隨著全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，半導(dǎo)體制造過程中產(chǎn)生的大量廢水已成為嚴峻的環(huán)境問題。半導(dǎo)體廢水通常含有高濃度的重金屬離子、有機溶劑和有毒化學(xué)物質(zhì)，若處理不當(dāng)將對水生態(tài)系統(tǒng)和人類健康造成長期危害。傳統(tǒng)的物理化學(xué)處理方法如沉淀、吸附等雖有一定效果，但存在處理不徹底、產(chǎn)生二次污染、運行成本高等缺點。在此背景下，高級氧化技術(shù)因其能夠高效降解難處理有機污染物而備受關(guān)注。

一、半導(dǎo)體廢水的來源與危害

半導(dǎo)體制造是一個復(fù)雜而精密的過程，涉及多個生產(chǎn)環(huán)節(jié)，每個環(huán)節(jié)都會產(chǎn)生不同類型的廢水，主要來源：

1、晶圓清洗廢水

2、刻蝕廢水

3、化學(xué)機械拋光廢水

4、電鍍廢水以及光刻工藝廢水

這些廢水中通常含有氟化物、銅、鉛、鎳等重金屬離子，以及異丙醇、丙酮、光刻膠等有機污染物，成分復(fù)雜且毒性大

未經(jīng)妥善處理的半導(dǎo)體廢水對環(huán)境和人體健康構(gòu)成多重危害：

1、重金屬可在生物體內(nèi)積累，導(dǎo)致神經(jīng)系統(tǒng)損傷和器官功能障礙

2、有機污染物可能具有致癌、致畸風(fēng)險

3、廢水中的酸堿物質(zhì)會破壞水體pH平衡，危害水生生態(tài)系統(tǒng)

4、某些含氟化合物甚至具有持久性有機污染物的特性，能在環(huán)境中長期存在并通過食物鏈富集

因此，開發(fā)高效、徹底的半導(dǎo)體廢水處理技術(shù)具有重要的現(xiàn)實意義。

二、紫外高級氧化技術(shù)

原理：UV-AOP即紫外催化高級氧化技術(shù)，是一種基于光化學(xué)反應(yīng)的廢水處理工藝。其重要在于利用紫外光（UV）激發(fā)強氧化劑（如過氧化氫）產(chǎn)生羥基自由基，這些活性極強的自由基能夠迅速攻擊廢水中的有機污染物分子，最終將其氧化為二氧化碳、水及其他無毒的小分子物質(zhì)。

具體來說，當(dāng)污水中的有機物分子吸收到足夠能量的紫外光線時，會轉(zhuǎn)化為激發(fā)態(tài)分子，同時過氧化氫在紫外光的照射下光解為高反應(yīng)性的羥基自由基。這些自由基隨后與廢水中的有機和無機物質(zhì)快速反應(yīng)，生成無毒的產(chǎn)物，如水和硫酸鹽等。整個過程中，多個氧化反應(yīng)共同作用，將復(fù)雜的有機污染物徹底降解為簡單、無害的物質(zhì)。

與傳統(tǒng)處理技術(shù)相比，紫外光氧化催化技術(shù)具有以下顯著優(yōu)勢：

1、高效性：UV-AOP設(shè)備技術(shù)能夠高效降解廢水中的有機物，包括難以生物降解的芳香族化合物和含磷、含氰等有毒物質(zhì)。通過優(yōu)化反應(yīng)條件和設(shè)備設(shè)計，UV-AOP系統(tǒng)可以在短時間內(nèi)實現(xiàn)高去除率，顯著提高廢水的可生化性和處理效率。

2、環(huán)保性：UV-AOP處理過程中不產(chǎn)生二次污染，無需添加大量化學(xué)藥劑，只消耗電能和雙氧水。殘余的雙氧水在反應(yīng)末期會自然消散，不會對環(huán)境造成額外負擔(dān)。此外，該技術(shù)還能有效去除廢水中的色度和異味，提升廢水處理后的水質(zhì)。

3、靈活性：UV-AOP設(shè)備技術(shù)具有較強的靈活性，可以根據(jù)不同廢水的水質(zhì)特性和處理需求進行定制化設(shè)計。通過調(diào)節(jié)紫外燈的波長、頻率和功率，以及控制雙氧水的加入量，可以實現(xiàn)對特定污染物的定向去除。同時，設(shè)備模塊化設(shè)計使得安裝、調(diào)試和維護更加便捷。

4、經(jīng)濟性：盡管UV-AOP設(shè)備技術(shù)初期投資相對較高，但其運行成本相對較低。隨著技術(shù)的不斷成熟和規(guī)模化應(yīng)用，設(shè)備成本逐漸降低。此外，UV-AOP系統(tǒng)的高效性使得處理后的廢水能夠更容易地通過后續(xù)的生化處理系統(tǒng)達到排放標(biāo)準(zhǔn)，進一步降低了整體處理成本。

UV-AOP設(shè)備技術(shù)廣泛應(yīng)用于各類高難度廢水的處理中：

制藥廢水：處理含有細胞抑制劑等難降解有機物的制藥廢水。

農(nóng)藥廢水：處理含有、吡蟲啉等農(nóng)藥成分的廢水。

化工廢水：處理含有芳香族化合物、有機磷、有機硫等高毒性、高鹽度廢水。

垃圾滲濾液：處理含有腐殖酸、苯胺等難降解物質(zhì)的垃圾滲濾液。

新能源廢水：處理電池、鋰電池等新能源產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生的廢水。

未來，隨著材料科學(xué)、光學(xué)技術(shù)和智能控制的發(fā)展，紫外光催化技術(shù)將朝著以下方向發(fā)展：

1、全光譜利用：開發(fā)寬光譜響應(yīng)催化劑，實現(xiàn)紫外-可見光全譜段高效利用。

2、過程強化：通過外場（電場、超聲等）協(xié)同，增強傳質(zhì)和量子效率。

3、精準(zhǔn)治理：針對特定污染物設(shè)計專用催化劑和工藝，實現(xiàn)選擇性降解。

4、智慧運維：結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)，實現(xiàn)系統(tǒng)智能優(yōu)化和預(yù)測性維護。

5、低碳運行：與可再生能源（如太陽能光伏）結(jié)合，降低碳足跡。

UV-AOP設(shè)備技術(shù)以其高效、環(huán)保、靈活和經(jīng)濟性等優(yōu)點，在廢水處理領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。隨著技術(shù)的不斷進步和成本的進一步降低，UV-AOP技術(shù)有望成為未來廢水處理的主流技術(shù)之一。我們期待更多的科研機構(gòu)和企業(yè)在這一領(lǐng)域進行深入研究和創(chuàng)新，共同推動廢水處理技術(shù)的發(fā)展和進步。