[发明专利]一种减薄划片废水的回用工艺和系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种废水的处理工艺和系统，尤其涉及一种在半导体工业制造中产生的减薄划片废水的回用工艺和系统。

背景技术

半导体工业制造过程中需要大量高水质纯水，水的电阻率一般需大于10MΩ·cm，所产生的废水大致可区分为蚀刻废水、光刻废水、滤管清洗废水、反渗透废水、离子交换树脂废水及化学机械研磨(Chemical MechanicalPolishing，CMP)废水等等。电子封装是集成电路芯片生产完成后不可缺少的一道工序，是器件到系统的桥梁。其中CMP过程中减薄划片废水因含有大量的纳米级微粒，在处理上较复杂，是目前半导体产业废水处理最常遭遇的难题。此类废水主要产生的途径，在于电子封装工艺中晶圆减薄划片阶段，需采用大量的超纯水来洗净晶圆表面上所残留的悬浮微颗粒或金属离子污染物，纯水用量如作为漂洗水可达总工序用水量的15-20％左右，用水量大。车间排放废水中含有大量的不易沉降的极细微纳米级单晶硅体胶体和少量粗硅外无其他杂质，COD＜5mg/L、含盐量极低，电导＜100μs/cm，相比于地下水或自来水的导电度约250μs/cm为低，水质较好，主要污染物为悬浮固体(SS)。现有国内企业一般把减薄划片废水经过大量清洗水稀释后直接排入市政管网，在浪费大量水资源的同时，废水中的硅杂质对环境也造成一定的污染。

中国专利CN200710037681.9公开了一种半导体封装工艺中碾磨划片的废水处理系统，包括：收集半导体封装工艺中碾磨和/或划片的废水的收集槽；将所述废水中的悬浮物通过物理过滤分离出来的物理过滤装置，该物理过滤装置与所述收集槽流体性连接；接收所述物理过滤装置处理后废水的接收装置，该接收装置与所述物理过滤装置流体性连接。该处理系统虽然能回收一部分废水，但是由于基本采用的是机械过滤或微滤，处理效果不是很好，限制了回用水的使用范围。

中国专利CN200510041374.9公开了一种纤维超过滤方法和设备，涉及到处理切割研磨废水的纤维超过滤方法和设备，切割研磨废水经过纤维预过滤步骤和超过滤步骤获得可回收纯净水，在运行一段时间后，利用可回收纯净水对超过滤膜和纤维过滤层进行反洗步骤。但是，该种处理工艺所回收的水质依然达不到半导体工业用水的水质要求。

发明内容

本发明主要是提供一种可以回收废水中的粗硅和硅粉，同时回收的产水可以作为半导体工艺生产用水，节能环保，节省设备投资和运行费用的减薄划片废水的回用工艺和系统；解决现有技术所存在的产水水质达不到工业用水的水质要求，而且回用率低，回用综合成本高的技术问题。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种减薄划片废水的回用工艺，首先将减薄划片废水经过过滤器，截留废水中的粗硅；然后将过滤后的水经过第一级超滤装置，产水作为深度脱盐装置进行脱盐后供生产用水，浓水进入浓缩液水箱，经过了深度脱盐后的废水排出到废水池内。通过过滤器将废水先过滤不但可以去除大的杂志，同时过滤了粗硅可以方便的将粗硅回收，节约能源和成本，为企业带来十分明显的经济效益和环境效益。过滤后的水经过超滤装置滤去硅粉等其他细小杂质后进行深度脱盐，提高产水水质，使得产水可以满足半导体工艺生产的要求，可以将产水直接作为工艺生产用水。本发明的工艺步骤简单，却可以达到有效回用废水中的粗硅和硅粉，提高废水的利用率，同时进行深度脱盐处理提高产水水质和回收效率。本发明利用超滤膜分离技术对减薄划片废水进行回收利用，含硅废液排放量减少至原废液总量的0.2～1％，即水资源利用率达到99％，节约水资源，节省工业用水量降低生产成本。

作为优选，经过第一级超滤装置处理后的浓水作为第二级超滤装置的进水，经过了第二级超滤装置的产水与第一级超滤装置的产水混合作为深度脱盐装置的进水，经过第二级超滤装置的浓水则回流至硅粉浓缩液水箱，循环浓缩。两级过滤可以提高产水的水质，同时对于二级超滤产生的废水进行循环浓缩，可以提高废水的回用效率，最大程度的回收废水。

作为优选，经过第一级超滤装置和第二级超滤装置的浓缩液内包含有含量大于3g/L的硅粉浓缩液，所述的硅粉浓缩液可以经过烘干回收硅粉。

作为优选，第一级超滤装置和第二级超滤装置均采用中空纤维膜构成；第一级的超滤装置的中空纤维膜组件采用错流过滤、频繁反洗的全自动连续运行方式；第二级超滤装置内的中空纤维组件采用全回流过滤的运行方式。