Proces van behandeling van afvalwater door middel van halfgeleiders

Met de voortdurende veranderingen in elektronische informatietechnologie,de halfgeleidertechnologie-industrie is steeds meer het "hart" van de ontwikkeling geworden en wordt steeds vaker gebruikt in de nationale economische productie en het levenHoe verder het proces van productie is gevorderd, hoe hoger de eisen aan de zuiverheid van het oppervlak.en hoe groter het waterverbruik en het afvalwater dat wordt afgevoerd.

Een halfgeleiderbedrijf in Beijing en een halfgeleiderbedrijf in Taiwan verbruiken bijvoorbeeld respectievelijk 1346x104m23 en 7000x104m2 water, terwijl de watervoorraden per hoofd van de bevolking in China 2300m2 bedragen.^,Dit is gelijk aan het totale huishoudelijk waterverbruik van een stad met respectievelijk 250.000 en 1,3 miljoen inwoners.

Als het afvalwater dat bij de productie van halfgeleiders wordt geproduceerd wordt gerecycled, zal dit niet alleen de vraag naar waterbronnen en de productiekosten verminderen,De Commissie heeft de Commissie verzocht om een verslag uit te brengen over de maatregelen die zij heeft genomen om de verontreiniging van het milieu te beperken.Shanqing Environment deelde het behandelingsproces van halfgeleider afvalwater met fluor, stikstof, fosfor, organische stof, zware metalen ionen en zuur en alkalis,Het is de bedoeling dat de Europese Commissie in het kader van haar onderzoek naar de mogelijkheden voor de verontreinigende stoffen in halfgeleiderafvalwater de voordelen van verschillende processen in de verwijdering van verontreinigende stoffen in halfgeleiderafvalwater onderzoekt..

Kenmerken en indeling van halfgeleider afvalwater

1.1 Kenmerken van het afvalwater

• Zeer troebel en complexe samenstelling, bestaande uit verontreinigende stoffen zoals gefluoreerde verbindingen, organische stoffen, stikstofverbindingen en zware metaalionen,Het bevat hoge hoeveelheden chemische zuurstof (COD) en grote hoeveelheden (silicaat) en (aluminaten) .

(2) De sterke kleur, de hoge COD, het hoge gehalte aan vluchtige organische verbindingen, en de rijkheid aan zware metaalionen, giftige organische stoffen,De biologische afbraak van afvalwater wordt door corrosieve stoffen zoals fluorwaterzuur beperkt., en is niet geschikt voor behandeling met traditionele actieve slibmethode.

(3) Fluoriedionen (F^-) en fulvzuurstoffen kunnen reageren met zware metaalionen om stabiele complexen te vormen, en zware metaalionen zijn gemakkelijk in wisselwerking met organische stoffen, silicaten en andere stoffen,de verontreinigende stoffen in afvalwater zijn complex en divers.

Daarom is het van cruciaal belang om het proces te kiezen en de behandeling af te leiden op basis van de kwaliteit van het afvalwater.

1.2Afvalwaterclassificatie en behandeling

1.2.1Behandeling van fluoridehoudend afvalwater

Het halfgeleiderfluoridehoudende afvalwater komt voornamelijk uit de diffusie- en CMP-processen in het chipproductieproces.De huidige industriële toepassingen van fluoride-bevattende afvalwatermethoden omvatten voornamelijk chemische neerslag, adsorptie, membraneseparatie, enz.

Figuur 1 Behandeling van fluorhoudend afvalwater en voordelen en nadelen

a.Chemische neerslag is geschikt voor de behandeling van afvalwater met een hoge concentratie fluoride.^-De reactie genereert onoplosbaar CaF2. Daarom wordt de calciumzout neerslagmethode het meest gebruikt in fluoridehoudend afvalwater in de halfgeleiderindustrie.

b.Er zijn twee adsorptiemethoden: directe adsorptie en electrosorptie.is een methode waarbij geladen elektroden worden gebruikt om ionen en geladen deeltjes in afvalwater te adsorberen, zodat verontreinigende stoffen worden verrijkt en geconcentreerd op het elektrodeoppervlak om het doel van waterzuivering te bereiken.zoals geactiveerd koolstof en klei, hebben problemen zoals een lage adsorptiecapaciteit, slechte selectiviteit, secundaire verontreiniging van het milieu en slechte afvoerkwaliteit.

c. Membraanseparatiemethoden omvatten voornamelijk elektrodialyse en omgekeerde osmose.Elektrodialyse is het gebruik van de elektroden om een stroom aan beide zijden van het selectieve doorlaatbare membraan toe te passen om een potentieelverschil te genererenOmgekeerde osmose is het gebruik van het drukverschil aan beide zijden van het membraan om watermoleculen en F^-Methodevan scheiding.

