概況：

某廢水站目前使用的是二級廢水站，現(xiàn)因廢水排放無法滿足環(huán)評要求，需要進(jìn)行提標(biāo)改造。

該工程改造主旨是在整體設(shè)計在滿足工藝設(shè)備要求的基礎(chǔ)上，應(yīng)充分考慮投資成本及長期運(yùn)行費(fèi)用。應(yīng)按要求完成本項(xiàng)目的詳細(xì)布置及各項(xiàng)設(shè)計方案，并按要求詳細(xì)對工期質(zhì)量保證和服務(wù)做出具體承諾等。

本項(xiàng)目污水污染物主要來自電池片制備過程中產(chǎn)生的廢水，水中含有氟化物、COD、氨氮、總磷、總氮、SS, 如果直接排放或處理不達(dá)標(biāo)，將會對當(dāng)?shù)丨h(huán)境造成污染。

生產(chǎn)工藝廢水分析：

1-1硅片腐蝕（制絨廢水）

制絨工藝廢水主要產(chǎn)生堿性廢水和酸性廢水，堿性廢水PH≥12，流量為：800m3/d。主要成份為：KOH；廢水總堿度的高低是由KOH濃度所決定的；將酸中和到含KOH堿性廢水中，可得到鹽和水；一般工藝處理方法是直接中和法。

反應(yīng)式：KOH+HCl→KCl+H2O    KOH+HNO3→KNO3+H2O

2KOH+H2SO4→K2SO4+H2O  KOH+HF→KF+H2O

或者：2KOH+CO2→K2CO3+H2O

從反應(yīng)式可知：堿性廢水的中和反應(yīng)，可使用多種無機(jī)酸進(jìn)行中和反應(yīng)，較理想的反應(yīng)應(yīng)該選擇HCl。原因在于負(fù)反應(yīng)小。反應(yīng)后水體PH中性時Clˉ離子容易揮發(fā)，從而減少后續(xù)處理的難度。

而實(shí)際生產(chǎn)中，酸洗工序使用HCl+HF的混合酸洗液，將酸性廢水和堿性廢水中和反應(yīng)后，水體中留存著高濃度的Fˉ離子，所以，在酸堿中和后，仍然需要在后續(xù)處理中，脫除廢水中的Fˉ離子。

1-2：酸性廢水分析：酸性廢水主要從酸洗工序和純水沖洗工序中產(chǎn)生，酸性廢水流量為55m3/d，PH值約：3.67、Fˉ離子濃度：2800mg/L，另外多晶硅制絨廢水Fˉ離子濃度：1450mg/L，水量240m3/d；酸性廢水的主要污染物為：Fˉ離子。問題的嚴(yán)重性在于Fˉ離子的存在，而且濃度非常之高，這股酸廢水的治理，除PH值調(diào)節(jié)外，還需要脫除Fˉ離子，因此，較堿性廢水處理更加復(fù)雜。

2：磷片擴(kuò)散工藝廢水

磷擴(kuò)散在擴(kuò)散爐中完成，是在硅片表面摻入雜質(zhì)原子。形成硅片中的p-n結(jié)過程，化學(xué)原料三氯氧磷POCl3液體由氧氣和氮?dú)鈳霠t中，在硅片表面形成薄層，成為N結(jié)。硅片本體為P結(jié)，該工藝的反應(yīng)式如下：

4POCl3+3O2→2P2O5+6Cl2

2P2O5+5Si→5SiO2+4P

從反應(yīng)式可知此工序中，主要排放POCl3、P2O5、Cl2等污染性氣體，原有的廢氣噴淋吸收塔工藝產(chǎn)生酸性液廢水；由于濕法吸收塔工藝，在噴淋吸收過程，POCl3和水反應(yīng)，分解出HCl，HPO3等吸收塔飽和液呈酸性，廢水量為2000kg/d，這些強(qiáng)酸性廢水中存在著P和磷酸根，在堿中和后，仍需將廢水中的磷脫除。

3:刻蝕工藝廢水

經(jīng)過磷擴(kuò)散工序后，并完成對硅片的背面刻蝕和邊緣刻蝕，將p-n結(jié)周圍的材料選擇性去除，以防止短路。工藝過程中主要使用HNO3、HF的混合酸，產(chǎn)生含氮、氟的濃酸廢水，化學(xué)反應(yīng)式如下：

