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其实很多的指标是不能满足回用要求的
文章来源:未知      发布者:admin 时间:2018-12-19 15:45

  现代科技的发展总是离不开半导体,我国是生产半导体的大国,其中台湾在世界半导体行业占有重要地位。

  半导体的生产工艺要求高,涵盖光刻、精密切割和研磨等各种复杂工艺。生产半导体的过程会产生大量的废水,一个规模型的半导体厂废水量可以高达1万方/天。并且半导体生产具有使用水质要求高,排放水不容易处理等特点。半导体废水含有各种过度性质的金属如硅、锗、较高含量的氟兼有难以处理的较高浓度的COD。

  随着生活品质的逐步提高,节能减排的意识的普及,废水回用就提上了日程。在回用废水的同时也要符合相应的排放标准,采用何种技术能达到这个要求是人们日益重视的问题。

  前处理及分流在废水处理工程中起着重要的作用。在半导体生产工艺所产生的废水中,重点处理如下两类废水:

  进行相应的分类后,就是对分类后的废水进行处理的过程,从传统处理方式都离不开最终沉淀。我们用图谱对半导体的预处理及沉淀的过程做如下的描述:

  1.处理工艺比较长,需要较大的占地面积,需要相当的劳动力从事废水的处理及操作。

  2.处理能力及负荷有限,当处理量增加时难以满足处理要求,唯一的做法就是新建池体设施以满足增容扩展的需要。

  3.处理排放只能满足一般要求或较低的排放标准,对于越来越高的排放要求难以适应。

  4.处理过程中需添加PAM,而PAM的过量添加是制约废水回用的一个重要因素。

  各种各样的回用设施的出现,基本上都在上述的排放标准的基础上采用放流水或排放水的回用,人们开始注意到在回用水的过程中出现的不同问题,在应对这些问题的过程中不得不对回用这个看似简单的技术从新进行理解。以往人们认为排放出的水,只要是清澈干净的就能够用相应的过滤设施进行过滤,然后再加上纯化系统脱盐就可以达到要求。

  技术的进步使大家注意到废水的化学物质的不确定性导致的一系列处理过程的不确定性,最终使排放的废水看似清澈,其实很多的指标是不能满足回用要求的,这些基本性质的因素如SS、COD、SDI及电导率等都是影响回用至关重要的因素。

  人们也意识到当前过滤设施的搭配,如砂碳滤、缠绕式PP滤芯或蜂房式滤芯+超滤+反渗透脱盐,虽然整套工艺的产水质量较高,但存在维护更换频繁,清洗频率较高,反渗透随进水水质波动容易污堵、超滤膜断丝导致无法满足反渗透进水要求、及超滤膜对SS的承受能力有限的问题。

  为了应对一系列在回用过程中所出现的问题,人们开始探索能达到持续、稳定的回用的新技术。在这个前提下,Duraflow微滤膜解决了大家提出的问题。

  

  Duraflow滤膜属于微滤系列的膜过滤元件,简称DF膜。目前以DF膜为核心制造的DF微滤系统已经在中国大陆的各省市地区得到了较为广泛的应用,在半导体领域也有DF系统在运行。半导体领域中DF膜产品主要是应用在两个领域:

  一直以来切割和研磨是半导体制作中的主要工艺条件之一,切割和研磨类废水具有如下工艺特点:

  ■废水的SS浓度较高,其中的SS主要以单晶硅粉末出现,单晶硅形成的泥粉量大,沉淀困难。废水要求达标排放的同时,需要对有价值的单晶硅再回收和废水的再利用。

  ■使用水质要求高,切割和研磨所使用的都是超纯水,这样就对废水的回收再利用要求更高。

  每个厂家随着车间布局及加工设备先进程度的不同所产生的废水条件就有很大的区别,各厂废水中硅粉粒径的大小及清洗水中的COD也有相当大的差异。由此产生的处理方式也有所不同。

  针对这个特点,使用DF膜进行了相对简洁的工艺处理方式,简化了废水处理和再利用的工艺,提高了工作效率,并使废水回用率达到50%的标准。DF系统的回用采用下图表示:

  ■节约药剂。DF膜系统对一定粒径范围内的研磨切割类废水是直接过滤回用的过程,从而使整个的过滤过程不需要添加任何药剂。

  ■清洗保养简单。DF系统的清洗周期为半个月以上,清洗完系统之后快速恢复使用,满足高标准通量要求。

  ■整套设施集约化强,只需要一套过滤系统就完成了以往所需的多道过滤程序,同时产水可以直接进入到反渗透,实现了在线回用的目的。

  ■过滤水质标准高,由于过滤过程不添加任何药剂,去除单晶硅后使DF的产水电导率更低,更易于反渗透的回用。

  左图(DF系统在半导体切割研磨处理效果图) 右图(应用在半导体切割研磨的DF系统)

  如前文所示,半导体废水还有它类诸如酸碱及无机类的废水,对这类废水的回用DF膜也体现了其先进性。在江苏的一个大型半导体厂,DF系统证明了回用这类废水的实际性。

  DF系统的建造无需经过挖地重建,无需经过环评也是其特点之一。多家系统改建证明,DF的系统的建造只需要在原有的基础设施上进行搭建即可满足其苛刻排放或回用的要求。这里用图谱说明DF系统对半导体无机及酸碱废水传统处理工艺的改造:

  1.占地面积小,可以进行集约式的管理。DF系统的运行、清洗、检测等都集中装配在一套设备上,这样不仅省空间,同时满足高智能化、维护简便的需要。

  2.满足增容的需要。随产能的扩大,环保设施的增容迫在眉睫,但一个大的环保设施存在产能低潮期不能充分利用起来;产能高潮期又需要扩地增容的问题。DF膜系统解决了这个矛盾。增容的系统只需要增加膜的数量,不需要增加空间,不仅节省了用地,同时便于弹性化管理。

  3.使用寿命长,维护简便。DF膜正常的使用寿命至少在5年以上,这也是DF膜坚固耐用的由来。膜系统维护清洗非常简便,清洗后通量恢复迅速,产水率高是其一大特点。

  4.产水质量高,可以做到排放和回用兼得。通过DF的过滤可以完全实现回用所需要的SDI小于3的指标。

  5.一步同时去除废水中所含的磷酸盐和COD。对磷酸盐的去除率在90%以上,对COD的去除率在60%。

  

  6.模块化、制作简单方便是DF系统的一大特点。无论对何种类的废水,做好完备的分流方案后,Duraflow微滤系统都是以调节+过滤形式完成的,看似简单的过滤方式可以做到良好的排放及高标准回用的兼得。我们以DF在半导体酸碱废水的处理及回用的工艺流程图对DF模块进行描述如下。

  左图(DF在半导体酸碱废水处理效果图)右图(应用在半导体酸碱废水的DF系统)

  Duraflow管式膜用在半导体废水上由来已久,使用者为广东的一家半导体公司。2010年该半导体厂家开始使用DF膜系统,至今已经应用了5年,仍然良好的运行,证明了其可靠性和耐用性。

  这家半导体公司的废水主要来自八寸晶元的切割,废水经过DF膜处理的过程中不添加任何药剂,直接进入系统对含硅颗粒废水进行过滤,过滤后的水进入到RO的回用率为70%。经过当地环保局对RO浓水的测试,完全符合排放标准。其具体数据如下:

  从以上这家半导体的案例得出如下的反渗透出水指标,并且反渗透膜持久使用4年无故障。反渗透与DF对比后,出水指标具体如下:

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