1.2.2Behandeling van stikstofhoudend afvalwater

Het stikstofhoudende afvalwater komt voornamelijk uit ammoniakwater en ammoniumfluoride dat bij het etsen wordt gebruikt en bestaat voornamelijk in de vorm van ammoniakzuurstof.De belangrijkste behandelingsmethoden voor ammoniakzuurgas afvalwater zijn onder meer luchtstrijken., adsorptie, neutralisatie, stoppuntchlorinatie, biologische methode, enz.

figuur 2 Ammoniakzuur afvalwaterzuiveringsproces en voordelen en nadelen

a.Er zijn twee soorten strippingmethoden: luchtstripping en stoomstripping. In vergelijking met luchtstripping heeft stoomstripping een hogere ammoniak stikstofverwijdering, die meer dan 90% kan bereiken.en is geschikt voor afvalwater met hogere concentraties .

b.De adsorptiemethode is over het algemeen alleen van toepassing op afvalwater met een lage concentratie ammoniakstikstof.Het is vaak gecoördineerd met andere processen om een diepe denitrificatiebehandeling uit te voeren..

c.Het proces van denitrificatie met het breekpuntchlorinatie kan worden gebruikt voor een enkel denitrificatieproces of voor de diepe behandeling van een denitrificatieproces.

1.2.3Behandeling van fosforhoudend afvalwater

voornamelijk afkomstig van aluminium etseringsvloeistof in het productieproces.^-De behandelingsmethoden voor fosforhoudend afvalwater omvatten chemische neerslag, biologische methode, adsorptiemethode, kristallisatie methode en ionenwisselingsmethode.

figuur 3 Fosforhoudend afvalwaterzuiveringsproces en voordelen en nadelen

(1) Traditionele adsorptoren hebben problemen zoals hoge vervangingskosten en lage adsorptiecapaciteit.Veel wetenschappers hebben adsorbenten met hoge prestaties bereikt door goedkope industriële afvalstoffen chemisch te veranderen..

(2) In vergelijking met chemische neerslag heeft de neerslag die door kristalliserende neerslag wordt geproduceerd een hogere secundaire gebruikswaarde en kan als plantenmest worden gebruikt.het kan ook een goede verwijdering van fosfor vertonen.

1.2.4Behandeling van organisch afvalwater

En CMP-proces in de productie, en bevat voornamelijk oplosmiddelen zoals isopropylalcohol, propyleenglycol monomethyletheracetaat, aceton, xyleen, enz., met een hoge COD en lage biologische afbreekbaarheid.Momenteel, zijn de voornaamste behandelingsmethoden voor organisch afvalwater biologische methoden en geavanceerde oxidatiemethoden.

(1)Bioreactoren en chemische en biologische gecombineerde methoden worden vaak gebruikt voor de behandeling van afvalwater.

2) Het geavanceerde oxidatiebehandelingsproces (AOP) wordt gezien als de beste methode voor de behandeling van organisch afvalwater vanwege de snelle oxidatie en de hoge mineralisatie-efficiëntie.

Figuur 4 Organisch afvalwaterbehandelingsproces en voordelen en nadelen

1.2.5Behandeling van afvalwater van zware metalen

Het afvalwater van zware metalen in halfgeleiders is voornamelijk afkomstig van elektrochemische bekleding (ECP) en CMP-processen, voornamelijk koper en kobalt,die voornamelijk bestaan in de vorm van complexen gevormd door chelaatstoffenDe belangrijkste behandelingsmethoden voor complexe zware metalen afvalwater zijn adsorptie, chemische neerslag, ionenwisseling, oxidatie-reductie, enz.

Figuur 5 Behandeling van afvalwater van zware metalen en voordelen en nadelen

1) Chelaatneerslag is een methode om zware metalen te verwijderen door middel van chelatieverwerkers voor zware metalen (zoals amino- en dithiocarboxylgroepen) om onoplosbare zouten met zware metalen te vormen.

(2) De geavanceerde oxidatiemethode maakt gebruik van sterke oxidatieve vrije radicalen om de sterke chemische bindingen tussen zware metalen ionen en bepaalde functionele groepen in de ligand te vernietigen om zware metalen ionen vrij te geven.

(3) Adsorptiemethoden omvatten co-verwijdering van zware metalen en organische zuren en extractie van zware metalen.Organische zuur co-verwijderingstechnologie is een proces om verontreinigende stoffen uit afvalwater te verwijderen door het gehele complex op een adsorptiemiddel te adsorberen..

1.2.6Zuur- en alkalische afvalwaterzuivering

Het halfgeleiderproductieproces zal een grote hoeveelheid zure of alkalische stoffen vrijgeven, waardoor de pH-waarde van het afvalwater te laag of te hoog wordt.die gemakkelijk schadelijk is voor het milieu De behandeling van dit soort afvalwater wordt momenteel meestal uitgevoerd met een driefasige neutralisatietechnologie om de pH-waarde van 6,0-7,5 achteruitstorting aan te passen.

De halfgeleiderindustrie is een industrie die veel water verbruikt en afvalwater recycling is een effectieve manier om de watercrisis in de halfgeleiderindustrie op te lossen.vanwege kosten en technische problemen Het afvalwater met een relatief goede waterkwaliteit kan worden gerecycled, terwijl afvalwater met een relatief complexe waterkwaliteit kan worden gerecycled.