论三星半导体公司闪存芯片生产废水处理工程

杨兰英

摘 要：笔者在本文结合三星（中国）半导体有限公司闪存芯片生产过程中产生废水的特点，采用“水质分质—混凝—酸化—厌氧反应器—A/O—MBR—芬顿氧化—混凝”的工艺方法进行废水处理。本文将像简单阐述废水处理过程中的分质预处理、深度处理流程的工艺流程和工艺设计内容。实际处理结果表明这种废水处理方法效果理想，经过处理的废水水质优于国家排放标准。

关键词：芯片生产废水；分质预处理；深度处理；中水回用

引言

伴随电子产品的快速发展，三星芯片产业发展迅速，产量快速增长，产量的提高也增加了废水排放。制造芯片所产生的废水和大部分生活污水、工业废水不同，芯片废水中含有大量纳米级微小颗粒、有机物等成分，处理难度大，污染严重。为了减小芯片废水产生的污染，芯片公司通常会把废水进行处理后再进行排放。污水处理不仅增加了企业运行成本，更是增加了污水处理厂的处理负担，因此为了提高废水处理的效益，降低废水的污染，三星采用了先物化预处理、再生化深度处理的新型组合工艺来处理芯片生产废水。

一、芯片废水处理工程简介

1、废水水质、水量

经过化验可知芯片废水主要被划分为：含铜废水、有机废水、含氟废水、酸碱废水。结合芯片废水的可生化性较差，因此在进行芯片废水处理时我们采用“水质分质—混凝—酸化—厌氧反应器—A/O—MBR—芬顿氧化—混凝”的办法，可以提高芯片废水的可生化性。

2、排放标准

查阅相关资料可知芯片废水经过处理后当中的COD、氟化物及氨氮含量标准为：COD≤300 mg/L、氟化物≤20 mg/L、总铜≤0. 5 mg/L、氨氮≤25 mg/L、pH 值为 6 ～9。

二、工艺设计

1、分质预处理

为了减轻芯片废水处理过程中生化工艺的复核，保证芯片废水处理效果到达标准，因为在芯片废水处理的一开始我们要将芯片废水进行分质预处理。芯片废水中的含铜废水处理方法有化学沉淀法、离子交换法、电解法等。这三个方法中化学沉淀法因为其投资小，处理成本低的优点被大部分企业采用。对芯片废水中的COD、氨氮、总磷采用的方法为芬顿氧化对其进行预处理，不仅降低浓度，还可以减轻后续处理单元的压力，提高废水的可生化性。

2、深度处理

芯片废水经过预处理后，废水中的重金属、有机物和氨氮含量还没到达排放要求，因此还要进行深度处理提高处理效果。通过IC厌氧、A/O 和 MBR生化处理可以充分降低这些废物在芯片废水中的含量。

深度处理过程中IC厌氧反应器有容积大、复核高、处理效果稳定的特点，对芯片废水的处理效果良好，但是不能有降低废水中的氨氮化合物，因此经过厌氧反应后我们还要进行A/O处理。A/O处理系统主要是通过硝化/反硝化作用，去除废水中的氨氮，同时还可以利用好氧微生物的生物降解作用分解废水中的有机物。A/O处理之后的ABR系统是通过膜拦截来进行过滤，不仅可以提升好氧系统中的生物量，还可以提高好氧系统的抗毒、抗冲击能力，达到进一步去除了废水中残余的有机物。芬顿氧化和二级物化处理的主要作用是提高芯片废水中有机物的降解效果，进一步减少芯片废水中的COD。除此之外，芯片废水还有可生化性差的特点，因此需要在IC处理前端安装水解酸化池，以此来提高废水的生化性，同时水解酸化池还可以当作废水生物脱氮的预处理工艺。通过水解酸化处理可以补充一定量的反硝化碳源。

三、工艺流程

1、分质预处理

“水质分质—混凝—酸化—厌氧反应器—A/O—MBR—芬顿氧化—混凝”的处理方法采用的是間歇处理的方式运行，主要对含铜废水、有机废水、含氟废水进行预处理。然后根据废水水质选择氢氧化物沉淀法进行预处理。加入氢氧化钠调节废水PH值，同时沉淀芯片废水中铜离子。

Fenton 法处理有机废水有两个步骤，第一是加入硫酸调节PH值，然后加入FeSO 4、H 2 O 2 分解废水中么氢氧化物。第二步是假如氢氧化钠调节PH值，然后加入PAC、PAM沉淀废水中的胶体、颗粒物。分质预处理之后进行压滤液和上清液进入综合废水调节池进行深度处理。将有机废水和含氟废水处理后产生的污泥泵入叠螺式污泥脱水机内进行脱水，上清液进入综合废水调节池进行深度处理，泥饼作为固废处置。

2、深度处理

深度处理主要是针对分质预处理后的三类废水、酸碱废水和生活污水进一步处理。针对废水中的铜物质可以采用混凝沉淀法去除。处理后的物化出水进入厌氧水解酸化池，控制 pH值在微生物生长的最佳范围，在水解细菌和酸化细菌共同作用下，可以改善废水的可生化性。IC反应系统对厌氧微生物发生厌氧降解作用，可以把废水中有机物分解成沼气排出。MBR采用陶瓷平板微滤膜代替传统的二沉池进行固液分离，可使生化反应进行得更彻底。为了确保出水水质达标，MBR出水进行芬顿氧化和絮凝沉淀反应，从而提高芯片废水处理效果。

四、总结

1、芯片制造产生的废水有悬浮物细小，成分复杂等特点，因此芯片处理难度大。三星芯片废水采用的处理办法不仅可以有效减少废水中的氟化物、铜离子和有机物等主要污染物，降低废水处理过程中生化池的负担，还可以提高废水处理效益，保证废水处理连贯进行。

2、废水处理过程中，经过混合以后的芯片废水依旧含有大量的有机物污染物，因此还要进行芯片废水的深度处理，进行IC—A/O—MBR联合处理的目的就是降低芯片废水中的COD 和氨氮。芯片废水处理过程中的芬顿氧化与混凝沉淀作用是出去废水中的残余的污染物，从而提高废水处理的效果。

3、采用本文方法处理的芯片废水，有超过40%的处理后的废水可以回用，不仅实现水资源利用资源化要求，还降低了企业运行成本。

参考文献

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