在半导体制造废水处理中，过滤技术扮演着至关重要的角色，用于去除多种污染物，包括悬浮固体、颗粒物、胶体、金属离子、有机物、氟化物等，以满足严格的排放标准或回用要求。根据处理阶段和目标污染物，常用的过滤器主要包括以下几类：
一、 预处理/初级过滤
1. 筛网过滤器：
作用： 去除大颗粒杂质、碎屑、纤维等，保护后续精密设备（如泵、膜系统）。
类型： 粗格栅、细格栅、篮式过滤器、自清洗过滤器。
应用： 废水进入处理系统的第一道关卡。
2. 多介质过滤器：
作用： 深度去除悬浮固体（SS）、胶体、浊度、部分有机物和铁锰等。利用不同粒径和密度的滤料（如无烟煤、石英砂、石榴石、磁铁矿）形成多层过滤床，进行深层过滤。
应用： 砂滤（Sand Filtration）是常见的预处理步骤，为后续膜处理（如UF, RO）提供进水保护。
3. 活性炭过滤器：
作用： 主要吸附去除溶解性有机物（TOC）、部分重金属离子、色素、异味、残留氧化剂（如余氯，保护下游膜）。活性炭具有巨大的比表面积和发达的孔隙结构。
应用： 常用于有机溶剂清洗废水、光刻胶显影/去胶废水、CMP（化学机械研磨）废水等的预处理，以及反渗透前的脱氯保护。
4. 除氟过滤器/反应沉淀系统：
作用： 专门针对含氟废水（如刻蚀、清洗工序产生）。通常先通过化学沉淀（加入钙盐，如石灰、氯化钙，生成氟化钙沉淀），然后配合絮凝沉淀池和介质过滤器（如砂滤、活性炭滤）去除形成的沉淀物。
应用： 氟化物处理是半导体废水处理的核心环节之一。
二、 核心深度过滤/分离技术
5. 超滤：
作用： 利用中空纤维或平板膜，孔径通常在0.01-0.1微米，能高效去除胶体、细菌、病毒、大分子有机物、以及绝大部分悬浮固体，产水浊度极低。是反渗透（RO）最有效的预处理屏障。
应用： 广泛应用于半导体废水处理的中间或深度处理环节，为RO提供高质量进水，极大减轻RO的污染负荷。
6. 反渗透：
作用： 利用半透膜和高压驱动，去除水中绝大部分溶解盐分（脱盐率>98%）、离子（包括重金属离子、硼等）、有机物、微生物等。是获得高品质回用水（如超纯水制备水源、冷却塔补水、工艺冲洗水）的关键技术。
应用： 半导体废水深度处理和回用的核心单元，常位于UF之后。处理含氨氮废水时，常需与离子交换或高级氧化组合。
7. 纳滤：
作用： 介于UF和RO之间，孔径约1纳米。能选择性去除二价及高价离子（如Ca²⁺, Mg²⁺, SO₄²⁻）、小分子有机物、部分一价离子，对单价离子（如Na⁺, Cl⁻）去除率较低。运行压力通常低于RO。
应用： 在半导体废水中，可用于特定组分的分离，如软化（去除硬度离子）、部分脱盐、去除特定有机物或染料分子（如果用到）。
三、 精处理/离子交换
8. 离子交换树脂：
作用： 通过树脂上的可交换离子（H⁺, OH⁻, Na⁺等）与水中的目标离子（如金属离子 Cu²⁺, Ni²⁺, Cr³⁺；铵根离子 NH₄⁺；阴离子 F⁻, SO₄²⁻等）进行交换，实现离子的深度去除和水的软化/除盐。可分为阳离子交换树脂、阴离子交换树脂、螯合树脂（对特定重金属有高选择性）等。
应用：
精处理： RO产水后的进一步提纯，用于制备超纯水（UPW）。
特定污染物去除： 深度去除低浓度的重金属离子（即使经过RO后残留的）、硼、硅、氨氮等。
回用前处理： 确保回用水质满足特定要求。
浓缩液处理： 处理RO浓缩液中的有价值金属或有毒离子。
9. 电去离子：
作用： 将离子交换树脂填充在电渗析器的隔膜之间，在外加直流电场作用下，利用离子交换膜的选择透过性和树脂的离子交换作用，实现连续深度除盐和树脂的电再生。无需化学再生，产水水质稳定且高。
应用： 主要用于RO产水的精处理，制备超纯水（UPW），是半导体行业超纯水制备的标准工艺之一（RO + EDI）。
四、 其他辅助过滤/技术
微滤： 孔径约0.1-10微米，用于去除更细小的悬浮物、部分细菌等。在半导体废水处理中，可能用于某些特定环节或作为UF的预处理。
袋式过滤器/滤芯式过滤器： 作为保安过滤器，通常安装在关键设备（如RO、UF膜组件）的进口前，去除可能从上游泄露的微小颗粒物（如破碎的活性炭、树脂碎片等），孔径通常在1-25微米。
化学沉淀/絮凝后的固液分离设备： 虽然本身不是严格意义的“过滤器”，但如沉淀池（澄清池）、溶气气浮（DAF）等，是去除化学混凝/沉淀形成的矾花（包含重金属氢氧化物、氟化钙、磷酸盐等）的关键步骤，其出水往往再经过介质过滤（如砂滤）进一步去除残留悬浮物。
膜生物反应器： 如果废水含有较高浓度的可生物降解有机物（如部分CMP废水、有机清洗废水），MBR（将生物处理与膜过滤结合）也是一种有效的处理技术，能获得高质量、低浊度的出水。
选择和应用要点
1. 水质特性： 必须根据具体半导体厂产生的废水成分（F⁻, NH₃-N, TOC, SS, 金属离子种类及浓度、pH、含盐量等）选择合适的过滤组合和工艺路线。
2. 处理目标： 是达标排放、部分回用（如厂务用水）还是制备超纯水（UPW）？目标不同，所需的过滤精度和组合差异巨大。
3. 系统集成： 过滤器通常不是单独工作的，而是组合在一个完整的处理流程中。例如：`格栅 -> 调节池 -> 除氟沉淀 -> 混凝沉淀/气浮 -> 多介质过滤 -> 活性炭过滤 -> UF -> RO -> EDI -> UPW`。
4. 污染控制与维护： 膜过滤（UF, RO, NF）和活性炭、树脂都存在污染或饱和问题，需要设计有效的清洗（CIP）和再生程序，保证系统长期稳定运行。
5. 浓缩液处理： RO、NF等膜过程会产生浓缩液，需要妥善处理（如进一步蒸发结晶、高级氧化、或专门的处理单元）。
6. 成本考量： 投资成本（CAPEX）和运行成本（OPEX，如能耗、化学品消耗、膜更换、废渣处置）是重要因素。
总而言之，半导体制造废水处理是一个高度复杂的过程，多介质过滤器、活性炭过滤器、超滤（UF）和反渗透（RO）是最核心和常用的过滤单元，离子交换（IX）和电去离子（EDI）则主要用于深度除盐和超纯水制备。具体应用哪种或哪几种过滤器，需要根据实际的废水水质、处理规模、最终水质要求以及经济性进行综合设计和选择。
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