關于半導體行業含氟廢水的處理策略探討

汪軼杰

（中芯國際集成電路制造（深圳）有限公司 廣東深圳 518118）

關于半導體行業含氟廢水的處理策略探討

汪軼杰

（中芯國際集成電路制造（深圳）有限公司 廣東深圳 518118）

隨著科技的發展，中國也逐漸開始轉向電子整機產品生產，半導體行業的加入更是加快了中國轉向的步伐，讓中國獲得了大量的需求和機遇，半導體行業的企業也開始大量在中國建立生產基地。半導體行業在中國迅速發展的同時也給中國帶來了新的環境問題，其中半導體行業生產的含氟廢水對于環境的危害最為嚴重。本文首先分析半導體行業含氟廢水的產生，然后概述含氟廢水的處理方法，最后探討處理半導體行業含氟廢水的有效策略。寄希望對我國半導體行業含氟廢水的有效處理提供幫助。

半導體；含氟廢水；處理；策略

1 半導體行業含氟廢水的產生

半導體行業含氟廢水的產生主要來自半導體生產工藝流程中，半導體生產工藝不僅復雜，步驟也較為繁多，過程中使用的化學試劑也比較多樣化，產生的特殊氣味也是比較復雜的。一般來說，主要的生產工序主要有：硅片的清洗、氧化或擴散的過程、化學氣相沉積過程、光刻、去膠、氫氟酸和氟化銨以及高純水清洗的干法刻蝕過程、濕法腐蝕、離子注入、金屬化、化學機械拋光CMP、檢測等流程。在這些流程中，含氟廢水主要來自刻蝕工序中的氫氟酸和氟化銨，主要存在的污染物有氟化物、磷酸、氨氮、SS、PH。含氟廢水對于人體危害極大，能夠對人體粘膜、眼睛、上呼吸道以及皮膚組織等產生巨大的破壞，吸入會發生中毒，影響人體物質代謝，進而對人體各器官發生危害，最終致死。

2 含氟廢水的處理方法

我國半導體行業對于含氟廢水的處理采用的方法一般有：化學沉淀法、吸附法、混凝沉降法、反滲透法、離子交換法、共蒸餾法、電凝聚法以及液膜法等方法。在這些方法中，化學沉淀法是含氟廢水處理最為常用的方法，調節廢水pH值至堿性，然后投加鈣鹽，讓溶液中的氟離子與鈣離子結合，形成氟化鈣沉淀出來。吸附法則是通過讓含氟廢水通過裝有氟吸附劑的設備中，氟離子與吸附劑中的其他離子或基團發生交換而留在吸附劑上，從而達到去除的目的。該種方法一般應用于濃度較低的含氟廢水。混凝沉降法在廢水處理中應用也比較廣泛，主要是通過使用混凝劑讓廢水中的膠體和細微懸浮物凝聚起來形成絮凝體，然后采用分離的方法進行分離。常用的除氟混凝劑主要是鐵鹽和聚丙烯酰胺等有機類溶劑。除了詳述的三種除氟方法，后面的幾種方法對于除氟也有較好的效果，具體操作由于篇幅問題不進行詳述。在對含氟廢水進行處理時，可以根據實際情況來選擇除氟方法。

3 半導體行業含氟廢水的處理策略

半導體行業的含氟廢水處理常采用的方法為化學沉淀法和混凝劑沉降法兩種，無論是哪種除氟的方法，都需要進行除氟工藝的優化，才能有效提高除氟水平。以下將兩種除氟方法進行組合，形成氟化鈣絮凝沉淀法，來探討本公司含氟廢水的具體處理過程：

由上述可知，使用化學沉淀法進行含氟廢水的處理原理可以用以下化學方程式來體現：

加入的CaCl2是過量的，在加入之前為了保證pH值為8左右，因此還需要加入NaOH，然后加入絮凝劑，讓形成的沉淀CaF2成為礬花，從而更加有利于分離。

加入絮凝劑后，含氟廢水會發生絮凝反應，之后，通過泥水分離方法，含氟沉淀很快分離出來，被污泥泵抽到污泥濃縮池中，最后用壓濾機壓成泥餅，而分離出來的上清液則進入中和池，經過再度監測后便可進行排放。檢查的水質不合格的需要進行二次處理，直到合格后方可排出。廢水排放的形式為連續排放，每次排放量為480t/d。

通過上述的原理分析，本半導體企業在進行含氟廢水的處理過程中，按照以下的除氟工藝流程來進行含氟廢水的處理，如圖1所示。

圖1 氟化鈣絮凝沉淀法除氟工藝流程

該種方法，既能夠讓含氟廢水的中的氟離子得到有效的清除，還能夠有效解決日常含氟廢水處理后出現的水質不穩定，藥劑使用量不確定以及二次污染等問題，在工藝流程上也比較簡單，費用也比較低，對于半導體行業的除氟處理具有很大的適用性。另外，采用氟化鈣絮凝沉淀法處理含氟廢水的同時，也能夠除去廢水中大部分的磷，因此，該種方法可以進行廣泛的推廣。

4 結語

半導體行業進入中國后，給中國帶來了巨大的經濟利益，刺激了中國對于半導體產業的需求，但是它同時帶給中國的環境問題是不同忽視的。半導體行業在進行生產的過程中，會產生大量的廢水。其中含氟廢水對于環境的影響最大，危害也愈加嚴重，因此含氟廢水的處理在半導體生產過程中是必不可少的環節。實踐證明，本公司采用的氟化鈣絮凝沉淀法，對含氟廢水的處理效果明顯，運行穩定，兼顧了經濟效益和環境效益，值得在半導體行業推廣。

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