężkich w półprzewodnikach pochodzi głównie z procesów elektrochemicznego pokrywania (ECP) i CMP, głównie z miedzi i kobaltu,które występują głównie w postaci kompleksów utworzonych przez czynniki chelatyzująceGłówne metody oczyszczania ścieków złożonych z metali ciężkich obejmują adsorpcję, opady chemiczne, wymianę jonów, utlenianie-redukcję itp.

Rysunek 5 Proces oczyszczania ścieków z metali ciężkich i jego zalety i wady

1) Osiąganie chelatu jest metodą usuwania metali ciężkich za pomocą środków chelatujących metali ciężkich (takich jak grupy aminokarboksylowe i ditiokarboksylowe) w celu tworzenia nierozpuszczalnych soli z metalami ciężkimi.

2) Zaawansowana metoda utleniania wykorzystuje silne utleniające wolne rodniki do niszczenia silnych powiązań chemicznych między jonami metali ciężkich i niektórymi grupami funkcjonalnymi w ligandzie w celu uwolnienia jonów metali ciężkich.

3) Metody adsorpcji obejmują współodstawianie metali ciężkich i kwasów organicznych oraz ekstrakcję metali ciężkich.Technologia współodstawiania kwasów organicznych to proces usuwania zanieczyszczeń z wód ściekowych poprzez adsorpcję całego kompleksu na adsorbent..

1.2.6Oczyszczanie ścieków kwasowych i alkalicznych

W procesie produkcji półprzewodników wydziela się dużą ilość substancji kwaśnych lub alkalicznych, co powoduje, że wartość pH ścieków jest zbyt niska lub zbyt wysoka,które łatwo szkodzą środowisku Obecnie oczyszczanie tego rodzaju ścieków zazwyczaj stosuje technologię trójstopniowej neutralizacji w celu dostosowania wartości pH. Wartość wynosi 6,0-7,5 emisji tylnej.

Przemysł półprzewodników jest przemysłem zużywającym dużo wody, a recykling ścieków jest jednym z skutecznych sposobów rozwiązania kryzysu wodnego w przemyśle półprzewodników.ze względu na koszty i kwestie techniczne , odpady o stosunkowo dobrej jakości wody można poddać recyklingowi, podczas gdy odpady o stosunkowo złożonej jakości wody można poddać recyklingowi.