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1實驗及樣品分析方法
1.1實驗用水來源
實驗用水為上海市有代表性的集成電路和印制電路板等半導體工業(yè)企業(yè)處理后的生產(chǎn)廢水、某獨立排水系統(tǒng)區(qū)域內(nèi)的地下水、地表水(周圍河水)及雨水泵站末端出流。
1.2樣品采集方法
借鑒EPA針對污染特征因子的采樣方法,在半導體企業(yè)正常生產(chǎn)時期內(nèi),每半小時在總排口進行水樣采集,共采集20個批次有效水樣;其它類型的水樣為每小時采集一次,共采集10個批次有效水樣,且水樣采集前48h和采集時間內(nèi)為晴天。
1.3實驗儀器
分析儀器:FA2004N電子天平、Agilent720ES等離子體發(fā)射光譜儀(ICP)、紫外分光光度計、磁力攪拌器、移液槍、滴定儀、雷磁PXSJ-216型氟離子計等。
1.4分析項目及檢測方法
CODCr、氨氮、硬度、表面活性劑、氰化物等采用國家標準方法進行檢測,氟離子濃度采用氟離子計進行檢測,銅、鋅等金屬離子用ICP檢測。
2試驗結(jié)果與分析
2.1不同類型水質(zhì)中氟離子濃度比較
半導體工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)廢水經(jīng)過物化和生化處理后,氟離子濃度雖然可以達到上海市半導體行業(yè)污染物排放標準,但其數(shù)值仍然相對較大。印制電路板企業(yè)處理后的生產(chǎn)廢水氟離子濃度為1.55~11.64mg/L,集成電路企業(yè)廢水處理后氟離子濃度為6.92~11.99mg/L,這與戴榮海等得出的集成電路產(chǎn)業(yè)廢水處理后氟離子濃度的水平是相當?shù)摹km然其總體已滿足達標排放的要求,但相較其它類型的水體,氟離子濃度是異常的高。如圖2所示,地表水、生活污水、地下水中氟離子濃度雖各在一定的范圍內(nèi),但其總體水平都很低,均值濃度不超過2mg/L,遠低于半導體工業(yè)企業(yè)廢水中氟離子濃度。
2.2氟離子作為半導體工業(yè)廢水污染特征因子的可行性分析
目前國內(nèi)外關(guān)于半導體工業(yè)廢水的污染特征因子研究很少或沒有。美國EPA雨水系統(tǒng)混接調(diào)查技術(shù)指南中也只是羅列出部分工業(yè)生產(chǎn)過程中可能的污染特征因子。根據(jù)半導體工業(yè)企業(yè)的一般工藝過程,氟離子是可能的污染特征因子之一,同時鉻、銅、鋅和氰化物等也可能成為污染特征因子。但試驗結(jié)果并沒有檢測到銅、鋅等金屬離子的存在,氰化物濃度也只是略高于最低檢測限。由于印制電路板和集成電路企業(yè)是半導體行業(yè)的主要組成部分,因此可將印制電路板企業(yè)生產(chǎn)廢水和集成電路企業(yè)生產(chǎn)廢水中氟離子濃度視為半導體工業(yè)廢水中氟離子濃度,且氟離子濃度指標為保守型物質(zhì),管道中基本不發(fā)生物化、生化反應;同時其在不同混接類型水中的濃度差異顯著,且具體針對每一種類型,濃度相對穩(wěn)定;而且具有良好的檢出限、靈敏度和較高的可重復性,符合美國EPA對污染特征因子的確定標準。
3結(jié)論與建議
(1)氟離子濃度可作為以印制電路板和集成電路為主的半導體工業(yè)廢水的污染特征因子,其濃度均值為7.3mg/L,遠高于其它類型的水質(zhì)。
(2)氟離子濃度可作為半導體工業(yè)廢水污染特征因子用于雨污混接問題中混接水量的計算,但由于在混接類型的確定過程中進行了簡化處理,且濃度數(shù)據(jù)是以均值代入,因此只能得到相對比較接近的混接水量比例。
(3)針對以印制電路板和集成電路為主的半導體工業(yè)廢水,可應用氟離子濃度作為污染特征因子用于雨污混接的混接源診斷。若要計算混接水量比例,需事先對研究范圍內(nèi)的工業(yè)企業(yè)進行分析,同時還需選擇相對獨立的排水系統(tǒng),便于水量和污染特征因子的守恒計算。
(4)嚴控半導體工業(yè)廢水的排放,以防止其混入雨水管網(wǎng)或其它水體中,造成高濃度的氟離子威脅人體健康和危害生態(tài)環(huán)境的不良影響。(本文來自于《綠色科技》雜志。《綠色科技》雜志簡介詳見.)
作者:程云單位:同濟大學污染控制與資源化國家重點實驗室