刻蝕反應(yīng)：SiO2+4HF→SiF4+2H2O        中和吸收塔反應(yīng)：KOH+HNO3→KNO3+H2O

SiF4+2HF→H2SiF6                             NaOH+HNO2→NaNO2+H2O

SiO2+6HF→H2SiF6+2H2O                      NaOH+HF→NaF+H2O

Si+4HNO3→SiO2+4NO2↑+2H2O

2NO2+H2O→HNO3+HNO2

Si+4HNO2→SiO2+4NO↑+2H2O

HNO3+2NO+H2O→3HNO2

從反應(yīng)式中可知，刻蝕工藝過程使用硝酸+氫氟酸，會產(chǎn)生NOx、HF等污染氣體，使工序產(chǎn)生大量的含硝態(tài)氮和氟離子的酸性廢水廢氣。原有的酸性廢氣吸收塔，將廢氣收集后以噴淋方式處理，吸收飽和液形成強(qiáng)酸性高濃度含氮、含氟廢水。由刻蝕工藝產(chǎn)生的廢水PH≤1，F(xiàn)ˉ濃度≥1000mg/L，COD>100mg/L，TN≥350mg/L,廢水流量≈800?/d。

污染物成份復(fù)雜，廢水流量大，酸度高，尤其是氟離子，總氮濃度高，使處理工藝路線加長，處理難度大。

4:退火、背鈍化PECVD鍍膜工序廢水

在硅晶片鍍膜工藝中，愛康公司采用的等離子體化學(xué)氣相沉積工藝（PECVD），使硅片表面沉積氮化硅，以減少硅片短路的可能，同時增強(qiáng)硅片表面電壓的承受壓力。該工序使用的化學(xué)品主要是：NH3、CH4、SiH4、N2等，這個高溫化學(xué)反應(yīng)（300°C-450°C），使硅片表面覆蓋深藍(lán)色的Si3N4。

退火、鈍化鍍膜工藝復(fù)雜，使用化學(xué)品多，所產(chǎn)生的污染物氣體氣量較大，從而使用吸收液消耗量大，污染物濃度高。廢水源于高溫焙燒塔產(chǎn)生的廢氣處理系統(tǒng)吸收液，愛康公司廠里8臺Si3H4廢氣燃燒塔系統(tǒng)，燃燒廢氣吸收塔的吸收液排放量達(dá)到21m3/d；飽和吸收液廢水NH3-N：11379mg/L；TN：14582mg/L；PH=9.8。

廢水的污染程度非常嚴(yán)重，NH3-N，TN的治理難度非常大。

5: 酸霧吸收塔和酸洗廢水

該廢水處理站共設(shè)有7個酸霧吸收塔，都排放高濃度含氨氮廢水，其成份主要有：Fˉ、NO3ˉ、HCl、PH<1。廢水排放量≈60?/d，由于有NO3ˉ，NO2ˉ的存在，廢水中的硝態(tài)氮濃度較高，TN含量:1325mg/L。屬于高濃度含氮廢水；使廢水處理難度加大。

（2）原有廢水處理站工藝分析

原有的廢水處理站分二級（二階）處理廢水，其主要功能使PH值控制和氟離子脫除，而沒有氨氮，TN脫除工藝，廢水站排出口水中氟離子濃度，COD等能達(dá)標(biāo)排放，而，氨氮TN卻未能達(dá)標(biāo)；該系統(tǒng)的深度處理也是不完善的，在氟離子排放濃度上如何做到穩(wěn)定控制，脫磷達(dá)標(biāo)控制方面，仍需加以優(yōu)化改造。

（3）酸堿廢水分流與整合

前面描述的各工序廢水可以分為酸性廢水和堿性廢水兩類；從分析中可知，酸廢水中的污染物主要是:Fˉ、NO3ˉ、NO2ˉ、NOx、P、TN等，而且污染物濃度高；而堿廢水中，一般污染物較少，只做PH控制和COD，SS等脫除即可，所以，必須將酸廢水和堿廢水分而治之。

從提供的相關(guān)工藝可知，制絨工序中6臺常溫堿液槽，6臺高溫堿液槽的堿性沖洗水，是可以統(tǒng)一收集的；也是可以統(tǒng)一處理的；（同類型生產(chǎn)廠堿廢水收集已有案例）堿廢水的日排放量800-900m3/d。

酸廢水共有：制絨工序后段沖洗酸廢水；磷擴(kuò)散工序酸廢水；刻蝕工序酸反應(yīng)酸廢水；化學(xué)氣相沉積工序廢氣吸收液酸廢水；以及工廠內(nèi)7臺酸霧洗滌塔排放的酸性廢水。另外，8臺SiH4廢氣燃燒塔尾氣吸收液高濃度氨氮廢水。以上共5股酸性廢水，每天排放量約為800m3/d，所含污染物較多，需要多段工藝處理才能使廢水達(dá)標(biāo)排放。

來源于PECVD工序的8臺硅燒廢氣燃燒尾氣吸收液，也是一種高污染，高濃度的氨氮廢水，廢水排放量約為;20-25m3/d。廢水氨氮：11300mg/L，總氮：15000mg/L。PH≈8-9。

不同性質(zhì)的廢水，分別收集處理是污水處理的基本工藝方法，因此，需將酸性廢水，堿性廢水，高濃度氨氮廢水，分流治理是愛康公司現(xiàn)有工業(yè)廢水治理的基本工藝流程，也是瀚邦公司污水治理方案的工藝路線安排。