半導(dǎo)體行業(yè)硅片研磨廢水回用的處理方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明的一種半導(dǎo)體行業(yè)硅片研磨廢水回用的處理方法屬于半導(dǎo)體制造和工業(yè)廢水處理技術(shù)。該廢水回用的處理方法包括如下步驟：S1，通過(guò)廢水收集箱收集硅片研磨產(chǎn)生的廢水；S2，利用水泵將廢水泵入多介質(zhì)過(guò)濾器進(jìn)行第一次過(guò)濾；S3，將經(jīng)過(guò)第一次過(guò)濾的水送入保安過(guò)濾器進(jìn)行第二次過(guò)濾；S4，將經(jīng)過(guò)第二次過(guò)濾的水送入超濾膜過(guò)濾裝置中進(jìn)行第三次過(guò)濾；S5，通過(guò)SDI測(cè)定儀或者濁度儀測(cè)定并判斷經(jīng)過(guò)第三次過(guò)濾的水是否符合欲先設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)要求，如符合標(biāo)準(zhǔn)要求，送入產(chǎn)水箱；如不符合標(biāo)準(zhǔn)的要求，送入廢水收集箱重復(fù)步驟S1至S4。該方法處理的水可直接利用，且無(wú)需添加藥劑，系統(tǒng)占地面積小，減輕膜堵塞，使用效果穩(wěn)定。
【專(zhuān)利說(shuō)明】半導(dǎo)體行業(yè)硅片研磨廢水回用的處理方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造和工業(yè)廢水處理【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種利用超濾膜法對(duì) 半導(dǎo)體行業(yè)硅片研磨廢水回用的處理方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 在集成電路封裝制造過(guò)程中會(huì)對(duì)晶片進(jìn)行切割和研磨，并且會(huì)使用超純水進(jìn)行洗 凈，這樣就產(chǎn)生了大量的切割研磨廢水。目前國(guó)內(nèi)大部分的廠家是采用加藥混凝沉淀和濾 袋過(guò)濾方式處理的，出水達(dá)到污水綜合處理達(dá)標(biāo)排放的標(biāo)準(zhǔn)。有一些廠家雖然是采用膜法 過(guò)濾處理廢水，但膜堵塞嚴(yán)重，清洗頻繁，大量使用化學(xué)藥劑，運(yùn)行成本高昂。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)中，申請(qǐng)?zhí)枮镃N201220177850. 5,發(fā)明創(chuàng)造名稱為"切割研磨廢水的超過(guò) 濾過(guò)濾裝置"的中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)了一種切割研磨廢水的超過(guò)濾（UF)過(guò)濾裝置，該超過(guò)濾（UF) 過(guò)濾裝置包括有一 UF濾膜全流過(guò)濾模組、一連通至UF濾膜全流過(guò)濾模組的供氣模組、一連 通至UF濾膜全流過(guò)濾模組的供藥模組、以及用以控制進(jìn)水、排水、供氣、供藥等的閥控制模 組，并由此提供自動(dòng)或手動(dòng)控制的正洗、逆洗或藥洗流程。較佳地，UF濾膜堅(jiān)直放置，還包 括逆洗泵、初濾模組等。該過(guò)濾裝置在過(guò)濾過(guò)程中需要添加藥劑，成本大大提高了。
[0004] 另一個(gè)現(xiàn)有技術(shù)是申請(qǐng)?zhí)枮镃N201020123520. 9,發(fā)明創(chuàng)造名稱為"半導(dǎo)體行業(yè)研 磨廢水回用為超純水的處理系統(tǒng)"的中國(guó)專(zhuān)利，該專(zhuān)利公開(kāi)了半導(dǎo)體行業(yè)研磨廢水回用為 超純水的處理系統(tǒng)，它包括彼此之間通過(guò)連接管路依次串聯(lián)相連的研磨廢水水箱、膜生物 反應(yīng)器、離子交換系統(tǒng)、清水箱、超濾系統(tǒng)、紫外線消毒系統(tǒng)、一級(jí)反滲透系統(tǒng)、脫氣裝置、二 級(jí)反滲透系統(tǒng)、中間水箱、連續(xù)電去離子系統(tǒng)和產(chǎn)水箱，離子交換系統(tǒng)連接有再生系統(tǒng)，膜 生物反應(yīng)器的清水出水口通過(guò)出水管線與清水箱的進(jìn)水口相連，二級(jí)反滲透系統(tǒng)的濃水出 口通過(guò)第二濃水管路與超濾系統(tǒng)的進(jìn)水口相連，中間水箱的進(jìn)水口通過(guò)中間水管路與脫氣 裝置的出水口相連。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜（例如，包括紫外線消毒系統(tǒng)等），占地面積大。
