[发明专利]一种硅片加工废水的处理方法及装置

说明书

本发明涉及一种硅片碱蚀液冲洗废水的回收工艺及方法，更具体地是涉及一种含有氢氧化钾、硅酸钾、有机物的碱液的净化工艺，属于三废处理技术领域。包括固液分离膜过滤系统、纳滤膜过滤系统。所述的固液分离膜过滤系统位于纳滤膜过滤系统的前端。固液分离膜过滤系统包括但不局限于陶瓷固液分离膜、管式固液分离膜、板式固液分离膜以及中空纤维膜等。所述的纳滤膜过滤系统包括但不局限于卷式纳滤膜。其中纳滤膜设置两级。膜过滤系统设置若干个阀门用于调整系统的操作压力、进出水流量以及固液分离膜的反冲洗、化学清洗等。本发明具有过滤效果好、自动化程度高、适应性强、占地面积小等优点，因此本发明特别适用于硅片碱蚀液冲洗废水的回收。

技术领域

本发明涉及一种硅片碱蚀液冲洗废水的回收工艺及方法，更具体地是涉及一种含有氢氧化钾、硅酸钾、硅粉、有机物的硅片碱蚀液冲洗废水处理工艺，属于水、废水、污水或污泥的处理技术领域。

背景技术

单晶和多晶硅片生产过程中，需要对晶棒进行切割成需要的硅片。硅片经过切割后，需标识、倒角、抛光。在硅片能进行抛光前，切片损伤必须被清除，接下来，硅片需要腐蚀，以去除磨片造成的损伤。磨片是使用研磨砂来清除硅片表面的材料和前一步骤留下的损伤。在磨片过程中，硅片两面会被同时研磨，一定量的材料将被从两面磨去。磨片的主要目的是将硅片的切片微损伤去除。磨片主要在磨盘上进行，磨盘是带齿轮的，齿轮有利于磨液的均匀分配，防止磨盘被淹没，并保持硅片紧贴表面。齿轮还能使磨液在硅片表面流动并均匀分配。磨片之后，硅片表面残留有许多磨片过程中产生的硅的颗粒，这种颗粒尺寸很小，这些小颗粒需要清除。硅片磨片之后，仍有一薄层损伤层，还需通过其它方法来清除磨片带来的损伤。通常通过化学腐蚀硅片表面的方法来清除这种损伤。腐蚀的方法有两种：碱腐蚀和酸腐蚀。相对于酸腐蚀，碱腐蚀工艺具有费用低，废液易处理、腐蚀液槽寿命长等优点。经过腐蚀后的硅片上含有大量的碱蚀液，这些碱蚀液需要经过冲洗，以防止碱液对硅片造成额外的腐蚀而影响硅片的质量。

由于碱液含有大量的KOH，必须经过特殊的处理，才能避免对环境造成伤害。由于产量大，问题更加严重。为降低生产成本，减少碱耗，保护环境，碱回收利用很有必要。碱蚀液冲洗废水回收处理一直以来是难以解决的问题。例如，在硅片生产过程中，经过碱蚀液处理后的硅片利用纯水冲洗，此废水水量大，碱浓度高，里面含有大量的硅酸钾、硅粉以及有机物。如果此废水直接回系统，回造成系统的硅酸盐、有机物以及硅粉含量过高，影响产品的质量。

此废水不能直接回系统，现在多采用的方法为通过酸碱中和后，排入厂区污水处理厂。这样会造成酸碱资源的大量消耗，资源浪费，处理成本高等问题 。废水如果能够变废为宝，既能合理解决废水带来的污染问题，同时又可以重复利用。因此，迫切需要寻找到合适的方法处理此废水。

发明内容

本发明的目的是：提供了一种硅片碱蚀液的加工过程的废水的处理方法，本方法能够回收废液中的碱，并去除其中的杂质，能够有效地将碱液再次回用，碱液通过此系统处理后，碱液浓度不变，碱液能够满足回用，K₂SiO₃≤300mg/L，清液CODcr≤5mg/L；同时本方法能够回收其中的硅粉。

技术方案是：

一种硅片加工废水的处理方法，所述的硅片加工废水是指硅片生产过程用于清除硅片磨片的损伤的碱液的冲洗液，包括如下步骤：

第1步，对废水采用固液分离膜过滤处理，截留其中的颗粒杂质；

第2步，对固液分离膜的透过液采用纳滤膜过滤处理，截留其中的多价盐；

第3步，对纳滤膜的浓缩液加酸中和处理。

在一个实施方式中，硅片加工废水中含有浓度为6-7%的KOH、5000-20000mg/L的硅酸钾、CODcr50-500mg/L。