标准64位cpu

3上海市《半导体行业污染物排放标准》编制说明(征求意见稿)上海市环境科学研究院二O二一年二月目录一、项目背景1(一)任务来源1(二)主要工作过程1二、行业概况2(一)行业总体发展概况2(二)行业技术发展情况41.
芯片设计业42.
芯片制造业53.
芯片封装业6(三)行业发展规划与主要任务7三、标准修订的必要性8(一)国家与上海市相关政策和管理要求8(二)半导体行业的主要环境问题9(三)现行环保标准存在的问题9四、标准修订的原则及技术路线9(一)标准修订的原则9(二)标准修订的技术路线10五、国内外相关标准情况12(一)国内半导体行业相关标准121.
国家电子工业污染物排放标准122.
北京电子工业大气污染物综合排放标准133.
江苏省半导体行业标准154.
天津工业企业挥发性有机物排放控制标准17(二)国外和地区半导体行业相关标准181.
美国半导体行业空气污染物排放标准182.
美国半导体行业废水污染物排放标准193.
德国半导体行业水污染物排放标准204.
世界银行污染预防和削减手册的相关标准215.
台湾半导体行业气污染物排放标准226.
台湾晶圆制造及半导体制造业放流水标准23(三)上海市综合排放标准241.
上海市水污染物综合排放标准242.
上海市大气污染物综合排放标准25六、半导体行业污染物排放状况及污染防治技术分析26(一)产污节点27(二)废水排放及治理311.
含氟废水312.
酸碱废水313.
含氨废水334.
有机废水335.
电镀废水346.
含铜废水34(三)废气排放及治理361.
酸碱废气372.
有机废气383.
有毒气体394.
含氟气体395.
一般废气40七、标准主要技术内容40(一)标准适用范围40(二)标准修订基本思路411.
废水标准修订基本思路412.
废气标准修订基本思路423.
环境管理要求42(三)术语和定义43(四)执行时段划分43(五)污染物控制指标的选择431.
废水控制因子选择432.
废气控制因子选择44(六)水污染物排放限值的确定441.
一类污染物452.
二类污染物483.
综合毒性指标60(七)有组织大气污染物排放限值的确定611.
酸性废气612.
碱性废气673.
有机废气694.
有毒气体735.
颗粒物746.
氮氧化物757.
锡及其化合物76(八)无组织大气污染物排放限值的确定77八、国内外相关标准对比分析78(一)水污染物相关排放标准对比分析78(二)大气污染物相关排放标准对比分析80九、实施本标准的环境效益和经济技术分析81(一)技术可达性分析811.
废水处理技术可达性分析812.
废气处理技术可达性分析84(二)经济分析861.
投资估算862.
运行费估算87(三)环境效益分析88十、说明88项目背景任务来源为加强对上海市半导体行业的污染排放控制,上海市于2006年11月1日正式发布了上海市的《半导体行业污染物排放标准》(DB31/374-2006),于2007年2月1日正式实施.
该标准适用于半导体企业水污染物、大气污染物排放的管理,是全国第一个针对挥发性有机物(VOCs)制订限值的排放标准.
2016年,由上海市环境科学研究院对该标准的实施情况进行了评估.
结合标准实施情况,以及十多年来上海市及国家在水和大气环境方面新的管理要求,建议对标准进行修订.
2017年10月,由上海市生态环境局下达标准修订任务.

主要工作过程上海市环境科学研究院自标准修订任务下达后,主要工作进展情况如下:(1)2017年10月,课题组正式启动标准修订研究工作,着手开展了国内外资料调研工作,包括对国内外相关排放标准、污染物控制技术、上海市半导体企业近年发展情况等,同时课题组与国家电子工业污染物排放标准制订课题组保持紧密联系,随时掌握国家标准编制动态.
2018年6月,本修订标准纳入原上海市质量技术监督局2018年度第一批上海市地方标准制修订项目计划.

(2)2018年5月,课题组召集上海市的集成电路制造、封装测试及分立器件企业代表及行业协会代表召开座谈会,了解企业环境管理现状,现行标准实施过程中遇到的问题,听取对标准修订的意见,并在会后收集了企业2016年和2017年的废水、废气监测数据.
2018年7月,课题组向集成电路制造企业发放了资料清单,进一步收集了有关污染治理设备、环境监测、无组织排放等方面的资料.
2019年5月,课题组参加了中国半导体协会举办的世界半导体大会,与行业协会代表及企业代表进一步沟通交流了环境标准的修订情况,听取企业意见.

(3)2018年5月至2021年1月,课题组多次赴上海市松江、徐汇、张江、临港等区域开展半导体企业现场调研,了解企业实际生产和污染治理情况.
同时,还多次赴大连、北京、南通、无锡等地,了解外地半导体行业的发展和治理情况.

