[发明专利]一种合晶硅材料生产废水资源化利用处理工艺

说明书

本发明公开了一种合晶硅材料生产废水资源化利用处理工艺，针对合晶硅材料生产废水的水质特点（其水量较大且分部不均、污染物较多、污水的来源较多），采用电氧化和超声高级氧化，去除COD和有机物，采用超滤系统回收硅粉，通过添加CaCl₂除氟结合超滤系统去除生成的沉淀CaF₂，硅片酸蚀淋洗塔废水进入酸回收系统回收酸后，进入超滤系统回收硅粉，然后添加CaCl₂除氟后剩余清液进入脱氮系统；脱氮系统采用膜分离技术脱氮后进入脱盐系统；脱盐系统采用反渗透脱盐后进行DTRO超高压反渗透浓缩，制得的纯水回用，浓水蒸发脱盐。本发明的合晶硅材料生产废水资源化利用处理工艺的系统稳定性高、运行费用低、处理水质达标且稳定高效。

技术领域

本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种合晶硅材料生产废水资源化利用处理工艺。

背景技术

硅单晶抛光片是生产集成电路最基础、需求量最大的原材料，集成电路产业是全球十大重点产业之一，与之配套的硅材料衬底片（硅单晶抛光片）亦显得尤为重要。

硅单晶抛光片是以纯度99.999999999%的电子级多晶硅为原料，生产工艺为多晶硅原料配料（加入硼、磷、砷、锑）→装炉拉晶→拆炉→单晶硅料整理→切片→研磨→表处→抛光→清洗→性能测试→硅片成品。在硅单晶生产过程中主要的废水来源主要有单晶硅棒断头去尾及晶棒切割废水、晶棒滚圆磨削废水、硅片脱胶废水、硅片倒角废水、硅片研磨后清洗/碱蚀废水、硅片酸蚀废水、抛光前硅片表面处理清洗废水、抛光废水、成品硅片清洗废水、酸雾洗涤塔废水、纯水制备浓水、循环冷却水排水以及职工生活污水。

工程设计采用生产废水先经“酸碱废水混合中和反应除氟+CaCl₂+混凝沉淀”后出水与生活污水混合进入“厌氧+好氧+MBR反应槽+中和絮凝沉淀”工艺处理后排放，外排废水水质能够满足《污水综合排放标准》（GB8978-1996）表4二级标准，其中车间排放口As可以满足《污水综合排放标准》（GB8978-1996）表1最高允许排放浓度限值要求。

这种处理技术主要存在以下问题：前期处理后的水达不到进入生化处理的指标、生化处理不能正常的运行、废水中含有的大量的有用成分不能合理的回收利用没有做到资源化综合利用，处理成本高、操作繁琐而且处理时间长、设备占地面积大、化学品消耗量大，运行可靠性不佳，出水水质差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种新工艺，操作简便，处理效果好、成本低，设备占地面积小，废水中的有益成分能够资源化回收利用的合晶硅生产废水资源化综合利用处理工艺。

为解决上述技术问题，本发明开发一种系统稳定性高、运行费用低、处理水质达标且稳定高效的合晶硅材料生产废水处理技术。

同时兼具废水成分中有效成分的回收，达到资源化利用；进而有效降低生产成本，提高企业的经济效益、社会效益。

本发明具体采用以下技术方案：

一种合晶硅材料生产废水资源化利用处理工艺，包括以下步骤：

（1）硅片脱胶、研磨、抛光废水经过电氧化和超声高级氧化，去除COD和有机物，然后进入超滤系统回收硅粉，剩余清液进入脱盐系统；

（2）硅棒切割、磨削、切片清洗、倒角、清洗废水进入超滤系统回收硅粉，然后添加CaCl₂除氟后再次进入超滤系统去除生成的沉淀CaF₂，剩余清液进入脱氮系统；

（3）硅片研磨后清洗、酸蚀废水直接加CaCl₂除氟后进入生化处理系统去除COD，然后进入超滤系统去除生成的沉淀CaF₂，剩余清液进入脱氮系统；