電子芯片行業(yè)實(shí)驗(yàn)室廢水處理難點(diǎn)主要體現(xiàn)在廢水成分復(fù)雜、污染物濃度高、難降解性、廢水毒性強(qiáng)、排放標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)苛等方面,具體分析如下:
一、廢水成分復(fù)雜
電子芯片行業(yè)實(shí)驗(yàn)室廢水種類(lèi)繁多,成分復(fù)雜,主要包括以下幾類(lèi):
- 含氟廢水:來(lái)源于晶圓清洗、蝕刻等工序,含有高濃度的氟離子,對(duì)環(huán)境和人體健康危害較大。
- 含氨廢水:主要來(lái)自蝕刻、化學(xué)清洗等工序,氨氮含量高,可能導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化。
- 含重金屬?gòu)U水:電鍍、薄膜沉積、蝕刻等工序會(huì)產(chǎn)生銅、鋅、鎘、鉛、錫、鎳等重金屬?gòu)U水,這些重金屬具有高毒性,需特殊處理。
- 有機(jī)廢水:光刻、顯影、浸泡等工序會(huì)產(chǎn)生含有異丙醇、丙酮、光刻膠、檸檬酸等有機(jī)物的廢水,有機(jī)物濃度高,可生化性差。
- 酸堿廢水:蝕刻、擴(kuò)散、清洗等工序會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)酸(如硫酸、鹽酸、硝酸)和強(qiáng)堿(如氫氧化鈉、氫氧化鉀)廢水,pH值波動(dòng)大。
- 研磨與切割廢水:硅片切割、研磨、化學(xué)機(jī)械拋光(CMP)等工序會(huì)產(chǎn)生含有硅屑、二氧化硅顆粒、懸浮固體等污染物的廢水。
二、污染物濃度高
電子芯片行業(yè)實(shí)驗(yàn)室廢水中的污染物濃度通常較高,如含氟廢水中的氟離子濃度可達(dá)1000mg/L以上,含重金屬?gòu)U水中的銅離子濃度可達(dá)50mg/L以上,有機(jī)廢水中的COD(化學(xué)需氧量)可達(dá)2000mg/L以上。高濃度的污染物增加了廢水處理的難度和成本。
三、難降解性
電子芯片行業(yè)實(shí)驗(yàn)室廢水中的有機(jī)物往往具有難降解性,如光刻膠、檸檬酸等,這些有機(jī)物難以通過(guò)傳統(tǒng)的生物處理方法降解,需要采用高級(jí)氧化法等特殊處理技術(shù)。
四、廢水毒性強(qiáng),抑制生物處理
實(shí)驗(yàn)室廢水中的多種污染物對(duì)微生物具有強(qiáng)毒性或抑制性:
- 強(qiáng)酸(如硫酸、硝酸)、強(qiáng)堿(如氨水、氫氧化鈉)會(huì)導(dǎo)致廢水 pH 劇烈波動(dòng),直接破壞微生物生存環(huán)境;
- 重金屬(如銅離子濃度>0.5mg/L)會(huì)通過(guò)抑制微生物酶活性阻斷代謝過(guò)程;
- 有機(jī)溶劑(如丙酮、甲苯)和含氮化合物(如肼類(lèi))可直接殺滅微生物。
因此,若采用生化處理工藝(如活性污泥法),需先通過(guò)中和、沉淀、稀釋等預(yù)處理降低毒性,但會(huì)增加處理步驟和成本;若完全依賴(lài)物理化學(xué)方法(如膜分離、高級(jí)氧化),則面臨設(shè)備投資高、運(yùn)行能耗大的問(wèn)題。
五、排放標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)苛,處理精度要求高
電子芯片產(chǎn)業(yè)集中區(qū)(如長(zhǎng)三角、珠三角、半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)園)的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)普遍嚴(yán)于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn):
- 地方排放標(biāo)準(zhǔn)對(duì)重金屬(如總銅≤0.1mg/L、總鎳≤0.05mg/L)、氟化物(≤5mg/L)、COD(≤50mg/L)的限值遠(yuǎn)低于國(guó)標(biāo)(如國(guó)標(biāo)總銅≤0.5mg/L、氟化物≤10mg/L);
- 部分地區(qū)要求廢水 “零排放” 或中水回用,需對(duì)處理后的水進(jìn)一步脫鹽(如 RO 反滲透、EDI),但實(shí)驗(yàn)室廢水含有的膠體、有機(jī)物易造成膜污染,導(dǎo)致膜壽命縮短、運(yùn)行成本飆升。
達(dá)標(biāo)難度的提升,迫使處理工藝需疊加多級(jí)深度處理(如 “混凝沉淀 + 螯合樹(shù)脂 + RO”),進(jìn)一步增加了技術(shù)復(fù)雜性。