專(zhuān)利名稱(chēng)：一種化學(xué)機(jī)械研磨廢液的處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種化學(xué)機(jī)械研磨廢液的處理方法。
背景技術(shù)：
化學(xué)機(jī)械研磨法產(chǎn)生的廢液中通常含有多種有機(jī)污染物質(zhì)，但限于商業(yè)機(jī)密，有 些物質(zhì)的成分無(wú)法確認(rèn)。這些污染物質(zhì)產(chǎn)生于研磨液、制造過(guò)程與后段清洗中，通常包括研 磨墊，粘合膠、腐蝕抑制劑、金屬絡(luò)合劑、表面活性劑、穩(wěn)定劑、分散劑、有機(jī)酸堿和其他添加 物。這些有機(jī)化合物的種類(lèi)與濃度在不同的研磨液中，通常會(huì)有較大差異，并且其溶解度隨 PH值影響而發(fā)生變化?；瘜W(xué)機(jī)械研磨作為集成電路的重要制造過(guò)程，其間消耗大量水資源并產(chǎn)生大量研 磨廢液，對(duì)環(huán)境造成相當(dāng)大的負(fù)荷?，F(xiàn)在通常的化學(xué)機(jī)械研磨液廢液的處理方法有如下幾種1.絮凝法主要包括化學(xué)絮凝沉降法和電化學(xué)絮凝沉降法；去除廢液中絕大部分 懸浮物和部分有機(jī)物質(zhì)?；瘜W(xué)絮凝沉降法通常是向化學(xué)機(jī)械研磨廢液中加入電解質(zhì)和混凝劑，使研磨劑顆 粒表面雙電層壓縮，表面電位能下降，達(dá)到去穩(wěn)定效果，使微小顆粒凝聚成大顆粒，再以重 力方式沉降。這種方法可以去除懸浮的膠體顆粒和部分有機(jī)物質(zhì)。但對(duì)于水溶性較好和相 對(duì)較高濃度的有機(jī)物質(zhì)并不能有效去除。電化學(xué)絮凝沉降法采用外加電場(chǎng)使研磨劑和其他雜質(zhì)顆粒表面電位能下降，穩(wěn)定 劑分解達(dá)到去穩(wěn)定效果，在混凝劑的作用下凝聚成大顆粒，再以重力方式沉降。同樣，電化 學(xué)絮凝沉降法對(duì)于水溶性較高和相對(duì)較高濃度的有機(jī)物質(zhì)也不能有效去除。2.氧化法氧化法主要是通過(guò)氧化作用加速有機(jī)物質(zhì)的降解和轉(zhuǎn)化。主要包括空 氣氧化法、化學(xué)氧化法和電解氧化法；空氣氧化法，即利用曝氣風(fēng)機(jī)將廢水暴露在空氣中，利用空氣中的氧氣氧化廢水 中的有機(jī)物質(zhì)使之降解和轉(zhuǎn)化；化學(xué)氧化法，即在廢水中加高錳酸鉀、液氯、臭氧等強(qiáng)氧化劑，使有機(jī)物質(zhì)與氧化 劑發(fā)生氧化反應(yīng)，來(lái)降解和轉(zhuǎn)化；電解氧化法，即利用電解的基本原理，使廢水中有害物質(zhì)通過(guò)電解過(guò)程，在陰陽(yáng)兩 級(jí)分別發(fā)生氧化和還原反應(yīng)，以消除污染物質(zhì)。3.生物降解法它是利用自然界存在的各種微生物，將廢水中有機(jī)物質(zhì)進(jìn)行降 解，達(dá)到廢水凈化的目的。主要包括好氧生物降解法與厭氧生物降解法。好氧生物降解法是利用曝氣風(fēng)機(jī)往廢水中通入大量空氣以提供充足的氧氣，并注 意調(diào)節(jié)PH值、溫度和增加必要的養(yǎng)料等，為好氧微生物大量繁殖、生長(zhǎng)和發(fā)育提供良好的 環(huán)境，以便它們能大量分解廢水中的有機(jī)物，達(dá)到去除有機(jī)物質(zhì)的目的。厭氧生物降解法是將廢水封閉在密閉的容器中使之與空氣隔絕，利用厭氧微生物 使廢水發(fā)酵，達(dá)到去除有機(jī)物質(zhì)的目的。
