一種芯片生產(chǎn)線的鎳廢水處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種廢水處理方法，尤其涉及一種芯片生產(chǎn)線的鎳廢水處理方法，屬于芯片生產(chǎn)廢水處理技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]芯片生產(chǎn)過程工藝復(fù)雜，包括硅片清洗、光刻、刻蝕、鍍鎳等，過程中使用大量的化學(xué)試劑如氫氟酸、氨水、氯化鎳等，其廢水包括含氮廢水、含氟廢水、酸堿廢水、有機(jī)廢水、廢氣洗滌廢水、鎳廢水等等，其中，鎳廢水排放后，會在土壤中沉積，從而被植物吸收后，轉(zhuǎn)移到人的體內(nèi)，鎳含量最高的植物是綠色蔬菜和煙草，可達(dá)1.5?3ppm，鎳對水稻產(chǎn)生毒性的臨界濃度是20ppm。中國規(guī)定車間空氣中羰基鎳的最高容許濃度為0.001mg/m3，地面水中鎳的最高容許濃度為0.5mg/L，鎳含量超標(biāo)大大提高了癌癥的發(fā)病率。
[0003]對廢水進(jìn)行分類收集和單獨處理，可實現(xiàn)廢水的總排放達(dá)標(biāo)。
[0004]現(xiàn)有對芯片生產(chǎn)線廢水的處理方式主要是采用化學(xué)試劑，結(jié)合破絡(luò)合物、氧化、沉淀、過濾、中和等過程，將含鎳廢液處理成含鎳沉積物，將廢水進(jìn)行排放，將沉積物再進(jìn)行回收使用或進(jìn)一步處理。
[0005]現(xiàn)有的方法由于需要充分地破絡(luò)合處理，才能將鎳離子釋放出來，故需用大量的化學(xué)試劑，處理的步驟復(fù)雜，成本高，影響芯片加工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，不利于芯片行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明旨在提供一種芯片生產(chǎn)線的鎳廢水的處理方法，將廢水處理成易揮發(fā)成分和含鎳固體廢渣，易揮發(fā)成分經(jīng)簡單的廢氣處理后達(dá)標(biāo)排放，含鎳固體廢渣經(jīng)回收后分離出鎳，稱為鎳源，再次利用；本發(fā)明的處理方法工藝簡單、成本低、對環(huán)境友好。
[0007]為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種芯片生產(chǎn)線的鎳廢水處理方法，其特征在于:包括廢水收集、廢水蒸發(fā)、廢氣處理和固體廢渣處理；所述廢水蒸發(fā)是在蒸發(fā)室內(nèi)通入高溫氣體進(jìn)行加熱蒸發(fā)，蒸發(fā)時間為12?16h，蒸發(fā)溫度為180?220°C。
[0008]為了有效利用熱能，所述高溫氣體為芯片生產(chǎn)車間產(chǎn)生的高溫廢氣。
[0009]所述高溫氣體通入的流量為200?300L/min。
[0010]所述廢水收集是指將鎳廢水從生產(chǎn)線收集至廢水收集池內(nèi)，所述廢水收集池通過廢水供給管道將廢水輸送至蒸發(fā)室；具體操作時，可在廢水收集池內(nèi)設(shè)廢水潛水栗，將廢水收集池內(nèi)的廢水抽到蒸發(fā)室內(nèi)，進(jìn)行蒸發(fā)處理。
[0011]所述蒸發(fā)室上方設(shè)有第一集氣罩，第一集氣罩上部設(shè)有第一廢氣輸送管道，蒸發(fā)的廢氣通過第一廢氣輸送管道進(jìn)入廢氣處理步驟。
