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半导体厂的含氟废水处理 　　【摘要】文章围绕着半导体厂的废水处理问题，主要就其含氟废水的处理方法工艺进行了分析介绍。分别对半导体厂含氟废水的产生、处理方法、试验研究等问题进行了阐述。 　　【关键词】半导体厂；废水处理；含氟废水 　　中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号： 　　 　　引言 　　随着半导体工艺技术的迅速发展和生产量的增加，半导体厂排出的含氟废水量急剧地增加。废水中含复合离子的种类也增多。各工序需要处理的废水各不相同，其中腐蚀基片的废水是以氢氟酸为主的混合酸，它被排出的量最多。为了防止这些废水对环境生态的污染和破坏，必须设法降低废水中的含氟浓度。因此，如何处理这种废水是一个重要的研究课题。 　　1 半导体厂含氟废水的产生 　　半导体生产工艺复杂,工艺步骤多,同时使用多种化学试剂和特殊气体。主要生产工序包括:硅片清洗、氧化/扩散、化学气相沉积(CVD)、光刻、去胶、干法刻蚀(DE)、湿法腐蚀(WE)、离子注入（IMP）、金属化(溅射镀膜PVD、电镀铜)、化学机械抛光CMP、检测。其中刻蚀工序等使用氢氟酸、氟化铵及用高纯水清洗,这是含氟废水的来源。含氟废水对粘膜、上呼吸道、眼睛、皮肤组织有极强的破坏作用。吸入后可导致咽喉及支气管炎症、水肿、痉挛及化学性肺炎、肺气肿而致死。 　　2含氟废水处理的基本工艺 　　当前，国内外高浓度含氟废水的处理方法有数种，常见的有吸附法和沉淀法两种。其中沉淀法主要应用于工业含氟废水的处理，吸附法主要用于饮用水的处理。另外还有冷冻法、离子交换法、超滤除氟法、电凝聚法、电渗析、反渗透技术等方法。 　　2.1沉淀法 　　沉淀法是高浓度含氟废水处理应用较为广泛的方法之一，是通过加药剂或其它药物形成氟化物沉淀或絮凝沉淀，通过固体的分离达到去除的目的，药剂、反应条件和固液分离的效果决定了沉淀法的处理效率。 　　2.1.1化学沉淀法 　　化学沉淀法主要应用于高浓度含氟废水处理，采用较多的是钙盐沉淀法，即石灰沉淀法，通过向废水中投加钙盐等化学药品，使钙离子与氟离子反应生成CaF2沉淀，来实现除去使废水中F-的目的。该工艺简单方便，费用低，但是存在一些不足。废水中F-浓度≤15mg/L后，再加石灰，很难再形成沉淀物，因此该方法一般适合于高浓度含氟废水的一级处理或预处理。另外，产生的CaF2的沉淀包裹在Ca（OH）2颗粒的表面，Ca（OH）2不能被充分利用。近年来，一些专业人士对工艺进行了大量的研究，在加钙盐的基础上，加上铝盐、镁盐、磷酸盐等，除氟效果增加的同时提高Ca（OH）2了利用率。在加石灰的基础上加入镁盐，通过石灰与含镁盐的水溶液作用，生成氢氧化镁沉淀，实现对氟化物的吸附。在废水中加入硫酸铝、明矾等铝盐，水解生成氢氧化铝，在混合过程中氢氧化铝与氟离子发生反应生成氟铝络合物，氟铝络合物被氢氧化铝矾花吸附而产生沉淀。另外，可以在水中加入氯化钙、复合铁盐作混凝剂，高分子PAM作絮凝剂，在不增加现有设备处理设备的基础上，提高了废水处理效果。 　　2.1.2混凝沉淀法 　　混凝沉淀法是通过在水中加入铁盐和铝盐两大类混凝剂，在水中形成带正电的胶粒，胶粒能够吸附水中的F-而相互并聚为絮状物沉淀，以达到除氟的目的。混凝沉淀法一般只适用于低氟的废水处理，一般通过与中和沉淀法配合使用，实现对高氟废水的处理。由于除氟效果受搅拌条件、沉降时间等因素的影响，因此出水水质会不够稳定。 　　铁盐类混凝剂一般需要配合Ca(OH)2使用，才能实现高效率，并且处理后的废水需要用酸中和后才能排放，因此工艺比较复杂。铝盐除氟法是在水中加入硫酸铝、聚合氯化铝、聚合硫酸铝等的铝盐混凝剂，利用Al3+与F-的络合以及铝盐水解后生产的A1(OH)3矾花，去除废水中的F-。由于药剂投加量少、成本低，并且一次处理后出水即可达到国家排放标准，因此铝盐混凝沉降法在工业废水处理中应用较为广泛。 　　2.2吸附法 　　吸附法是将装有活性氧化铝、聚合铝盐、褐煤吸附剂、功能纤维吸附剂、活性炭等吸附剂的设备放入工业废水中，使氟离子通过与固体介质进行特殊或常规的离子交换或者化学反应，最终吸附在吸附剂上而被除去，吸附剂还可通过再生恢复交换能力。为了保证处理效果，废水的PH值不宜过高，一般控制在5左右，另外吸附剂的吸附温度要加以控制，不能太高。该方法一般用于低浓度含氟废水的处理。 　　2.3化学混凝沉淀法 　　化学沉淀法就是利用利用离子与氟离子结合生成难溶于水的CaF2沉淀，等沉淀后以固液分离手段将F-从废水中去除。化学方程式如下： 　　Ca2++2F-=CaF2↓ 　　如果在废水中同时加如钙盐和磷酸盐，能够形成更难溶于水的含氟化合物，是水中F-的残留量更低，提高了除氟效果。化学方程式如下： 　　F-+5 Ca