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單晶硅生產(chǎn)廢水處理
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1、什么是單晶硅?
單晶硅可以用于二極管級(jí)、整流器件級(jí)、電路級(jí)以及太陽(yáng)能電池級(jí)單晶產(chǎn)品的生產(chǎn)和深加工制造,其后續(xù)產(chǎn)品集成電路和半導(dǎo)體分離器件已廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域,在軍事電子設(shè)備中也占有重要地位。
2、單晶硅生產(chǎn)廢水如何產(chǎn)生?
單晶硅在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的廢水。該廢水主要含有硅粉、碳化硅、聚乙二醇、氫氟酸、檸檬酸、洗滌劑及少量的表面活性劑,綜合廢水COD及SS含量較高、可生化性效果差等特點(diǎn)。
3、單晶硅生產(chǎn)廢水處理方法簡(jiǎn)介
某單晶硅廠由于引進(jìn)6英寸單晶硅拋光生產(chǎn)線,該生產(chǎn)線投產(chǎn)后,廢水排放量將大大的增加.現(xiàn)有的廢水處理站的處理能力已不能滿中要求.加之原處理站的處理較果不穩(wěn)定.因此必須進(jìn)行治理.因此在原有設(shè)施的基礎(chǔ)上對(duì)廢水處理站進(jìn)行改造。
3.1 現(xiàn)廢水處理站接納廢水的水質(zhì)及水量
現(xiàn)廢水處理站接納三個(gè)部位的廢水,經(jīng)均化調(diào)節(jié)后進(jìn)行處理.廢水的來(lái)源水質(zhì).水量見表
3.2:廢水來(lái)源及水質(zhì)水量
廢水來(lái)源
水量 (m3/d)
水 質(zhì)
PH
COD(mg/l)
SS(mg/l)
多晶硅
600
< 2
300
100--150
切 . 磨 . 拋
600--800
6
100--150
200
有機(jī)硅
200
< 3
200--300
100--150
混合后
1400--1600
< 3
200--250
150--200
3.3廢水的特點(diǎn)
廢水產(chǎn)生的部門不同,其特點(diǎn)各異
3.3.1:多晶硅廢水:是三氯硅烷還原生成多晶硅過(guò)程中產(chǎn)生的尾氣經(jīng)水淋洗產(chǎn)生的.主要反應(yīng)為:
SiHCl3+H2---Si+HCl (產(chǎn)品反應(yīng))
SiHCl3+H2O---SiO2+HCl (尾氣淋洗)
廢水中主要物質(zhì)為:SiO2.HCl硅醇及脫水成聚硅氧烷和硅酸,偏硅酸等.廢呈強(qiáng)酸性, SiO2的粒徑極小,大部分聚成團(tuán)漂浮的水面.
3.3.2: 切.磨.拋廢水來(lái)自三個(gè)工序:(1)切片工序主要為:粘石臘,冷卻水等, 廢水中主要物質(zhì)為: 石臘,硅粉.(2)磨片工序的磨液成分為:洗液和肥皂制成浮液. 廢水中主要物質(zhì)為:表面活性劑.硅粉.(3)拋光工序的拋光液的成分:環(huán)烷烴, 廢水中主要物質(zhì)為:硅粉和烴類有機(jī)物.三種廢水混合中灰色有乳狀體。
3.3.3:有機(jī)硅廢水是:由氯丙烷在鉑酸作催化劑的條件下,與三氯硅烷加成反應(yīng)生成氯丙基三氯硅烷然后經(jīng)粗精餾后產(chǎn)生的殘液和氯丙烯瓶中的殘液,用水沖洗產(chǎn)生的, 廢水中主要物質(zhì)為: 三氯硅烷, 氯丙烷和HCl.氯丙烷和HCl的來(lái)源是氯丙烯水解產(chǎn)生的,故廢水呈酸性,反應(yīng)式為:
CH2=CH-CH-CH2Cl+H2O----CH2=CH-CH2-OH=H2O
三部分廢水混合后,廢水呈酸性,灰的色乳狀有降低(強(qiáng)酸有一定的破乳性),但有膠體存在,主要是硅酸,偏硅酸和硅醇分子間脫水聚縮而成聚硅氧烷引起的。
3.4 處理工藝流程及出水水質(zhì)
3,4.1:處理工藝流程
3,4.2:出水水質(zhì)
廢水經(jīng)過(guò)上述工藝流程處理的出水水質(zhì)為:
PH=6-9 COD=100—160mg/l SS=40—60mg/l
BOD值在5--10 mg/l之間,有時(shí)為零, COD時(shí)常超標(biāo)。
3.5存在問(wèn)題及分析
3.5.1:根據(jù)現(xiàn)廢水處理站運(yùn)行情況,存在問(wèn)題
1:石灰乳配制及投加不定,混合池混合不充分, 混合效果差。
2:藥劑投加設(shè)施定量尾差,藥劑消耗量大。
3:COD出水超標(biāo),污泥量大。
4:處理成本高,處理噸水僅藥劑費(fèi)用平均1元。
3.5.2: COD超標(biāo)分析
根據(jù)出水水質(zhì)分析,COD超標(biāo).而BOD值很低說(shuō)明該廢水的可生化性差,造成出水COD超標(biāo)的原因是廢水中存在多價(jià)態(tài)的無(wú)機(jī)物處在低價(jià)態(tài)和少量有機(jī)物所致,分析化驗(yàn)COD時(shí)加入氧化劑氧化有機(jī)物同時(shí)也氧化低態(tài)的無(wú)機(jī)物,故引起起廢水中COD超標(biāo)。
4、改擴(kuò)建后廢水方案
4.1:改擴(kuò)建后廢水水質(zhì),水量及處理規(guī)模
4.1.1新增廢水的水量,水質(zhì)
新增廢水來(lái)源為切.磨.拋,清洗工序,其廢水水量為1000 m3/d,水質(zhì)為:
PH=6 .COD=100--150mg/l SS=200mg/l
4.1.2: 改擴(kuò)建后廢水水質(zhì)
水量廢水總水量為:2000----2600 m3/d,
水質(zhì)為:PH<4 . COD=200--250mg/l SS=200mg/l
5、廢水處理工藝的選擇
根據(jù)廢水呈酸性,并存在有多價(jià)態(tài)的無(wú)機(jī)物,用生鐵屑和焦炭組成微電解工藝作為混凝沉淀處理的預(yù)處理,微電解是由原電池反應(yīng)原理,電極反應(yīng)為氧化還原反應(yīng).能將廢水中有機(jī)物分解和能使多價(jià)態(tài)的無(wú)機(jī)物氧化成高價(jià)穩(wěn)定態(tài).同時(shí)產(chǎn)生[Fe2+],經(jīng)石灰乳中和反應(yīng)后生成Fe(OH)2沉淀,不僅能降低廢水的酸度,而且能破壞廢水中的膠體,并且有較強(qiáng)的吸附凝聚能力,還節(jié)省其他藥劑量,確保廢水達(dá)標(biāo)排放或回用。
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