关于半导体行业含氟废水的处理策略探讨

汪轶杰

（中芯国际集成电路制造（深圳）有限公司 广东深圳 518118）

关于半导体行业含氟废水的处理策略探讨

汪轶杰

（中芯国际集成电路制造（深圳）有限公司 广东深圳 518118）

随着科技的发展，中国也逐渐开始转向电子整机产品生产，半导体行业的加入更是加快了中国转向的步伐，让中国获得了大量的需求和机遇，半导体行业的企业也开始大量在中国建立生产基地。半导体行业在中国迅速发展的同时也给中国带来了新的环境问题，其中半导体行业生产的含氟废水对于环境的危害最为严重。本文首先分析半导体行业含氟废水的产生，然后概述含氟废水的处理方法，最后探讨处理半导体行业含氟废水的有效策略。寄希望对我国半导体行业含氟废水的有效处理提供帮助。

半导体；含氟废水；处理；策略

1 半导体行业含氟废水的产生

半导体行业含氟废水的产生主要来自半导体生产工艺流程中，半导体生产工艺不仅复杂，步骤也较为繁多，过程中使用的化学试剂也比较多样化，产生的特殊气味也是比较复杂的。一般来说，主要的生产工序主要有：硅片的清洗、氧化或扩散的过程、化学气相沉积过程、光刻、去胶、氢氟酸和氟化铵以及高纯水清洗的干法刻蚀过程、湿法腐蚀、离子注入、金属化、化学机械抛光CMP、检测等流程。在这些流程中，含氟废水主要来自刻蚀工序中的氢氟酸和氟化铵，主要存在的污染物有氟化物、磷酸、氨氮、SS、PH。含氟废水对于人体危害极大，能够对人体粘膜、眼睛、上呼吸道以及皮肤组织等产生巨大的破坏，吸入会发生中毒，影响人体物质代谢，进而对人体各器官发生危害，最终致死。

2 含氟废水的处理方法

我国半导体行业对于含氟废水的处理采用的方法一般有：化学沉淀法、吸附法、混凝沉降法、反渗透法、离子交换法、共蒸馏法、电凝聚法以及液膜法等方法。在这些方法中，化学沉淀法是含氟废水处理最为常用的方法，调节废水pH值至碱性，然后投加钙盐，让溶液中的氟离子与钙离子结合，形成氟化钙沉淀出来。吸附法则是通过让含氟废水通过装有氟吸附剂的设备中，氟离子与吸附剂中的其他离子或基团发生交换而留在吸附剂上，从而达到去除的目的。该种方法一般应用于浓度较低的含氟废水。混凝沉降法在废水处理中应用也比较广泛，主要是通过使用混凝剂让废水中的胶体和细微悬浮物凝聚起来形成絮凝体，然后采用分离的方法进行分离。常用的除氟混凝剂主要是铁盐和聚丙烯酰胺等有机类溶剂。除了详述的三种除氟方法，后面的几种方法对于除氟也有较好的效果，具体操作由于篇幅问题不进行详述。在对含氟废水进行处理时，可以根据实际情况来选择除氟方法。

3 半导体行业含氟废水的处理策略

半导体行业的含氟废水处理常采用的方法为化学沉淀法和混凝剂沉降法两种，无论是哪种除氟的方法，都需要进行除氟工艺的优化，才能有效提高除氟水平。以下将两种除氟方法进行组合，形成氟化钙絮凝沉淀法，来探讨本公司含氟废水的具体处理过程：

由上述可知，使用化学沉淀法进行含氟废水的处理原理可以用以下化学方程式来体现：

加入的CaCl2是过量的，在加入之前为了保证pH值为8左右，因此还需要加入NaOH，然后加入絮凝剂，让形成的沉淀CaF2成为矾花，从而更加有利于分离。

加入絮凝剂后，含氟废水会发生絮凝反应，之后，通过泥水分离方法，含氟沉淀很快分离出来，被污泥泵抽到污泥浓缩池中，最后用压滤机压成泥饼，而分离出来的上清液则进入中和池，经过再度监测后便可进行排放。检查的水质不合格的需要进行二次处理，直到合格后方可排出。废水排放的形式为连续排放，每次排放量为480t/d。

通过上述的原理分析，本半导体企业在进行含氟废水的处理过程中，按照以下的除氟工艺流程来进行含氟废水的处理，如图1所示。

图1 氟化钙絮凝沉淀法除氟工艺流程

该种方法，既能够让含氟废水的中的氟离子得到有效的清除，还能够有效解决日常含氟废水处理后出现的水质不稳定，药剂使用量不确定以及二次污染等问题，在工艺流程上也比较简单，费用也比较低，对于半导体行业的除氟处理具有很大的适用性。另外，采用氟化钙絮凝沉淀法处理含氟废水的同时，也能够除去废水中大部分的磷，因此，该种方法可以进行广泛的推广。

4 结语

半导体行业进入中国后，给中国带来了巨大的经济利益，刺激了中国对于半导体产业的需求，但是它同时带给中国的环境问题是不同忽视的。半导体行业在进行生产的过程中，会产生大量的废水。其中含氟废水对于环境的影响最大，危害也愈加严重，因此含氟废水的处理在半导体生产过程中是必不可少的环节。实践证明，本公司采用的氟化钙絮凝沉淀法，对含氟废水的处理效果明显，运行稳定，兼顾了经济效益和环境效益，值得在半导体行业推广。

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