(4)2018年8月至2019年7月,课题组选择上海市具有代表性的集成电路企业如华力、华虹宏力、台积电、中芯国际、安靠等,开展现场监测工作,监测内容包括废水中的VOCs、总有机碳、发光细菌抑制率;无组织排放的非甲烷总烃、VOCs、硫酸雾、氰化氢、苯、氯气、氯化氢等.

(5)2021年2月,基于以上研究工作成果,形成修订标准的征求意见稿.
行业概况行业总体发展概况我国实施制造强国战略的第一个十年行动纲领《中国制造2025》已经由国务院批准发布,明确了中国制造业"由大到强"的发展路径.
新一代信息技术与制造业深度融合,正在引发影响深远的产业变革.
新型电子产业具有规模大、技术进步快、产业关联度强等特征,是经济增长的重要引擎,更是我国国民经济重要战略性新兴产业.
近年来,我国电子信息制造业发展总体势头良好,生产呈现快速增长态势,出口进入平稳增长区间,行业效益水平持续提升,固定资产投资保持高速增长.
随着产业集中度的提升,产业区域聚集效应日益凸显,主要分布在长江三角洲、珠江三角洲、环渤海以及中西部区域,产业集聚效应及基地优势地位日益明显,在全球产业布局中的影响力不断增强.
伴随着东部地区土地资源和矿产资源紧张,部分生产基地纷纷向中西部地区转移.
空间分工已具雏形,主要体现在产业空间分工和价值链空间分工两大方面.
珠江三角洲电子信息产业集群和福州厦门电子带包括深圳、东莞、中山、惠州、福州、厦门等地,是消费类电子产品、电脑零配件以及部分电脑整机的主要生产、组装基地,目前主要承担制造职能;长江三角洲电子信息产业集群,包括南京、无锡、苏州、上海、宁波等地,主要是笔记本电脑、半导体、消费电子、收集及零部件的生产、组装基地,目前除主要承担制造职能外还承担部分的研发职能,其中上海还是国内外知名IT公司总部的汇集地;环渤海电子信息产业集群,包括北京、天津、青岛、大连、济南等地主要从事通信、软件、元器件、家电的生产,目前除承担制造职能外还承担研发职能,尤其是北京,是全国电子信息产品的研发、集散中心,国内外知名IT公司总部的汇集地;而成都、西安、武汉等地则主要是家电、元器件、军工电子的生产基地,目前主要承担制造职能.

上海是我国集成电路产业最集中、产业链相对最为完整、综合技术水平最高的产业基地.
"十二五"期间以来,上海的集成电路产业销售收入呈现逐步持续稳定地增长态势.
2019年,全市上海集成电路产业实现销售收入1705.
56亿元,占全国集成电路产业销售收入的22.
6%.

注:为进行同口径比较,上海集成电路产业规模仅包括IC设计业、芯片制造业及封装测试业,不包括设备材料业.
数据来源:2020年上海集成电路产业研究报告图2-12011-2019年上海集成电路产业销售规模情况具体到产业中的各行业的发展而言,近年来,设计业保持两位数的快速增长,芯片制造业在2012年后随着半导体市场的新一轮发展周期增长明显趋快,封装测试业则处于低位平稳增长.
数据来源:2020年上海集成电路产业研究报告图2-2上海集成电路产业各行业销售额情况与2011年相比,2019年时的上海集成电路产业中,设计业比重由23.
7%提升到41.
9%,芯片制造业比重基本保持在20%以上,封装测试业的比重则由45.
5%逐步下降至22.
4%,产业链比重结构与世界先进的产业链比重结构逐步靠拢,越来越向合理和先进方向推进.

随着国家进一步贯彻落实《国家集成电路产业发展推进纲要》,以及《中国制造业2025》等国家战略的实施,上海集成电路产业将展示出更为广阔的发展前景.
行业技术发展情况芯片设计业芯片设计企业从事的集成电路产品分布跨度很大,种类繁多,如移动智能终端、无线通信及互联网、智能卡、电源管理、显示驱动、电能计量及电力线载波通信、音视频多媒体、等各类芯片.
MEMS(传感器)、汽车电子和高端通用芯片64位CPU和FPGA(现场可编程门阵列芯片)等都是近几年研发和生产的新兴领域产品.
从技术水平上看,上海市集成电路设计业主流技术为40-28-16/14nm,只能移动终端芯片先进设计技术12nm趋向成熟并正在扩展应用,最先进的智能手机SoC已达到6nm设计水平.