通常的廢水處理方法，其缺點(diǎn)是1、對(duì)于水溶性好和相對(duì)濃度較高的有機(jī)物質(zhì)不能有效去除，這類(lèi)物質(zhì)對(duì)于廢水排 放標(biāo)準(zhǔn)的化學(xué)需氧量(即COD值)控制具有最直接的沖擊；2、對(duì)化學(xué)機(jī)械研磨廢液中的有機(jī)物質(zhì)進(jìn)行處理時(shí)，一般在絮凝法之前或同時(shí)進(jìn)行 氧化處理，由于廢水中的有機(jī)物質(zhì)含量較高，對(duì)加入一定量的氧化劑的氧化效果有很大影 響，由于氧化劑的存在對(duì)化學(xué)絮凝沉降法的絮凝效果也有很大影響，在一定的濃度范圍內(nèi) 會(huì)大大降低絮凝效率。3、在加藥量一定的情況下，如果需要維持合適的絮凝效率和氧化效果，通常需要 使用較高濃度的混凝劑，更高濃度或更強(qiáng)氧化性的氧化劑，這樣會(huì)明顯加大操作的復(fù)雜性 和成本控制的壓力。處理效果取決于藥劑與廢水量的百分比，對(duì)于高濃度化學(xué)機(jī)械研磨廢 液的處理，混凝劑、氧化劑一般的使用濃度為0. 03 0. 06g/ml和0. 02 0. 04g/ml。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于克服了現(xiàn)有的化學(xué)機(jī)械研磨廢液的處理方法中， 采用氧化和絮凝一步法或先氧化再絮凝時(shí)混凝劑和氧化劑使用濃度與使用量高，處理效率 低，操控困難，成本高，排放的水質(zhì)不穩(wěn)定等缺陷，提供了一種化學(xué)機(jī)械研磨廢液的處理方 法，其能有在減少混凝劑和氧化劑用量的同時(shí)效降低化學(xué)機(jī)械研磨廢液中的COD值，提高 氧化效率，降低化學(xué)機(jī)械研磨廢液的處理成本。本發(fā)明提供了一種化學(xué)機(jī)械研磨廢液的處理方法，其包括下述步驟(1)采用絮凝法處理化學(xué)機(jī)械研磨廢液，(2)采用氧化法處理化學(xué)機(jī)械研磨廢液。其中，步驟(1)的絮凝法中使用的混凝劑可采用所有本領(lǐng)域中常用的各類(lèi)混凝 劑，如無(wú)機(jī)混凝劑、有機(jī)高分子混凝劑和高效復(fù)合型混凝劑等中的一種或多種；較佳的為 聯(lián)合使用高效復(fù)合型混凝劑和有機(jī)高分子混凝劑，其中的有機(jī)高分子混凝劑還可起到提高 沉降速度的作用。所述的無(wú)機(jī)混凝劑可選用本領(lǐng)域常規(guī)使用的各類(lèi)無(wú)機(jī)混凝劑，較佳的為 聚合氯化鋁、聚合磷酸鋁、聚合硫酸鐵、聚合氯化鐵和聚合磷酸鐵等中的一種或多種。所述 的有機(jī)高分子混凝劑可選用本領(lǐng)域常規(guī)使用的各類(lèi)有機(jī)高分子混凝劑，較佳的為聚丙烯酰 胺、聚丙烯酸納和聚二甲基二丙烯基氯化銨等中的一種或多種。所述的高效復(fù)合型混凝劑 可選用本領(lǐng)域常規(guī)使用的各類(lèi)高效復(fù)合型混凝劑，較佳的為聚合氯化鋁鐵、聚合硫酸氯化 鋁鐵、聚氯硫酸鐵、聚合硫酸鋁鐵、聚磷氯化鋁、聚硅氯化鋁和聚硅酸鋁鐵等中的一種或多 種，更佳的為聚合氯化鋁鐵、聚合硫酸氯化鋁鐵和聚硅酸鋁鐵中的一種或多種。本發(fā)明所述 的混凝劑的用量可采用本領(lǐng)域高濃度化學(xué)機(jī)械研磨廢液處理方法中的常規(guī)用量，較佳的為 0. 03 0. 06g/ml化學(xué)機(jī)械研磨廢液；此外采用本發(fā)明的處理方法還能降低混凝劑的用量， 其用量可僅為0. 01 0. 04g/ml化學(xué)機(jī)械研磨廢液，比常規(guī)用量低。其中，步驟O)的氧化法中使用的氧化劑可采用本領(lǐng)域中常用的氧化劑，如液態(tài) 氯、二氧化氯、高氯酸鉀、臭氧、過(guò)氧化氫和高錳酸鉀等中的一種或多種，較佳地本發(fā)明還 能利用本領(lǐng)域難以使用的溫和的氧化劑實(shí)現(xiàn)氧化效果，如次氯酸鈉和/或次氯酸鈣。所述 的氧化劑的用量可采用本領(lǐng)域處理高濃度化學(xué)機(jī)械研磨廢液的常規(guī)用量，甚至比常規(guī)用 量更低。所述的氧化劑的用量較佳的為0. 002 0. 04g/ml化學(xué)機(jī)械研磨廢液，更佳的為0. 002 0. 03g/ml化學(xué)機(jī)械研磨廢液。在本發(fā)明一較佳的實(shí)例中所述的化學(xué)機(jī)械研磨廢液的處理方法包括下述步驟(1)向化學(xué)機(jī)械研磨廢液中加入高效復(fù)合型混凝劑溶液，調(diào)節(jié)pH至7 10，攪拌 均勻后加入有機(jī)高分子混凝劑溶液，再次攪拌使之均勻。