一种集成电路行业研磨废水回用及硅粉回收处理系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种集成电路行业研磨废水回用及硅粉回收处理系统，使用这种系统对研磨废水进行处理，处理成本低、污泥产量少而且出水电导率低。其包括调节池，调节池依次连接有UF装置、杀菌器、过滤器、中间水池、RO装置，UF装置还连接有压滤机，压滤机与调节池连接，压滤机还连接有干燥器。压滤机还连接有干燥器。压滤机还连接有干燥器。

【技术实现步骤摘要】
一种集成电路行业研磨废水回用及硅粉回收处理系统


[0001]本技术涉及废水处理
，具体为一种集成电路行业研磨废水回用及硅粉回收处理系统。

技术介绍

[0002]集成电路产业制造链包括硅片生产、芯片制造和封装测试，而硅片生产中的径向研磨、晶棒切割、晶圆研磨以及芯片制造和封装测试中的化学机械研磨、晶背减薄、晶圆切割等工序均会产生大量研磨废水。研磨废水在全部废水中的占比约为10~15%，是水量较大、需要从废水系统中分离出来进行单独处理的一股废水。以化学机械研磨（CMP）为例，在此工艺中需加入无机研磨剂（如Al2O3）、氧化剂（如H2O2）、少量的表面活性剂和金属络合剂等化学药剂对晶圆进行平坦化处理，同时使用超纯水清洗晶圆表面，从而产生大量研磨废水。绝大部分研磨废水均具有悬浮物浓度大（100~1500 mg/L）、电导率低（100~400 μS/cm）的水质特点，可以进行回用处理。
[0003]研磨废水的处理方法包括化学混凝法、气浮法和电化学法，化学混凝法是现阶段应用最多的研磨废水处理方法，通过投加混凝剂使胶体表面双电子层压缩，使胶体脱稳，而后絮凝成较大的颗粒，最后沉降去除。但化学混凝法处理成本高昂、占地面积大、污泥产量大、出水电导率较高、纳米级颗粒去除效果较差，其出水SDI>5，难以直接进入RO膜进行回用处理。