[0005] 申請(qǐng)?zhí)枮镃N200710134796. X，發(fā)明創(chuàng)造名稱為"半導(dǎo)體工業(yè)廢水的處理方法"的中 國(guó)發(fā)明專(zhuān)利公開(kāi)了一種半導(dǎo)體工業(yè)廢水的處理方法，其處理步驟如下：（1)將半導(dǎo)體器件 制造中產(chǎn)生的電鍍廢水和研磨廢水進(jìn)行混合，形成混合廢水；（2)將步驟（1)的混合廢水泵 入浸沒(méi)式膜過(guò)濾裝置過(guò)濾；（3)將經(jīng)過(guò)步驟（2)過(guò)濾的水泵入納濾膜過(guò)濾裝置過(guò)濾，經(jīng)過(guò)納 濾膜過(guò)濾裝置過(guò)濾的水即可直接回用。該技術(shù)方案采用兩次過(guò)濾，即浸沒(méi)式膜過(guò)濾裝置過(guò) 濾及納濾膜過(guò)濾裝置過(guò)濾處理，但其處理的回用水雖然達(dá)到了回用的程度，但還是無(wú)法達(dá) 到超純水的標(biāo)準(zhǔn)要求。
[0006] 總之，從以上公開(kāi)的文獻(xiàn)以及現(xiàn)有技術(shù)來(lái)看，很多處理方法并沒(méi)有達(dá)到回用的目 的，只是做到了達(dá)標(biāo)排放標(biāo)準(zhǔn)，這造成水源的極度浪費(fèi)。在社會(huì)經(jīng)濟(jì)日益發(fā)展的情況下，與 目前所倡導(dǎo)的節(jié)能減排，節(jié)約用水的法律法規(guī)大相徑庭。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種不需要投加絮凝劑等藥劑、系 統(tǒng)占地面積小、減輕膜堵塞，降低更換頻率和膜的使用壽命更長(zhǎng)的利用超濾膜法對(duì)半導(dǎo)體 行業(yè)硅片研磨廢水回用的處理方法。該方法主要針對(duì)研磨廢水的如下特點(diǎn)：即研磨水的主 要成分是SS，水質(zhì)好（原水為超純水，廢水電導(dǎo)率100us/cm以下），通過(guò)使用超濾膜法能解 決好顆粒物的去除攔截問(wèn)題，產(chǎn)品水質(zhì)優(yōu)于自來(lái)水指標(biāo)。
[0008] 本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0009] -種半導(dǎo)體行業(yè)硅片研磨廢水回用的處理方法，其特征在于，包括如下步驟：
[0010] S1，通過(guò)廢水收集箱收集硅片研磨產(chǎn)生的廢水；
[0011] S2,利用水泵將廢水泵入多介質(zhì)過(guò)濾器進(jìn)行第一次過(guò)濾；
[0012] S3,將經(jīng)過(guò)第一次過(guò)濾的水送入保安過(guò)濾器進(jìn)行第二次過(guò)濾，所述的保安過(guò)濾器 用于保護(hù)超濾膜；
[0013] S4,將經(jīng)過(guò)第二次過(guò)濾的水送入超濾膜過(guò)濾裝置中進(jìn)行第三次過(guò)濾；
[0014] S5,通過(guò)SDI測(cè)定儀或者濁度儀測(cè)定并判斷經(jīng)過(guò)第三次過(guò)濾的水是否符合欲先設(shè) 定的標(biāo)準(zhǔn)要求，如符合標(biāo)準(zhǔn)要求，送入產(chǎn)水箱；如不符合標(biāo)準(zhǔn)的要求，送入廢水收集箱重復(fù) 步驟S1至S4。
[0015] 通過(guò)上述本發(fā)明的技術(shù)方案，經(jīng)過(guò)本發(fā)明處理的半導(dǎo)體行業(yè)硅片研磨廢水凈化效 果更好，出水可以直接進(jìn)反滲透裝置繼續(xù)生產(chǎn)超純水。且該方法整體回收率高達(dá)90%，所用 設(shè)備的整體投資成本和運(yùn)行成本較低。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016] 圖1為本發(fā)明的處理方法的流程框圖；
[0017] 圖2為本發(fā)明的廢水處理系統(tǒng)的原理圖。

【具體實(shí)施方式】
[0018] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明：
