中國芯(xin)片產業(ye)掀(xian)起壹輪(lun)投(tou)資(zi)熱(re)潮(chao)，然而關(guan)於芯片(pian)生產廢(fei)水排(pai)放(fang)的地(di)方標(biao)準(zhun)尚(shang)未(wei)出(chu)臺。本(ben)文(wen)結合芯片(pian)生產廢(fei)水處(chu)理工(gong)程實(shi)例，通(tong)過調研分(fen)析得出(chu)優芯片(pian)生(sheng)產廢(fei)水處(chu)理工(gong)藝(yi)。

1、廢(fei)水分(fen)類與來(lai)源(yuan)

集成電路(lu)芯片(pian)制造生產工(gong)藝(yi)復雜，包括(kuo)矽(gui)片(pian)清洗、化(hua)學氣相(xiang)沈積(ji)、刻蝕(shi)等工(gong)序反復交叉，生(sheng)產中使用(yong)了(le)大(da)量(liang)的化(hua)學試劑如HF、H2SO4、NH3·H2O等(deng)，廢(fei)水的主(zhu)要汙染(ran)物(wu)分(fen)類和來(lai)源(yuan)情(qing)況見表(biao)1。

2、廢(fei)水處(chu)理工(gong)藝(yi)

根(gen)據(ju)生(sheng)產廢(fei)水的排(pai)放情(qing)況及各(ge)股廢(fei)水的主(zhu)要汙染(ran)指標(biao)，將生產廢(fei)水處(chu)理分為(wei)：含氨廢(fei)水處(chu)理系統、含(han)氟(fu)廢(fei)水處(chu)理系統、CMP研磨(mo)廢(fei)水處(chu)理系統及(ji)酸堿廢(fei)水處(chu)理系統。

2.1含(han)氨廢(fei)水處(chu)理系統

含(han)氨廢(fei)水有兩(liang)部(bu)分，壹部(bu)分(fen)是(shi)濃(nong)氨氮(dan)廢(fei)水，主(zhu)要(yao)含(han)氨氮(dan)和(he)雙(shuang)氧水，氨(an)氮(dan)濃(nong)度達(da)400～1200mg/L；另(ling)壹(yi)部(bu)分是(shi)稀氨廢(fei)水，主(zhu)要(yao)含(han)氟(fu)化(hua)氨，氨(an)氮(dan)濃(nong)度低(di)於100mg/L。

2.1.1濃(nong)氨廢(fei)水吹脫(tuo)吸收工(gong)藝(yi)

該(gai)工(gong)藝(yi)大(da)優點(dian)是(shi)去(qu)除效(xiao)率高，運行成本(ben)低(di)。從A公(gong)司(si)二期工(gong)程(濃(nong)氨廢(fei)水水(shui)量(liang)10m3/h，NH3-N400～800mg/L)的運行情(qing)況來看(kan)，經壹(yi)級吹脫(tuo)，氨氮(dan)的去(qu)除率在(zai)70%左右(you)，二(er)級吹脫(tuo)後達(da)90%以上(shang)。其主(zhu)要(yao)缺(que)點(dian)是(shi)壹(yi)次(ci)性(xing)投(tou)資(zi)成(cheng)本(ben)相(xiang)對較(jiao)高；由(you)於(yu)控(kong)制(zhi)系(xi)統運行的參數(溫(wen)度(du)、流(liu)量、風速(su)、pH等)較(jiao)多，系統調試的難(nan)度相(xiang)對較(jiao)大(da)；當(dang)進(jin)水水質水量(liang)波(bo)動較頻繁(fan)、較(jiao)大(加藥(yao)量(liang)的突增(zeng)或(huo)突減(jian))時，系(xi)統(tong)出(chu)水水質(zhi)不(bu)穩定(ding)。

2.1.2稀氨廢(fei)水化(hua)學氧化工(gong)藝(yi)

因(yin)該(gai)工(gong)藝(yi)在(zai)處理過程中(zhong)需要(yao)投(tou)加大(da)量(liang)的化(hua)學藥(yao)劑，稀氨廢(fei)水化(hua)學氧化工(gong)藝(yi)的運行成本(ben)相(xiang)對濃(nong)氨吹脫(tuo)工(gong)藝(yi)要(yao)高得多(duo)。其主(zhu)要(yao)優點(dian)是(shi)壹(yi)次(ci)性(xing)投(tou)資(zi)較(jiao)低(di)；控(kong)制簡單(dan)，通(tong)常采用(yong)檢測(ce)各池內(nei)的氧化還(hai)原(yuan)電位來(lai)控制(zhi)加藥(yao)量(liang)；運行比較(jiao)穩(wen)定(ding)。