技术实现思路

[0004]针对传统研磨废水的处理方法处理成本高、污泥产量大且出水电导率高问题，本技术提供了一种集成电路行业研磨废水回用及硅粉回收处理系统，使用这种系统对研磨废水进行回用处理，处理成本低、污泥产量少而且出水电导率低。
[0005]其技术方案是这样的：一种集成电路行业研磨废水回用及硅粉回收处理系统，其包括调节池，调节池依次连接有UF装置、杀菌器、过滤器、中间水池、RO装置，过滤器用于去除废水中的氧化性物质，UF装置还连接有压滤机，压滤机的滤液出口与调节池连接，压滤机还连接有干燥器，用于对压滤机产生的滤饼进行干燥。
[0006]优选的，调节池通过输送泵一与UF装置连接，UF装置通过输送泵二与杀菌器连接，杀菌器通过提升泵与过滤器连接，中间水池通过高压泵与RO装置连接。
[0007]优选的，UF装置的产水出口与杀菌器连接，UF装置的浓水出口与压滤机连接。
[0008]优选的，UF装置采用聚偏氟乙烯中空纤维膜。
[0009]优选的，过滤器为活性炭过滤器。
[0010]有益效果：采用本系统对集成电路行业研磨废水进行回用处理，相较于传统化学混凝法，不需要投加药剂，从而减少处理成本并且减少了污泥量，RO装置进水电导率为150~400μS/cm，电导率低从而可以提高RO装置回收率。
附图说明
[0011]图1为本技术集成电路行业研磨废水回用及硅粉回收处理系统框图；
[0012]图2为本技术集成电路行业研磨废水回用及硅粉回收处理系统流程图。
具体实施方式
[0013]如图1、图2所示的一种集成电路行业研磨废水回用及硅粉回收处理系统，其包括调节池1，调节池1依次连接有输送泵一9、UF装置2（超滤装置）、输送泵二10、紫外杀菌器3、提升泵11、活性炭过滤器4、中间水池5、高压泵12、RO装置6，UF装置2还连接有压滤机7，压滤机7与调节池1连接，压滤机7还连接有干燥器8。具体的，UF装置2的产水出口与紫外杀菌器3连接，UF装置2的浓水出口与压滤机7连接。优选的，UF装置2采用聚偏氟乙烯中空纤维膜。
[0014]本技术处理流程如下：（1）研磨废水首先进入调节池1，向其中加入酸、碱，将其pH调节至6~7。调节pH后的研磨废水经输送泵一9进入UF装置2。UF装置2为中空纤维膜，其膜材质为亲水性高、抗污染、抗氧化、机械强度大的聚偏氟乙烯（PVDF）复合材料。膜元件膜面积为50 m2，孔径0.02~0.03 μm。进水方式为外压式，运行方式为全压过滤，清洗方式为气洗。UF装置2运行通量50~200 LMH，运行周期35~50 min，气洗时间120~150 s。UF装置2回收率为92~96%，其产水进入紫外杀菌器3，其浓水直接进入压滤机7。
[0015]（2）UF装置2产水进入紫外杀菌器3，利用紫外线（波长253.7 nm）杀灭废水中的微生物，降低后续ACF（活性炭纤维）、RO（反渗透）等装置的生物污堵风险。经灭菌处理的废水由提升泵11以5~12 m/h的线性流速进入活性炭过滤器4，去除研磨废水中H2O2等氧化性物质，降低氧化性物质对RO膜造成的影响。活性炭过滤器4出水进入中间水池5。
[0016]（3）中间水池5中的活性炭过滤器4出水经高压泵12进入RO装置6。RO装置6进水电导率为150~400 μS/cm，其回收率为70~75%，其产水电导率为20~100 μS/cm，可作为纯水系统原水；其浓水排入其它废水处理系统进行处理。
[0017]（4）UF装置2浓水SS>15000 mg/L，直接进入压滤机7进行压滤处理。滤液回流至调节池1；滤饼含水率80~85%，进入干燥器8进行干燥处理，即可获得纯度>99.2%的硅粉。所回收的硅粉可作为硅片的原材料，亦可用于生产集成电路行业研磨工序所用的研磨剂。
[0018]由于整个过程不需要添加药剂即可完成硅粉回收和废水回用，降低了处理成本，且不需要建造占地面积大的混凝池等设备，同时无需混凝减少了污泥的产生，RO装置进水电导率为150~400 μS/cm，电导率较低从而可以提高RO装置回收率。
[0019]另外，本技术提供的膜主体材质为抗氧化、机械强度大的聚偏氟乙烯（PVDF）复合材料。制膜时向铸膜液中掺杂由甲基丙烯酸六氟丁酯和聚乙二醇甲基丙烯酸酯聚合而成的两亲性嵌段共聚物，在相转化成膜过程中自发向膜表面富集，通过亲水性聚乙二醇链段增强膜表面的亲水性，在膜表面形成水化层，提升抗污染性能；通过低表面能含氟链段，降低膜表面的自由能，赋予膜表面如荷叶一般的自清洁性能，减少硅粉颗粒的附着。两亲性嵌段共聚物的添加提升了膜的抗污染自清洁性能，可以减少尖锐的硅粉颗粒在膜表面的附着与摩擦，可降低膜的化学清洗频次，延长膜的使用寿命。
[0020]同时，本技术提供的UF装置2，其内部连接有膜丝束，其清洗方式为气洗，空气由下部进入气管，使膜丝产生均匀而剧烈的扰动，清洗效果优良。膜丝上端与超滤装置壳体固定连接，下端不与壳体固定，加强了膜丝的清洗效果。在膜丝束外侧包裹一层轻质的网状
纤维膜，使其保护并固定膜丝，防止膜元件运行、清洗时膜丝发生缠搅。
[0021]本技术提供的回用处理工艺无需预处理设备，特殊的膜丝固定形式、膜丝清洗方法以及优良的膜材质使UF装置可以直接处理绝大部分研磨废水（SS 100~2000 mg/L），投资成本进一步降低。
[0022]本技术提供的UF装置2运行方式为全压过滤。较之于错流过滤，电耗极低，膜元件使用寿命更长，运行成本进一步降低。超滤膜元件只需气洗，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种集成电路行业研磨废水回用及硅粉回收处理系统，其包括调节池，其特征在于：所述调节池依次连接有UF装置、杀菌器、过滤器、中间水池、RO装置，所述过滤器用于去除废水中的氧化性物质，所述UF装置还连接有压滤机，所述压滤机的滤液出口与所述调节池连接，所述压滤机还连接有干燥器，用于对所述压滤机产生的滤饼进行干燥。2.根据权利要求1所述的一种集成电路行业研磨废水回用及硅粉回收处理系统，其特征在于：所述调节池通过输送泵一与所述UF装置连接，所述UF装置通过输送泵二与所述杀菌器连接，所述杀菌器通过提升泵与所述过滤器连接，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：董全宇，罗嘉豪，于红，申季刚，祺丹娜，陈琳媛，
申请(专利权)人：江苏中电创新环境科技有限公司，
类型：新型
国别省市：