[0019] 如圖1和圖2所示，一種半導(dǎo)體行業(yè)硅片研磨廢水回用的處理方法，包括如下步 驟：
[0020] S1，通過(guò)廢水收集箱1收集硅片研磨產(chǎn)生的廢水。為了進(jìn)行循環(huán)生產(chǎn)，該廢水收集 箱1也收集來(lái)自整個(gè)系統(tǒng)的步驟S5的不符合標(biāo)準(zhǔn)的廢水。所以整個(gè)系統(tǒng)包括一個(gè)自循環(huán) 系統(tǒng)。同時(shí)，經(jīng)過(guò)過(guò)濾達(dá)標(biāo)的超純水也可以用于進(jìn)行硅片的研磨用水，這樣整個(gè)系統(tǒng)還可以 包括另一個(gè)自循環(huán)系統(tǒng)。
[0021] S2,利用水泵2將廢水泵入多介質(zhì)過(guò)濾器3進(jìn)行第一次過(guò)濾。多介質(zhì)過(guò)濾器3主 要作用是去除管道或者生產(chǎn)過(guò)程中掉入的大顆粒的雜質(zhì)。其中，所述的多介質(zhì)過(guò)濾器3與 第一反洗裝置31相連接，利用第一反洗裝置31的反洗水箱的水對(duì)多介質(zhì)過(guò)濾器3進(jìn)行反 沖洗。
[0022] 所述的多介質(zhì)過(guò)濾器3使用石英砂濾料去除廢水中的顆粒雜質(zhì)。所述的大顆粒雜 質(zhì)粒徑大于100 μ m。
[0023] S3,將經(jīng)過(guò)第一次過(guò)濾的水送入保安過(guò)濾器4進(jìn)行第二次過(guò)濾。所述的保安過(guò)濾 器包括自清潔過(guò)濾器或者袋式過(guò)濾器。其主要功能是保護(hù)超濾膜，防止介質(zhì)過(guò)濾器3 (砂 濾）的濾料泄露等原因造成超濾膜堵塞及斷絲。
[0024] S4,將經(jīng)過(guò)第二次過(guò)濾的水送入超濾膜過(guò)濾裝置5中進(jìn)行第三次過(guò)濾。
[0025] 所述的超濾膜過(guò)濾裝置5分別與化學(xué)清洗裝置51和第二反洗裝置相連接，利用反 洗水箱的水對(duì)超濾膜過(guò)濾裝置5進(jìn)行反沖洗，并視情況定期進(jìn)行化學(xué)清洗。
[0026] 所述的超濾膜過(guò)濾裝置5的進(jìn)水壓為0. 1-0. 15MPa，進(jìn)超濾的壓力值為 0. 1-0. 15MPa，這樣低壓運(yùn)行有利于保護(hù)超濾膜，減少堵塞、斷絲等風(fēng)險(xiǎn)，延長(zhǎng)其使用壽命。
[0027] 如圖2所述，所述的水泵2的出水端、多介質(zhì)過(guò)濾器3的出水端和保安過(guò)濾器4的 出水端均設(shè)有壓力表12,同時(shí)，超濾膜過(guò)濾裝置5的出水端也設(shè)有壓力表12。用以控制和測(cè) 量各裝置的水壓壓力，實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中也需要壓力表（壓差）來(lái)控制介質(zhì)過(guò)濾器3(砂濾） 和超濾膜過(guò)濾裝置5的自動(dòng)反洗（即第一反洗裝置31和第二反洗裝置）。
[0028] 其中，超濾膜過(guò)濾裝置5超濾膜選用外壓式超濾膜。過(guò)濾精度為0. 01-0. 03 μ m，而 半導(dǎo)體研磨廢水的主要雜質(zhì)顆粒物大小呈正態(tài)分布，大部分顆粒的粒徑為2-4μπι，所以所 有的顆粒物均在超濾膜過(guò)濾裝置攔截去除。特別優(yōu)選荷蘭產(chǎn)的ΜΤ七孔超濾膜。該七孔抗 污染膜具有高強(qiáng)度膜絲，高均勻膜結(jié)構(gòu)，高透水性，高通量，低堵塞，高精密過(guò)濾效果，具有 此單孔膜更高的機(jī)械強(qiáng)度，頂Τ為荷蘭創(chuàng)新膜技術(shù)有限公司的簡(jiǎn)稱。
[0029] S5,通過(guò)SDI測(cè)定儀13或者濁度儀13測(cè)定并判斷經(jīng)過(guò)第三次過(guò)濾的水是否符合 欲先設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)要求，如符合標(biāo)準(zhǔn)要求，送入產(chǎn)水箱6。如不符合標(biāo)準(zhǔn)的要求，送入廢水收集 箱1重復(fù)步驟S1至S4。
[0030] 在流經(jīng)SDI測(cè)定儀13或者濁度儀13的水流管道的下一階段設(shè)有分流裝置14,所 述的分流裝置14為電磁閥，所述的電磁閥通過(guò)PLC15進(jìn)行控制。PLC15也與SDI測(cè)定儀13 或者濁度儀13連接，用以收集SDI測(cè)定儀13或者濁度儀13的數(shù)據(jù)并對(duì)水質(zhì)進(jìn)行判斷。
