电子、半导体废水深度除氟、除重金属的技术详解

电子半导体行业废水来源及水质特点

电子废水主要是印刷线路板中每个环节产生的废水，如线路板上的赋铜线路、电子元器件、二极管、三极管、电容等，日常生活中常见的就是电脑元器件，如内存条、CPU、主板等。这些东西在生产成型的过程中主要通过电镀工艺实现，而电镀本身是一个比较复杂的工艺过程，通过电荷的移动，铜离子、镍离子等以单质的形式，按照要求形成镀层。

在前端预处理工艺以及成型产品的清洗，都会使用大量水用来洗涤上面些杂质。与框架类、护栏类等电镀工艺不同的是，电子行业对精度要求高出很多，在洗水上，对水的纯净度要求也比较高，单纯的自来水不能满足要求，所以需要水进行纯化。

然而在整个生产工艺中槽液成分复杂，虽然水质比较纯，但是在进行清洗的过程中会将铜、镍、铬等重金属，氰化物或硫酸、盐酸、硝酸等酸性物质，以及表面活性剂、光亮剂、螯合剂等物质引入到水中，使其水质变得复杂。

这种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。

半导体是常温下导电性能介于导体和绝缘体中间的一种材料，经常被用来生产制作电子元器件，其生产废水主要来自于半导体生产工序中的腐蚀段，如线路板上的铜线是线路板铜箔纸赋箔赋铜之后做的蚀刻，由于使用了大量的氢氟酸、氟化铵等试剂，污染物浓度较高，如氟、氨等，废水一般呈强酸性。

其有机废水污染物主要为常规污染物，生产浓度与生产工艺和运行管理水平密切相关，COD一般在200~3000mg/L。对于半导体生产废水中的金属离子种类很多，主要有铜、镍、铬、锡、铅、银等，一般浓度在几十到几百mg/L左右。

电子行业废水处理工艺

对于电子半导体行业生产产生的废水常采用还原沉淀法、氧化破氰法、化学沉淀法、中和法、化学气浮法等工艺进行处理。

电镀废水治理中较为典型的是采用还原沉淀法治理铬废水，在废水中加入FeSO3，NaHSO3，Na2SO3，SO2或铁粉等使Cr还原成Cr，然后再加入NaOH或石灰乳沉淀分离。

此种工艺的优点是设备简单、投资少、处理量大，但要防止沉渣污泥造成二次污染。

对于含氰废水常采用氧化化学处理，如碱性氧化法、过氧化物法、水解法、臭氧处理法、电化学氧化法等。

废水中的重金属离子处理常采用化学沉淀法，向废水中加入药剂(NaOH、石灰等)，使水中重金属离子与碱的氢氧离子作用生成难溶于水的氢氧化物，然后把氢氧化物和水分离达到去除重金属离子的目的。

化学沉淀法的优点是处理效果好，处理废水可以回用生产，同时可以回收铬酸，复生碳酸钡。但钡盐货源、沉淀物分离以及污泥的二次污染尚须进一步解决。

化学沉淀处理含氟废水是向废水中投加石灰乳, 使氟离子与钙离子生成CaF2沉淀而除去, 但这种方法在处理后出水比较难达标、泥渣沉降缓慢且脱水困难。

中和法主要用来处理电镀厂的酸洗或碱洗废水，常用的有自然中和法、投药中和法、过滤中和法和滚筒式中和法等。另外用电石渣作为中和剂处理酸废水也有较好的效果，同时可以达到“以废治废”的目的。

化学气浮法原理是利用压力容器工作水骤然减压释放的大量微气泡，与加药混合后产生的凝聚状物黏附在一起，使其比重小于水而浮到水面上成为浮渣排除，从而使废水得到净化。

离子交换树脂法电子半导体废水中的应用

离子交换树脂是具有交换离子能力的官能团、网状结构、不溶性的高分子化合物，包括不溶性的三维网状骨架、骨架上连接的功能基团和功能基团所带的交换离子单元结构。

离子交换树脂法是利用离子交换树脂交换重金属离子，重金属浓度降低，去除废水中的金属离子。离子交换树脂交换吸附饱和后可进行再生，将离子交换树脂上的离子交换下来，使离子交换树脂恢复其交换能力，并且回收脱附下来的金属离子，浓缩回收利用。

离子交换树脂法是一种非常具发展潜力的废水治理方法，因其操作简单，整体流程简短，占地面积小，工艺技术成熟等优点，在废水处理中得到广泛应用，并且对不同废水的处理效果均较好，可将废水有效资源化利用。

离子交换树脂可处理重金属、去除水中氟离子，以及有机废水中的酸性或碱性物质。如Tulsimer® CH-87 、Tulsimer® CH-90等。

离子交换树脂含氟废水深度处理技术

Tulsimer® CH-87 是一款去除水溶液中氟离子的专用的凝胶型选择性离子交换树脂，具有氟化物选择性官能团的交联聚苯乙烯共聚物架构，对氟化物具有很强的选择性，可耐受氯离子、硫酸根、碳酸氢根等阴离子干扰。

其去除氟离子的能力可以达到 1ppm 以下的水平，在中性至碱性的 pH 范围内有极高的工作效率，并且很容易再生，并且 CH-87 可以用氯化铝或硫酸铝再生。

离子交换树脂重金属废水深度处理技术

Tulsimer® CH-90 是一款具有亚氨基二乙酸官能基及非常耐久型的巨孔状的选择性螯合型离子交换树脂，尤其适合于阳离子重金属的去除。其巨孔状树脂结构确保了离子扩散的优越性，从而给予了高效的去除性和再生性能。CH-90 树脂可以从具有较低的PH 水中去除金属，可以很好地控制减少成本效益。

调节PH 到适当的范围内去除金属，需要保持到6 以下，以防止金属氧化物及氢氧化物沉淀的生成。

与此同时，CH-90除铜镍等具有特定的选择性，尤其在镍离子及络合态镍(柠檬酸、醋酸、苹果酸、酒石酸、琥珀酸、羟基乙酸等，以及锌镍合金、镍铵络合物等)的处理方面有强的结合作用和应用优势，适合在酸性环境(pH值3左右)下直接对镍吸附。对于强络合镍，需要先破络再除镍(如EDTA镍)，饱和吸附量大约在50g/l。