(2)靜置后取上層清液，調(diào)節(jié)pH值至小于7，加入氧化劑溶液，攪拌使之氧化即可。其中，步驟(1)中所述化學(xué)機(jī)械研磨廢液中高效復(fù)合型混凝劑和有機(jī)高分子混凝 劑的總含量較佳的為0. 03 0. 06g/ml化學(xué)機(jī)械研磨廢液，更佳的為0. 01 0. 04g/ml化 學(xué)機(jī)械研磨廢液；所述化學(xué)機(jī)械研磨廢液中氧化劑的含量較佳的為0. 002 0. 04g/ml化學(xué) 機(jī)械研磨廢液，更佳的為0. 002 0. 03g/ml化學(xué)機(jī)械研磨廢液。其中，所述高效復(fù)合型混凝劑溶液中高效復(fù)合型混凝劑溶液的質(zhì)量濃度較佳的為 10 40%;所述的有機(jī)高分子混凝劑溶液中有機(jī)高分子混凝劑的質(zhì)量濃度較佳的為0. 5 2% ；步驟⑵中，所述的靜置的時(shí)間較佳的為大于10分鐘。所述的pH值較佳的為3 6，以提高氧化速度與效率。所述的氧化劑溶液中氧化劑的質(zhì)量濃度較佳的為5 15%。所 述的攪拌的時(shí)間較佳的為4小時(shí)以上，為氧化反應(yīng)提供充足的氧化時(shí)間。本發(fā)明中，上述優(yōu)選條件可任意組合，即得本發(fā)明各較佳實(shí)例。本發(fā)明的原料和試劑均市售可得。本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于1、本發(fā)明提供了一種不同于現(xiàn)有的絮凝、氧化一步法或者先氧化再絮凝的化學(xué)機(jī) 械研磨廢液的處理方法，其先采用絮凝法再用氧化法進(jìn)行處理，有利于提高絮凝和氧化的 效率。2、采用先絮凝再氧化工藝處理化學(xué)機(jī)械研磨廢液后，可單獨(dú)對(duì)絮凝和氧化步驟進(jìn) 行理化指標(biāo)監(jiān)控，有利于提高工藝操作的可控性；3、基于先絮凝再氧化工藝處理后，可采用易于獲得、理化性質(zhì)溫和穩(wěn)定，環(huán)境友好 的氧化劑，在低氧化劑濃度下即可滿(mǎn)足對(duì)化學(xué)機(jī)械研磨廢液中的有機(jī)物質(zhì)進(jìn)行高效的氧化 分解，使化學(xué)機(jī)械研磨廢液更易于達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)并大大降低化學(xué)機(jī)械研磨廢液處理成 本。
具體實(shí)施例方式下面用實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，但本發(fā)明并不受其限制。下述各實(shí)施例中，30%的氫氧化鈉溶液的配置方法為氫氧化鈉30克和70克去離 子水混合。10%的硫酸溶液的配置方法為濃硫酸10. 42克和89. 58克去離子水混合。下述各實(shí)施例中的百分比除另有說(shuō)明的以外，皆為質(zhì)量百分比。實(shí)施例1一、配置混凝劑溶液1) 30克高效復(fù)合型混凝劑聚合硫酸氯化鋁鐵和70克去離子水配制成濃度為30 % 的高效復(fù)合型混凝劑溶液100克。2) 1克有機(jī)高分子混凝劑聚丙烯酰胺非離子型和99克去離子水配制成濃度為1 % 的有機(jī)高分子混凝劑溶液100克。
二、配置氧化劑溶液10克氧化劑次氯酸鈉和90克去離子水配制成濃度為10%的 氧化劑溶液100克。三、化學(xué)機(jī)械研磨廢液的處理1)向50ml化學(xué)機(jī)械研磨廢液中加入10克上述高效復(fù)合型混凝劑溶液，用30%的 氫氧化鈉溶液將PH調(diào)到8，攪拌2分鐘，再加10克上述有機(jī)高分子混凝劑溶液，2分鐘后將 攪拌機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)至20r/min，攪拌3分鐘后停止。2)靜置10分鐘，然后取上層清液。用10%的硫酸溶液將其pH值調(diào)到5 (調(diào)至酸 性有利于提高氧化效率)。向其中加入10克上述氧化劑溶液，同時(shí)以60r/min的轉(zhuǎn)速攪拌 使之氧化，4小時(shí)后停止取樣。處理前后廢液的檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1 表 權(quán)利要求