[0031] 本發(fā)明的廢水收集1箱、水泵2、多介質(zhì)過(guò)濾器3、保安過(guò)濾器4、超濾膜過(guò)濾裝置 5、產(chǎn)水箱6彼此之間通過(guò)連接管路11依次串聯(lián)相連。采用本方法處理的出水可以直接進(jìn) 反滲透裝置7繼續(xù)生產(chǎn)超純水。該套系統(tǒng)整體回收率高達(dá)90%，整體投資成本和運(yùn)行成本 較低。
[0032] 實(shí)現(xiàn)該方法的系統(tǒng)配置全自動(dòng)閥門(mén)，系統(tǒng)采用低壓運(yùn)行，通過(guò)壓力控制，保證進(jìn)膜 系統(tǒng)時(shí)的壓力在〇. 1-0. 15MPa。采用錯(cuò)流過(guò)濾，根據(jù)進(jìn)出水壓差進(jìn)行自動(dòng)反洗。系統(tǒng)各運(yùn)行 步驟由PLC程序控制，操作簡(jiǎn)單，維護(hù)方便。對(duì)操作素質(zhì)要求不高。
[0033] 如圖2所示，運(yùn)行過(guò)程如下：研磨廢水通過(guò)管道11收集到收集箱1(管道都是現(xiàn) 成的，現(xiàn)有半導(dǎo)體生產(chǎn)企業(yè)大多通過(guò)管道排到工廠污水站），然后通過(guò)水泵2提升進(jìn)入多介 質(zhì)過(guò)濾器3 (主要濾料為石英砂），去除管道或者生產(chǎn)過(guò)程中掉入的大顆粒的雜質(zhì)（去除> lOOym的顆粒）；砂濾出水進(jìn)入保安過(guò)濾器4(自清洗或者袋式過(guò)濾器），主要是保護(hù)超濾 膜，防止砂濾的濾料泄露等原因造成超濾膜堵塞；保安過(guò)濾器4出水進(jìn)入超濾系統(tǒng)5,進(jìn)行 低壓錯(cuò)流運(yùn)行，去除所有的顆粒雜質(zhì)（過(guò)濾精度為0.03 μ m);出水安裝SDI儀13 (或者濁 度儀13)，通過(guò)設(shè)置控制點(diǎn)（SDI值或者濁度值）來(lái)控制產(chǎn)水水質(zhì)，利用PLC15輸入輸出來(lái)控 制出水（回流電磁閥）分流，不合格水回流到收集箱1，合格水到產(chǎn)水箱6,產(chǎn)水可根據(jù)企業(yè) 的需求進(jìn)行利用，可以作為循環(huán)冷卻水補(bǔ)水，也可以作為超純水的原水或者直接進(jìn)入預(yù)處 理水箱，供反滲透裝置繼續(xù)生產(chǎn)超純水。
[0034] 現(xiàn)有技術(shù)采用的是傳統(tǒng)的混凝沉淀過(guò)濾和膜過(guò)濾的方法，系統(tǒng)需要投加大量的藥 齊IJ，系統(tǒng)占地大，出水處理效果不穩(wěn)定，出水達(dá)不到循環(huán)利用的目的，嚴(yán)重的浪費(fèi)水資源。
[0035] 本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)具有以下有益的技術(shù)效果：
[0036] 1、提高出水水質(zhì)至循環(huán)回用（純水水源或循環(huán)冷卻水）；
[0037] 2、不需要絮凝劑等藥劑的投加；
[0038] 3、縮減系統(tǒng)占地；
[0039] 4、降低操作難度，自動(dòng)化運(yùn)行，管理方便；
[0040] 5、減輕膜堵塞，降低更換頻率；
[0041] 6、低壓錯(cuò)流運(yùn)行，膜的使用壽命長(zhǎng)；
[0042] 7、產(chǎn)水的水質(zhì)比自來(lái)水要好，可以直接用于循環(huán)冷卻水補(bǔ)水和純水原水。
[0043] 本發(fā)明的技術(shù)方案經(jīng)過(guò)實(shí)際運(yùn)行檢驗(yàn)，研磨廢水進(jìn)水SS含量大約600mg/l，經(jīng)過(guò) 本方法處理后的出水SDI < 3, SS去除率達(dá)到99%以上，原水進(jìn)水量2. 9m3/h，出水水量 2. 6?2. 7m3/h，水的回收率達(dá)90%以上。出水可直接作用后續(xù)超純水系統(tǒng)反滲透（R0)的 進(jìn)水水源。