芯片制造业上海是我国大陆芯片制造企业相对最为集中、工艺技术水平相对最为先进的产业基地.
上海芯片制造企业主要有中芯国际(上海)、华虹集团旗下上海华力和华虹宏力、台积电(中国)、积塔半导体、上海新进芯半导体和凸版中芯彩晶电子(上海)8家企业.
2019年,中芯国际14nm顺利量产,华虹集团28nm工艺技术持续优化并实现量产,推进上海晶圆代工业产业规模进一步夸大,技术持续升级.
目前,上海正在运营的12英寸晶圆生产线有4条,合计产能为12.
8万片/月;8英寸线9条,合计产能已提升至53.
4万片/月;另有3条6英寸生产线和1条5英寸生产线,产能分别为12.
2万片/月和0.
7万片/月.
在主要的工艺技术水平方面也已取得了跨越式的发展,逐渐缩小了与全球先进工艺技术的差距.
目前,已引入和量产了0.
18μm、0.
13μm、90nm、65-55nm、40nm及28nm等6代工艺技术,10nm和7nm工艺已在中芯国际进入研发阶段.
同时,上海华虹宏力、台积电(中国)等主流8寸线企业在0.
18nm、0.
13nm、90nm工艺平台下开发了多种国内急需的特色工艺模块,嵌入式闪存、BCD工艺、GeSi,BiCMOS,1GBT、SOI、CMOS图像传感器(CIS)、MEMS等特色工艺模块己经为国内外客户进行量产代工.
表2-1给出了目前上海市主要芯片制造企业的生产工艺和产能情况.
表2-1上海市主要芯片制造企业生产工艺和产能情况企业生产线晶圆尺寸(英寸)工艺技术水平产能(万片/月)中芯国际(上海)中芯南方1214-12nm3.
5中芯南方1214-10-7nm3.
5,建设中Fab81265-40-28nm1.
5Fabl80.
35-0.
11μm12Fab2Fab8B8CMOS-MEMS芯片5Fab3B80.
13-90nra铜互连3Fab98CMOS图像传感器芯载彩色滤膜制作1华虹集团华虹一厂80.
35-0.
095μm6.
5华虹二厂81.
0-0.
18μm6华虹三厂80.
35-0.
09μm5.
3华虹五厂1255-28nm3.
8华虹六厂1228-14nm4.
0华虹七厂1290-65nm4.
0积塔半导体1265nmBCD5(在建)80.
35-0.
11μm6(在建)上海先进Fab180.
50-0.
25μm数模混合2.
6Fab261.
0-0.
8μmBCD/BiCMOS/IGBT4.
2Fab354.
0-1.
25μm模拟0.
7台积电(中国)80.
35-0.
13μm13上海新进63.
0-0.
5μm数模混合6上海新进芯60.
6-0.
18μm数模混合3数据来源:2020年上海集成电路产业研究报告芯片封装业上海集成电路封装测试企业大多为世界主要封装测试厂商在上海的全资控股子公司,具有较大的产能规模和技术能力.
近年来,随着国内移动智能终端芯片、无线通信芯片、新型高压功率模块和各种类型MEMS器件(传感器)等产品的迅速发展,对射频芯片、高压功率模块以及各种类型MEMS器件等的先进封装都提出了迫切需求,企业积极引进世界先进的封装测试技术,推动升级转型.
技术上已从传统的插入式封装形式如DIP(双列直插式封装)和S1P(单列直插式封装)等升级到世界先进封装形式如球栅阵列(BGA)、PGA、倒装焊(Flip-Chip)、晶圆级封装(WLP)、芯片级封装(CSP),更先进的3D/2.
5D叠层式封装也有小批量生产对此.

行业发展规划与主要任务自2015年开始,上海市政府以《国家集成电路发展推进纲要》为准则,针对《中国制造2025》、"互联网+"等对集成电路产业新的需求为依据,结合国际领先水平的科创中心的建设,采取各项措施,推进上海集成电路产业的发展.
根据《上海促进电子信息制造业发展"十三五"规划》,上海计划建成中国内地最为完备、技术最为先进、最具竞争力的集成电路产业体系,形成设计、制造、装备材料、封装测试联动发展,到2020年力争实现集成电路产业销售规模2000亿元,并开始向2025年实现产业规模5000亿元的新目标进军.
"十四五"期间,争取至少2家芯片制造企业进入全球晶圆代工厂排名前5位.