2.2含氟(fu)廢(fei)水處(chu)理系統

因(yin)該工(gong)藝(yi)處(chu)理過程中(zhong)需要(yao)投(tou)加大(da)量(liang)的化(hua)學藥(yao)劑，故運行成本(ben)較(jiao)高。工(gong)藝(yi)中(zhong)采(cai)用(yong)CaCl2溶(rong)液代(dai)替(ti)傳(chuan)統去(qu)氟(fu)采(cai)用(yong)的消(xiao)石(shi)灰(hui)，可(ke)減少(shao)氟(fu)化(hua)鈣汙泥(ni)量、原(yuan)料用(yong)量和(he)堿液(ye)，同(tong)時，可(ke)避免粉態消(xiao)石(shi)灰(hui)的逸散(san)，防(fang)止(zhi)管(guan)道堵塞(sai)，易(yi)於(yu)控(kong)制(zhi)投(tou)加量(liang)，確保(bao)系統(tong)的穩(wen)定高效運行。

若(ruo)含氟(fu)廢(fei)水的水(shui)量很高，從節省(sheng)成本(ben)角(jiao)度考慮，可(ke)采用(yong)CaCl2與Ca(OH)2固(gu)定(ding)配比的混(hun)和溶(rong)液。由(you)於(yu)該(gai)工(gong)藝(yi)較(jiao)成(cheng)熟(shu)、出(chu)水較易(yi)控(kong)制(zhi)，通(tong)常采用(yong)二級混(hun)合反應(ying)→壹級助凝(ning)→壹(yi)級沈(chen)澱(dian)，系統出(chu)水氟(fu)離(li)子(zi)濃(nong)度基本(ben)達(da)到(dao)小於20mg/L的要(yao)求。當(dang)受到(dao)較大、較頻(pin)繁(fan)的水(shui)質沖(chong)擊(ji)負荷時，通(tong)過過量(liang)投(tou)加藥(yao)劑即可(ke)確保(bao)水質(zhi)達(da)標(biao)。該(gai)工(gong)藝(yi)易(yi)於(yu)改(gai)進(jin)，可(ke)改為(wei)二級反(fan)應(ying)→沈澱(dian)→壹級混(hun)合反應(ying)→沈澱(dian)的兩(liang)階(jie)段(duan)沈澱(dian)工(gong)藝(yi)。

2.3CMP研磨(mo)廢(fei)水處(chu)理系統

研磨(mo)廢(fei)水處(chu)理與含(han)氟(fu)廢(fei)水處(chu)理很相(xiang)近，若(ruo)從節省(sheng)投(tou)資(zi)的角(jiao)度考慮，可(ke)以采(cai)用(yong)同(tong)壹系(xi)統同(tong)時處(chu)理含氟(fu)和(he)CMP研磨(mo)兩(liang)股廢(fei)水，否(fou)則(ze)，將增加額外(wai)的投(tou)資(zi)。

2.4酸堿廢(fei)水處(chu)理系統

pH的調(tiao)節是(shi)該(gai)工(gong)藝(yi)的關(guan)鍵(jian)。壹(yi)方(fang)面(mian)，從pH調節和(he)加藥(yao)量(liang)的控(kong)制角度(du)考(kao)慮，反(fan)應(ying)級數越(yue)多越(yue)好、藥(yao)劑濃(nong)度越(yue)低越(yue)有利(li)於(yu)控制；另(ling)壹(yi)方(fang)面(mian)，從投(tou)資(zi)成(cheng)本(ben)的角(jiao)度考慮，反(fan)應(ying)器(qi)、藥(yao)劑儲槽(cao)越(yue)少(shao)越(yue)好，兩(liang)方(fang)面(mian)互相(xiang)矛盾(dun)

5、結論

芯片廢(fei)水是(shi)伴(ban)隨著(zhe)工(gong)業(ye)的發(fa)展而產生的壹(yi)種新(xin)型廢(fei)水，通(tong)過對廢(fei)水的分(fen)類收集(ji)和(he)單(dan)獨(du)處(chu)理，可(ke)以實(shi)現芯(xin)片(pian)廢(fei)水的總(zong)達(da)標(biao)排(pai)放(fang)的目的。通(tong)過對各(ge)股廢(fei)水處(chu)理工(gong)藝(yi)的實(shi)際處(chu)理情(qing)況的比較(jiao)，以(yi)及(ji)各自(zi)的環(huan)境(jing)經濟效益(yi)分(fen)析，得出(chu)芯片廢(fei)水處(chu)理的佳(jia)組合方案：濃(nong)氨吹脫(tuo)吸收工(gong)藝(yi)—含(han)氟(fu)廢(fei)水兩(liang)階(jie)段(duan)沈澱(dian)工(gong)藝(yi)(含(han)氟(fu)廢(fei)水與CMP研磨(mo)廢(fei)水混(hun)合處理)—三級酸堿中(zhong)和處(chu)理工(gong)藝(yi)。

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