[0044] 以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此， 任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換， 都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書(shū)的保護(hù)范 圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1. 一種半導(dǎo)體行業(yè)硅片研磨廢水回用的處理方法，其特征在于，包括如下步驟： S1，通過(guò)廢水收集箱收集硅片研磨產(chǎn)生的廢水； 52, 利用水泵將廢水泵入多介質(zhì)過(guò)濾器進(jìn)行第一次過(guò)濾； 53, 將經(jīng)過(guò)第一次過(guò)濾的水送入保安過(guò)濾器進(jìn)行第二次過(guò)濾，所述的保安過(guò)濾器用于 保護(hù)超濾膜； 54, 將經(jīng)過(guò)第二次過(guò)濾的水送入超濾膜過(guò)濾裝置中進(jìn)行第三次過(guò)濾； 55, 通過(guò)SDI測(cè)定儀或者濁度儀測(cè)定并判斷經(jīng)過(guò)第三次過(guò)濾的水是否符合欲先設(shè)定的 標(biāo)準(zhǔn)要求，如符合標(biāo)準(zhǔn)要求，送入產(chǎn)水箱；如不符合標(biāo)準(zhǔn)的要求，送入廢水收集箱重復(fù)步驟 S1 至 S4。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體行業(yè)硅片研磨廢水回用的處理方法，其特征在于，所 述的步驟S2中的水泵出水端、多介質(zhì)過(guò)濾器的出水端、步驟S3中的保安過(guò)濾器的出水端和 S4中超濾膜過(guò)濾裝置的出水端均設(shè)有壓力表。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體行業(yè)硅片研磨廢水回用的處理方法，其特征在于，所 述的步驟S2中的多介質(zhì)過(guò)濾器與第一反洗裝置連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的半導(dǎo)體行業(yè)硅片研磨廢水回用的處理方法，其特征在于， 所述的步驟S2中的多介質(zhì)過(guò)濾器使用石英砂濾料去除廢水中的大顆粒雜質(zhì)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體行業(yè)硅片研磨廢水回用的處理方法，其特征在于，所 述的步驟S2中的大顆粒雜質(zhì)粒徑大于100 μ m。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體行業(yè)硅片研磨廢水回用的處理方法，其特征在于，所 述的步驟S3中的保安過(guò)濾器包括自清潔過(guò)濾器或者袋式過(guò)濾器。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體行業(yè)硅片研磨廢水回用的處理方法，其特征在于，所 述的步驟S4中的超濾膜過(guò)濾裝置選用外壓式超濾膜，過(guò)濾精度為0. 01-0. 03 μ m。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體行業(yè)硅片研磨廢水回用的處理方法，其特征在于，所 述的步驟S4中的超濾膜過(guò)濾裝置分別與第二反洗裝置和化學(xué)清洗裝置連接。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體行業(yè)硅片研磨廢水回用的處理方法，其特征在于，所 述的步驟S4中的超濾膜過(guò)濾裝置的進(jìn)水壓為0. 1-0. 15MPa。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體行業(yè)硅片研磨廢水回用的處理方法，其特征在于，所 述的步驟S5中在流經(jīng)SDI測(cè)定儀或者濁度儀的水流管道的下一階段設(shè)有分流裝置，所述的 分流裝置為電磁閥，所述的電磁閥通過(guò)PLC進(jìn)行控制。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體行業(yè)硅片研磨廢水回用的處理方法，其特征在于， 所述的步驟S5中在流經(jīng)SDI測(cè)定儀或者濁度儀與PLC連接。
【文檔編號(hào)】C02F9/02GK104150624SQ201410305570
【公開(kāi)日】2014年11月19日 申請(qǐng)日期:2014年7月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月1日
【發(fā)明者】伍松海, 劉靜 申請(qǐng)人:霖創(chuàng)環(huán)?？萍?上海)有限公司