[0012]所述廢水收集池上方設(shè)有第二集氣罩，第二集氣罩上部設(shè)有第二廢氣輸送管道，第二廢氣輸送管道的末端與第一廢氣輸送管道的末端相連，使蒸發(fā)的廢氣進(jìn)入廢氣處理步驟，第一集氣罩和第二集氣罩的作用是將蒸發(fā)的廢氣進(jìn)行收集，并通過第一廢氣輸送管道和第二輸送管道輸送至廢氣處理工序，進(jìn)行處理后達(dá)標(biāo)排放。
[0013]所述廢水收集池與蒸發(fā)室之間還設(shè)有廢水溢流管道。
[0014]所述高溫廢氣通過熱氣輸送管道通入到蒸發(fā)室內(nèi)；所述熱氣輸送管道上設(shè)有風(fēng)機(jī)和加熱裝置，所述高溫氣體經(jīng)加熱裝置加熱后通入蒸發(fā)室內(nèi)，以保證高溫氣體的加熱溫度達(dá)到要求。
[0015]所述蒸發(fā)室的四周和底部為中空結(jié)構(gòu)，蒸發(fā)室內(nèi)設(shè)有導(dǎo)流片；所述蒸發(fā)室外壁和熱氣輸送管道外設(shè)有保溫棉層，以提高保溫效果，防止熱量散失。
[0016]所述熱氣輸送管道的出氣口端設(shè)有熱氣噴口，為提高熱源的均勻性，熱氣噴口設(shè)置多個，如4個，5個；需要說明的是，熱氣輸送管道靠近加熱裝置端為進(jìn)氣口端，噴出熱氣處為出氣口端。
[0017]鎳廢水的處理過程如下:
芯片生產(chǎn)過程中的鎳廢水經(jīng)廢水收集池收集后，在廢水潛水栗作用下，通過廢水供給管道輸送至蒸發(fā)室內(nèi)，廢液在蒸發(fā)室內(nèi)進(jìn)行蒸發(fā)，廢水分為兩部分:其中的易揮發(fā)成分:如水，氨水等揮發(fā)形成廢氣；不易揮發(fā)成分如:亞磷酸鹽、次亞磷酸鹽、檸檬酸鹽、含鎳絡(luò)合物等，沉積在蒸發(fā)室底部，沉積至一定量時，統(tǒng)一回收處理后，作為鎳源進(jìn)行再次利用；而廢氣通過第一集氣罩收集后，經(jīng)第一廢氣輸送管道輸送至廢氣處理裝置進(jìn)行簡單的廢氣處理后，直接達(dá)標(biāo)排放。
[0018]本發(fā)明的有益效果:
(I)本發(fā)明通過蒸發(fā)的方式將現(xiàn)有化學(xué)處理改為物理處理方式，并將易揮發(fā)物變?yōu)闅怏w，其主要成分為氧氣、氮氣和水蒸氣，經(jīng)簡單的廢氣處理后直接達(dá)標(biāo)排放，而不易揮發(fā)成分即含鎳固體物回收后，單獨處理并回收鎳，處理量大，不添加化學(xué)試劑，設(shè)備維護(hù)費用低，從而降低鎳廢水的處理成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)芯片行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。
[0019](2)本發(fā)明的高溫氣體為芯片生產(chǎn)車間產(chǎn)生的高溫廢氣，可將生產(chǎn)車間的余熱再次利用，提高熱能利用率，降低生產(chǎn)成本。
[0020](3)本發(fā)明的高溫氣體通入的流量為200?300L/min，該特定的流量范圍內(nèi)，可保證高溫氣體的熱量得到最有效的利用；廢水的加熱蒸發(fā)有一定的過程，流量高于300L/min會導(dǎo)致熱量得不到有效利用，蒸發(fā)過程就結(jié)束；流量低于200L/min會導(dǎo)致處理的效率低，熱量會通過蒸發(fā)室外壁散失一部分。
[0021](4)本發(fā)明的蒸發(fā)室上方設(shè)有第一集氣罩，可將蒸發(fā)后的廢氣進(jìn)行統(tǒng)一收集，然后將廢氣從設(shè)于集氣罩上部的第一廢氣輸送管道輸送至廢氣處理步驟，進(jìn)行處理；進(jìn)一步，在廢水收集池上也設(shè)置第二集氣罩和第二廢氣輸送管道，其作用與第一集氣罩和第一廢氣輸送管道相同，均是為了方便廢氣的收集和輸送。
