1、什么是单晶硅？
单晶硅可以用于二极管级、整流器件级、电路级以及太阳能电池级单晶产品的生产和深加工制造，其后续产品集成电路和半导体分离器件已广泛应用于各个领域，在军事电子设备中也占有重要地位。
2、单晶硅生产废水如何产生？
单晶硅在生产过程中会产生大量的废水。该废水主要含有硅粉、碳化硅、聚乙二醇、氢氟酸、柠檬酸、洗涤剂及少量的表面活性剂,综合废水COD及SS含量较高、可生化性效果差等特点。
3、单晶硅生产废水处理方法简介
某单晶硅厂由于引进6英寸单晶硅抛光生产线,该生产线投产后,废水排放量将大大的增加.现有的废水处理站的处理能力已不能满中要求.加之原处理站的处理较果不稳定.因此必须进行治理.因此在原有设施的基础上对废水处理站进行改造。
3.1 现废水处理站接纳废水的水质及水量
现废水处理站接纳三个部位的废水,经均化调节后进行处理.废水的来源水质.水量见表
3.2：废水来源及水质水量
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废水来源 |
水量 (m3/d) |
水 质 |
||
|
PH |
COD(mg/l) |
SS(mg/l) |
||
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多晶硅 |
600 |
＜ 2 |
300 |
100--150 |
|
切 . 磨 . 抛 |
600--800 |
6 |
100--150 |
200 |
|
有机硅 |
200 |
＜ 3 |
200--300 |
100--150 |
|
混合后 |
1400--1600 |
＜ 3 |
200--250 |
150--200 |
3.3废水的特点
废水产生的部门不同,其特点各异
3.3.1：多晶硅废水：是三氯硅烷还原生成多晶硅过程中产生的尾气经水淋洗产生的.主要反应为：
SiHCl3+H2---Si+HCl (产品反应)
SiHCl3+H2O---SiO2+HCl (尾气淋洗)
废水中主要物质为：SiO2.HCl硅醇及脱水成聚硅氧烷和硅酸,偏硅酸等.废呈强酸性, SiO2的粒径极小,大部分聚成团漂浮的水面.
3.3.2： 切.磨.抛废水来自三个工序：(1)切片工序主要为:粘石腊,冷却水等, 废水中主要物质为: 石腊,硅粉.(2)磨片工序的磨液成分为:洗液和肥皂制成浮液. 废水中主要物质为:表面活性剂.硅粉.(3)抛光工序的抛光液的成分:环烷烃, 废水中主要物质为:硅粉和烃类有机物.三种废水混合中灰色有乳状体。
3.3.3：有机硅废水是:由氯丙烷在铂酸作催化剂的条件下,与三氯硅烷加成反应生成氯丙基三氯硅烷然后经粗精馏后产生的残液和氯丙烯瓶中的残液,用水冲洗产生的, 废水中主要物质为: 三氯硅烷, 氯丙烷和HCl.氯丙烷和HCl的来源是氯丙烯水解产生的,故废水呈酸性,反应式为：
CH2=CH-CH-CH2Cl+H2O----CH2=CH-CH2-OH=H2O
三部分废水混合后,废水呈酸性,灰的色乳状有降低(强酸有一定的破乳性),但有胶体存在,主要是硅酸,偏硅酸和硅醇分子间脱水聚缩而成聚硅氧烷引起的。
3.4 处理工艺流程及出水水质
3,4.1：处理工艺流程
3,4.2：出水水质
废水经过上述工艺流程处理的出水水质为：
PH=6-9 COD=100—160mg/l SS=40—60mg/l
BOD值在5--10 mg/l之间,有时为零, COD时常超标。
3.5存在问题及分析
3.5.1：根据现废水处理站运行情况，存在问题
1：石灰乳配制及投加不定,混合池混合不充分， 混合效果差。
2：药剂投加设施定量尾差,药剂消耗量大。
3：COD出水超标，污泥量大。
4：处理成本高，处理吨水仅药剂费用平均1元。
3.5.2： COD超标分析
根据出水水质分析，COD超标.而BOD值很低说明该废水的可生化性差,造成出水COD超标的原因是废水中存在多价态的无机物处在低价态和少量有机物所致，分析化验COD时加入氧化剂氧化有机物同时也氧化低态的无机物，故引起起废水中COD超标。
4、改扩建后废水方案
4.1:改扩建后废水水质,水量及处理规模
4.1.1新增废水的水量,水质
新增废水来源为切.磨.抛,清洗工序,其废水水量为1000 m3/d,水质为：
PH=6 .COD=100--150mg/l SS=200mg/l
4.1.2: 改扩建后废水水质
水量废水总水量为：2000----2600 m3/d,
水质为：PH＜4 . COD=200--250mg/l SS=200mg/l
5、废水处理工艺的选择
根据废水呈酸性，并存在有多价态的无机物，用生铁屑和焦炭组成微电解工艺作为混凝沉淀处理的预处理，微电解是由原电池反应原理，电极反应为氧化还原反应.能将废水中有机物分解和能使多价态的无机物氧化成高价稳定态.同时产生[Fe2+]，经石灰乳中和反应后生成Fe(OH)2沉淀，不仅能降低废水的酸度,而且能破坏废水中的胶体，并且有较强的吸附凝聚能力,还节省其他药剂量，确保废水达标排放或回用。