1.一種化學(xué)機(jī)械研磨廢液的處理方法，其特征在于其包括下述步驟(1)采用絮凝法處理化學(xué)機(jī)械研磨廢液，(2)采用氧化法處理化學(xué)機(jī)械研磨廢液。
2.如權(quán)利要求1所述的處理方法，其特征在于步驟(1)的絮凝法中使用的混凝劑為 無(wú)機(jī)混凝劑、有機(jī)高分子混凝劑和高效復(fù)合型混凝劑中的一種或多種；步驟O)的氧化法 中使用的氧化劑為液態(tài)氯、二氧化氯、高氯酸鉀、臭氧、過(guò)氧化氫、高錳酸鉀、次氯酸鈉和次 氯酸鈣中的一種或多種。
3.如權(quán)利要求1或2所述的處理方法，其特征在于所述的無(wú)機(jī)混凝劑可為聚合氯化 鋁、聚合磷酸鋁、聚合硫酸鐵、聚合氯化鐵和聚合磷酸鐵等中的一種或多種；所述的有機(jī)高 分子混凝劑為聚丙烯酰胺、聚丙烯酸納和聚二甲基二丙烯基氯化銨中的一種或多種；所述 的高效復(fù)合型混凝劑為聚合氯化鋁鐵、聚合硫酸氯化鋁鐵、聚氯硫酸鐵、聚合硫酸鋁鐵、聚 磷氯化鋁、聚硅氯化鋁和聚硅酸鋁鐵中的一種或多種。
4.如權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的處理方法，其特征在于步驟(1)中的絮凝法使 用的混凝劑的用量為0. 03 0. 06g/ml化學(xué)機(jī)械研磨廢液；步驟O)中氧化法使用的氧化 劑的用量為0. 002 0. 04g/ml化學(xué)機(jī)械研磨廢液。
5.如權(quán)利要求4所述的處理方法，其特征在于所述的混凝劑的用量0.01 0. 04g/ml 化學(xué)機(jī)械研磨廢液；所述的氧化劑的用量為0. 002 0. 03g/ml化學(xué)機(jī)械研磨廢液。
6.如權(quán)利要求1所述的處理方法，其特征在于所述的步驟(1)經(jīng)過(guò)下述步驟向化學(xué) 機(jī)械研磨廢液中加入高效復(fù)合型混凝劑溶液，調(diào)節(jié)pH至7 10，攪拌均勻后加入有機(jī)高分 子混凝劑溶液，再次攪拌使之均勻；所述的步驟( 經(jīng)過(guò)下述步驟將步驟(1)處理過(guò)的廢液靜置后取上層清液，調(diào)節(jié)PH 值至小于7，加入氧化劑溶液，攪拌使之氧化即可。
7.如權(quán)利要求6所述的處理方法，其特征在于所述高效復(fù)合型混凝劑溶液中高效復(fù) 合型混凝劑溶液的質(zhì)量濃度為10 40% ；所述有機(jī)高分子混凝劑溶液中有機(jī)高分子混凝 劑的質(zhì)量濃度為0. 5 2% ；所述氧化劑溶液中氧化劑的質(zhì)量濃度為5 15%。
8.如權(quán)利要求6所述的處理方法，其特征在于步驟O)中的攪拌時(shí)間為4小時(shí)以上。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種化學(xué)機(jī)械研磨廢液的處理方法，其特征在于其包括下述步驟(1)采用絮凝法處理化學(xué)機(jī)械研磨廢液，(2)采用氧化法處理化學(xué)機(jī)械研磨廢液。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于克服了現(xiàn)有的化學(xué)機(jī)械研磨廢液的處理方法中，采用氧化和絮凝一步法或先氧化再絮凝時(shí)混凝劑和氧化劑使用濃度與使用量高，處理效率低，操控困難，成本高，排放的水質(zhì)不穩(wěn)定等缺陷，提供了一種新的化學(xué)機(jī)械研磨廢液的處理方法，降低化學(xué)機(jī)械研磨廢液中COD值，提高氧化效率，降低化學(xué)機(jī)械研磨廢液的處理成本。
文檔編號(hào)C02F1/52GK102107942SQ20091020082
公開(kāi)日2011年6月29日 申請(qǐng)日期2009年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月25日
發(fā)明者朱杰, 胡建華 申請(qǐng)人:安集微電子(上海)有限公司