芯片厂如何处理含氟废水?
来源:Tom聊芯片智造 发布时间:2023-09-21
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芯片制造中会产生大量的废水,如何处理在生产过程中产生的废水。特别是含氟废水,是必须考虑的问题。

什么是含氟废水?
含氟废水是指在生产过程中产生的废水,其中含有一定浓度的氟离子。
含氟废水怎样产生?
在湿法工序中,常用氢氟酸或BOE刻蚀氧化硅,玻璃等,会产生含氟废水。
含氟废水有什么危害?
氟化物在一定浓度下可以对鱼类和其他水生生物产生毒性,并影响水生植物的生长。当人体食用这些动植物或饮用了含氟的水后,氟离子在人体内留存且不容易降解排出,长期摄入大量的氟可能导致骨骼氟中毒,会导致骨骼疼痛,骨骼脆弱等问题。
含氟废水的处理方法
理论上来说,处理方法主要有化学沉淀法、吸附法、混凝沉淀法、电凝聚法、离子交换法、反渗透膜法、液膜法、电渗析法等。大规模芯片厂由于处理的含氟废水量较大,一般使用化学沉淀法。

化学沉淀法是先在含氟废水中加入过量的CaCl2或Ca(OH)2,再加入一定量PAC 或PAM或PFS等絮凝剂使之凝集沉淀为CaF2及水,再用脱水机脱水形成片状CaF2污泥。处理后的污泥用塑料袋包装后运出芯片厂。
含氟废水处理的基本原理
为什么加入过量的钙离子?
CaCl2+2HF==CaF2 +HCl
Ca(OH)2+2HF==CaF2 +2H2O
CaF2,白色或无色晶体,在水中几乎不溶。加入过量钙离子就是要把废水中的F离子全部消耗掉,形成CaF2与水的悬浮液,便于后续处理。

为什么要加入絮凝剂?
氟化钙的溶度积常数较大,使得钙离子在深度除氟过程中的作用有限。那么加入PAC,PAM,PFS这些絮凝剂,利用铝、铁聚合物的絮凝、吸附等作用,将CaF2与水的悬浮液中的CaF2与水分离,转化为CaF2沉淀与水。
PAC (聚合氯化铝),作为絮凝剂,用于饮用水和工业废水处理,可以去除水中的悬浮物、有机物和某些金属离子。比传统的氯化铝效果好,给水引入的盐分更少。
PAM (聚丙烯酰胺),化学式(-CH2-CHCONH2-)n,一种常见水处理絮凝剂。
PFS (聚合硫酸铁),常用于高色度、高有机物的水,可以有效去除水中的悬浮物、有机物等。

含氟废水处理到什么程度算安全?
参照国标,含氟废水的排放标准为1-20mg/L,但是有些地方会有更严格的工业废水排放标准。比如江苏省半导体行业污染物排放标准:直接排放限值:≤10mg/L,特别排放限值:≤8mg/L, 间接排放限值:≤15mg/L。

mg/L代表多大的浓度单位?
1mg/L=1ppm,详见之前文章:
浓度单位ppm、ppb和ppt详解
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