[0022](5)本發(fā)明的廢水收集池與蒸發(fā)室之間還設(shè)有廢水溢流管道，可對蒸發(fā)室內(nèi)的液位進(jìn)行控制，當(dāng)液位達(dá)到一定高度，廢水從廢水溢流管道流回廢水收集池，防止蒸發(fā)室內(nèi)液位過高，影響蒸發(fā)效率。
[0023](6)本發(fā)明的蒸發(fā)室的外壁設(shè)有保溫棉層；蒸發(fā)室四周和底部為中空結(jié)構(gòu)，蒸發(fā)室內(nèi)豎直設(shè)有導(dǎo)流片；保溫棉層的設(shè)置有效防止熱氣輸送整個路徑中的熱能耗散，能夠提高熱能利用率和處理效率；而中空結(jié)構(gòu)的設(shè)置，可進(jìn)一步加快廢液的受熱速度，熱氣輸送管道將熱氣送入蒸發(fā)室，分為兩路，每一路上通過風(fēng)閥控制流量，第一部分通入到蒸發(fā)室上方，第二部分進(jìn)入蒸發(fā)室的中空結(jié)構(gòu)內(nèi)，同時對廢水的上面和下面進(jìn)行加熱，提高處理效率和熱能利用率；而導(dǎo)流片的作用是減慢熱氣的流動速率，延長熱交換時間，提高熱能利用率。
【附圖說明】
[0024]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
其中，1-廢水收集池，2-蒸發(fā)室，3-廢水供給管道，4-第一集氣罩，5-第一廢氣輸送管道，6-廢水潛水栗，7-第二集氣罩，8-第二廢氣輸送管道，9-廢水溢流管道，10-廢水液位控制器，11-熱氣輸送管道，12-熱氣噴口，13-風(fēng)機(jī)，14-加熱裝置，15-廢氣處理裝置，16-保溫棉層，17-導(dǎo)流片。
【具體實施方式】
[0025]實施例1
一種芯片生產(chǎn)線的鎳廢水處理方法，包括廢水收集、廢水蒸發(fā)、廢氣處理和固體廢渣處理；所述廢水蒸發(fā)是在蒸發(fā)室2內(nèi)通入高溫氣體進(jìn)行加熱蒸發(fā)，蒸發(fā)時間為12h，蒸發(fā)溫度為 220 0C ο
[0026]本實施例中的廢氣處理步驟的廢氣采用BFT型酸霧凈化塔進(jìn)行處理，BFT型酸霧凈化塔是一種填料式氣液傳質(zhì)圓形結(jié)構(gòu)的處理塔，填料層為:二到五層的直徑50mm聚丙烯多面空心球和帶齒形填料，處理過程為通過風(fēng)機(jī)將廢氣抽入塔內(nèi)，用濃度為5?10%的氫氧化鈉進(jìn)行淋洗，淋洗液經(jīng)凈化塔凈化后，達(dá)標(biāo)排放，具體操作采用現(xiàn)有的酸霧凈化塔處理方法即可。
[0027]固體廢渣為含鎳廢渣，具體處理方法采用現(xiàn)有的含鎳固體廢渣回收方法。
[0028]實施例2
一種芯片生產(chǎn)線的鎳廢水處理方法，包括廢水收集、廢水蒸發(fā)、廢氣處理和固體廢渣處理；所述廢水蒸發(fā)是在蒸發(fā)室2內(nèi)通入高溫氣體進(jìn)行加熱蒸發(fā)，蒸發(fā)時間為16h，蒸發(fā)溫度為180°C，本實施例蒸發(fā)室容器為不銹鋼制成，規(guī)格為100cm*200cm*100cm。
[0029]本實施例的高溫氣體為芯片生產(chǎn)車間產(chǎn)生的高溫廢氣，具體來源:如晶圓擴(kuò)散、晶圓氧化、芯片化學(xué)氣相淀積和芯片鈍化等過程產(chǎn)生的廢氣。
[0030]本實施例的高溫氣體通入的流量為200 L/min。
[0031]本實施例的廢水收集是指將鎳廢水從生產(chǎn)線收集至廢水收集池I內(nèi)，所述廢水收集池I通過