电子半导体生产废水（工艺废水）处理技术方案

前言

自90年代以来，全球电子行业蓬勃发展，引起了世界各国政府的高度重视。中国的电子工业历经多年的改革开放，逐渐成为“世界电子产品制造业的加工厂”。在电子产品及相关金属产品的生产和回收过程中，产生大量的电子废水。电子废水的成分不同，所含污染物的种类和含量也存在差异，其中基本都含有铬、铜、镍、镉、锌、铅、汞等重金属离子、氰化物、一些酸性物质和碱性物质。废水中的重金属离子具有毒效长、不可生物降解等特点，且能够在生物体内富集，使生物体机能紊乱，对生态环境和人类健康产生严重危害。电子工业废水作为一种新兴的废水，值得深入探讨。

概述

某大型微电子生产企业排放三股废水，水量水质情况分别如下。1.酸碱废水；水量为120m³/h;pH为2-10；COD<50mg/L；SS<30mg/L。2.含氟废水：水量为25m³/h；F^-为600mg/L；pH为8-9；COD为250mg/L；SS为200mg/L。3.有机废水：水量为65m³/h：pH为2-3.5；COD为1200mg/L；SS为40mg/L；BOD₅为500mg/L；有机氮为200mg/L；磷酸盐为1800mg/L.处理后的废水要求达到《国家污水综合排放标准》（GB 8978-1996）的三级标准，由此设计废水处理工艺流程。

废水来源 

主要是电子元件，其中以电路板为主要生产对象。 

在生产电子元件过程中，该企业会排放有机废水、酸碱废水、含氟废水

进水水质

如上表

1. 出水水质

2. 达到《国家污水综合排放标准》（GB 8978-1996）三级标准；

3. 达到行业标准；

4. 达到企业标准。 

5. 废水处理工艺流程

6. 酸碱废水处理工艺

酸碱废水是废水处理时最常见的一种。废水处理中酸的质量分数差别很大，低的小于1％，高的大于10％。酸碱废水具有较强的腐蚀性，需经适当废水处理方可外排。对于酸碱废水处理，考虑到经济原因，该类废水处理应该首先考虑中和处理。而中和处理应首先考虑以废治废的废水处理原则。如酸、碱废水相互中和或利用废碱(渣)中和酸性废水，利用废酸中和碱性废水。在没有这对碱性废水进行中和时可首先考虑采用酸性废水的中和治理。本污水处理工程，再生酸碱废水中的酸性废水和碱性废水量相当，可考虑中和再加酸或加碱处理，使出pH达到6-9。工业上一般用采用液碱处理酸性废水，硫酸和盐酸处理碱性废水。硫酸价格较盐酸便宜且对废水中的重金属能起沉淀的作用，因此本工程考虑用硫酸处理中和后的酸碱废水。

含氟废水处理工艺

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，吸附法主要用干饮用水的处理。   

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。  

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的F-的目的。该工艺简单方便，费用低，但是存在一些不足。处理后的废水中氟含量达15mg/L后，再加石灰水，很难形成沉淀物，因此该方法一般适合于高浓度含氟废水的一级处理反应，很难达到国标一级标准。 

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^- ，效果不错。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含氟废水处理中常作为二级处理反应。  

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要加以控制，不能太高。该方法一般在工业含氟废水处理中用于末端的保护措施，效果十分显著。 

含氟废水中F-离子浓度为600mg/L，浓度较高，应考虑采用钙盐+铝盐二级处理反应除氟。考虑到反应后形成的CaF₂较难沉淀，如果只做一级沉淀很难达到国家排放标准，因此本工程采用二级反应+二级沉淀去除废水中的氟离子，活性炭吸附作为保障措施。

有机废水处理工艺

有机废水水质特点一般为有机物浓度高。COD一般在2000mg/L以上,有的甚至高达几万乃至几十万mg/L；色度高，有异味。有些废水散发出刺鼻恶臭,给周围环境造成不良影响。具有强酸强碱性。工业产生的有机废水中,酸、碱类众多，往往具有强酸或强碱性。其处理方法一般有：

萃取法

萃取法具有效率高、操作简单、投资较少等特点。该法简单易行,适于处理有回收价值的有机物,但只能用于非极性有机物,被萃取的有机物和萃取后的废水需要进一步处理,有机溶剂还可能造成二次污染。萃取只是一个污染物的物理转移过程,而非真正的降解。

Fenton氧化法

Fenton试剂具有很强的氧化能力,因此Fenton氧化法在处理废水有机物过程中发挥了巨大的作用。但由于体系中含有大量的Fe²⁺离子,H₂O₂的利用率不高,使有机物降解不完全。

电化学氧化法

电化学氧化又称电化学燃烧,它是在电极表面的电氧化作用下或由电场作用而产生的自由基作用下使有机物氧化。电化学氧化分为直接电化学氧化和间接电化学氧化。直接电化学氧化是使难降解有机物在电极表面发生氧化还原反应。目前,已证实对氯苯酚、五氯化酚均可在阳极上彻底分解。

臭氧氧化法

臭氧在水处理方面具有氧化能力强,反应速度快,不产生污泥,无二次污染等特点,在去除合成洗涤剂以及降低水中的BOD、COD等方面都具有特殊的效果。臭氧对难降解有机物的氧化通常是使其环状分子的部分环或长链分子部分断裂,生成易于生化降解的物质,提高废水的可生化性。

好氧生物膜法

好氧生物膜法是与活性污泥法并列的一种污水好氧生物处理法。实质是使细菌、真菌、原生动物、后生动物等微生物附着在滤料或某些载体上生长繁育,并在其上形成膜状生物污泥——生物膜。与传统法处理污水相比，膜生物反应器出水水质好，用超微滤膜组件取代二次沉淀池可以使生物反应器获得比普通活性污泥法更高的生物浓度，提高了生物降解能力，处理效果好;同时膜分离后出水质量高；工艺参数易于控制膜生物反应器内可以实现STR和HTR的完全分离。

UASB 即上流式厌氧污泥床

将固体停留时间和水力停留时间相分离,这使得反应器内固体停留时间可以长达上百天,而水力停留时间可以从过去的几十天缩短为几天,甚至几小时。在已经开发的这些高效厌氧处理系统,UASB广泛用于实际生产中。