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、整流器件級、電路級以及太陽能電池級單晶產(chǎn)品的生產(chǎn)和深加工制造，其后續(xù)產(chǎn)品集成電路和半導體分離器件已廣泛應用于各個領域，在軍事電子設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)過程中會產(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。

3、單晶硅生產(chǎn)廢水處理方法簡介

某單晶硅廠由于引進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.因此必須進行治理.因此在原有設施的基礎上對廢水處理站進行改造。

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部位的廢水,經(jīng)均化調(diào)節(jié)后進行處理.廢水的來源水質(zhì).水量見表

3.2：廢水來源及水質(zhì)水量

廢水來源

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

有機硅

200

＜ 3

200--300

100--150

混合后

1400--1600

＜ 3

200--250

150--200

3.3廢水的特點

廢水產(chǎn)生的部門不同,其特點各異

3.3.1：多晶硅廢水：是三氯硅烷還原生成多晶硅過程中產(chǎn)生的尾氣經(jīng)水淋洗產(chǎn)生的.主要反應為：

SiHCl3+H2---Si+HCl (產(chǎn)品反應)

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.廢呈強酸性, SiO2的粒徑極小,大部分聚成團漂浮的水面.

3.3.2： 切.磨.拋廢水來自三個工序：(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:硅粉和烴類有機物.三種廢水混合中灰色有乳狀體。

3.3.3：有機硅廢水是: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的來源是氯丙烯水解產(chǎn)生的,故廢水呈酸性,反應式為：

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,有時為零, COD時常超標。

3.5存在問題及分析

3.5.1：根據(jù)現(xiàn)廢水處理站運行情況，存在問題

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：藥劑投加設施定量尾差,藥劑消耗量大。

3：COD出水超標，污泥量大。

4：處理成本高，處理噸水僅藥劑費用平均1元。

3.5.2： COD超標分析

根據(jù)出水水質(zhì)分析，COD超標.而BOD值很低說明該廢水的可生化性差,造成出水COD超標的原因是廢水中存在多價態(tài)的無機物處在低價態(tài)和少量有機物所致，分析化驗COD時加入氧化劑氧化有機物同時也氧化低態(tài)的無機物，故引起起廢水中COD超標。

4、改擴建后廢水方案

4.1:改擴建后廢水水質(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，并存在有多價態(tài)的無機物，用生鐵屑和焦炭組成微電解工藝作為混凝沉淀處理的預處理，微電解是由原電池反應原理，電極反應為氧化還原反應.能將廢水中有機物分解和能使多價態(tài)的無機物氧化成高價穩(wěn)定態(tài).同時產(chǎn)生[Fe2+]，經(jīng)石灰乳中和反應后生成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，并且有較強的吸附凝聚能力,還節(jié)省其他藥劑量，確保廢水達標排放或回用。