案例：某12英寸晶圆厂芯片线废水处理项目

项目背景

某国际知名半导体企业在华东地区投资建设了一座12英寸晶圆制造厂，主要生产28纳米及以下工艺节点的芯片产品。该项目总投资超过200亿元，日排放废水量达到5000吨，其中芯片线废水占比约60%。由于芯片生产工艺复杂，废水中含有多种难降解有机物和重金属离子，对处理工艺提出了极高要求。

废水成分与来源

该芯片线废水主要来源于以下几个生产环节：

晶圆清洗废水：含有异丙醇(IPA)、四甲基氢氧化铵(TMAH)、氢氟酸(HF)等有机溶剂和酸碱物质

蚀刻废水：主要成分为铜、铝等金属离子以及氟化物、磷酸盐等

CMP(化学机械抛光)废水：含有纳米级二氧化硅、氧化铈等研磨颗粒以及有机络合剂

光刻工艺废水：含有光刻胶残余物、显影液等有机污染物

废水特性表现为COD浓度高(2000-5000mg/L)、氟化物含量高(200-800mg/L)、重金属种类多且浓度波动大、可生化性差(BOD/COD<0.1)等特点。

处理工艺流程

针对该项目的复杂水质特点，设计采用了"分类收集+物化预处理+生化处理+深度处理"的组合工艺路线：

分类收集系统

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将含氟废水、含铜废水、含有机溶剂废水分流收集

设置在线监测和自动分流装置

物化预处理单元

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含氟废水采用两级钙盐沉淀法，投加氯化钙和PAC，控制pH在7-8，使氟化物浓度从500mg/L降至15mg/L以下

含铜废水采用化学沉淀法，通过NaOH调节pH至9-10，加入硫化钠进行深度处理，铜离子从50mg/L降至0.3mg/L以下

高浓度有机废水经过芬顿氧化预处理，COD去除率达到60%以上

生化处理单元

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采用水解酸化+MBR组合工艺

水解酸化池HRT=12h，将大分子有机物分解为小分子

MBR系统采用PVDF中空纤维膜，MLSS维持在8000-10000mg/L

深度处理单元

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臭氧催化氧化：进一步降解难降解有机物

活性炭过滤：去除微量有机物和色度

紫外消毒：确保出水微生物指标达标

污泥处理系统

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采用板框压滤机脱水，污泥含水率降至60%以下

危险废物交由有资质单位处置

最终处理效果

该系统自2019年投入运行以来，处理效果稳定，主要出水指标为：

COD<50mg/L(进水平均3500mg/L)

氟化物<8mg/L(进水平均450mg/L)

铜离子<0.3mg/L(进水平均35mg/L)

氨氮<5mg/L

总磷<0.5mg/L

出水水质完全满足《电子工业水污染物排放标准》(GB39731-2020)特别排放限值要求，部分指标达到地表水Ⅳ类标准。项目每年可减少COD排放约4500吨，重金属减排量达15吨，环境效益显著。同时，系统实现了85%的水回用率，大幅降低了新鲜水消耗量。