数据来源:2020年上海集成电路产业研究报告图2-3上海集成电路产业发展"十四五"发展趋势预测技术方面,预计到2025年,上海集成电路技术将进入全球先进行列,占据全国集成电路技术领先地位.
上海IC设计骨干企业的先进设计技术进入3nm领域,与世界领先水平基本同步;7nmEUV制造工艺已趋成熟,5nmFinFET工艺进入量产,与世界先进工艺3nm技术的差距缩小到一代左右;先进封装技术,如3D堆叠封装、系统级封装(SiP)等在封装业产值中占比达60%以上.
标准修订的必要性国家与上海市相关政策和管理要求2007年,国家环境保护总局制定了《加强国家污染物排放标准制修订工作的指导意见》(国家环境保护总局公告2007年第17号),意见中指出:应根据行业生产工艺和产品的特点,科学、合理地设置行业型排放标准体系.
行业型排放标准体系设置应反映行业的实际情况,适应环境监督执法和管理工作的需要.

2013年,国务院发布《大气污染防治行动计划》(国发[2013]37号),在行动计划中确定了十项具体措施,其中包括加大综合治理力度,减少污染物排放;加快企业技术改造,提高科技创新能力;健全法律法规体系,严格依法监督管理等.
同年,上海市政府发布《上海市清洁空气行动计划》(2013-2017),提出"以加快改善环境空气质量为目标,以大幅削减污染物排放为核心,深化拓展并加快落实能源、工业、交通、建设、农业、生活等六大领域的治理措施,大力推动生产方式和生活方式的转变,全面推进二氧化硫、氮氧化物、挥发性有机物、颗粒物等的协同控制和污染减排.
"2015年,国务院发布《水污染防治行动计划》(国发[2015]17号),计划中提出要狠抓工业污染防治;全面排查装备水平低、环保设施差的小型工业企业;完善标准体系;健全重点行业水污染物特别排放限值、污染防治技术政策和清洁生产评价指标体系等.
同年,上海市政府发布《上海市水污染防治行动计划实施方案》.

2019年1月,国家生态环境部联合国家卫生健康委发布《有毒有害大气污染物名录(2018年)》(生态环境部、国家卫生健康委员会公告2019年第4号),共11项大气污染物被列入名录;2019年7月,国家生态环境部联合国家卫生健康委发布《有毒有害水污染物名录(第一批)》(生态环境部、国家卫生健康委员会公告2019年第28号),共10项水污染物被列入名录.

综上,基于国家和上海市环境保护、污染防治有关的规划、政策、实施方案、管理要求,基于国家环保标准有关的规划、管理办法,对半导体行业应制订有针对性的污染物排放标准.
半导体行业的主要环境问题半导体行业生产过程中排放的废气包括有机废气、酸性废气以及碱性废气等.
有机废气主要来源于清洗、光刻等工序大量使用的有机溶剂挥发,酸性废气主要来源于清洗工序中大量使用氢氟酸、硝酸、盐酸、硫酸,污染因子包括HF、NOx、HCl、H2SO4等,这些污染物是生成酸雨的前提因子,也是生成二次细颗粒物PM2.
5的前提因子.
有机废气、酸性废气的排放转化为二次污染是导致形成区域性光化学烟雾、酸雨和灰霾/雾霾复合型污染物的重要原因之一.
VOCs、NOx、PM2.
5是我国新时期推进区域大气污染防治联防联控的重点污染物.
同时,半导体行业属于耗水量巨大的行业,由此产生的废水排放量也很大.
因必须的电镀等工艺,还会产生重金属的排放,形成一定的环境风险.

现行环保标准存在的问题现行标准自2007年2月1日正式实施,对于规范本市半导体行业废水和废气处理处置起到了重要的作用.
在标准实施至今的这十几年里,从国家到上海,环境管理要求和手段都发生了较大的变化,环境监管能力提升迅速.
而国家和上海市环境标准的制定思路等也已几经变化.
如挥发性有机物已经成为国家和上海重要的大气污染物监管重点,不仅对有组织排放加强了管理要求,还提出了对无组织排放的管理要求,但现行标准并未涉及无组织相关的管理要求.
又如,半导体生产工艺一直在向前发展,其工艺和原材料使用等方面都出现了新的变化,有必要通过标准的修订,对控制因子进行新一轮的筛定.

标准修订的原则及技术路线标准修订的原则本标准的修订原则如下:与环境管理要求协调原则本标准为地方环境标准.
根据我国相关法律要求,地方对国家污染物排放标准中未作规定的项目,可以制定地方污染物排放标准;对国家污染物排放标准中已作规定的项目,可以制定严于国家污染物排放标准的地方污染物排放标准.
因此,本标准的修订应与国家半导体行业相关的行业排放标准相协调,并与我国和上海现行有关环境法律法规、标准相协调,与环境保护发展的方针相一致.

广泛参与原则标准的实施不仅涉及到行业企业,也包括各级环境管理部门.
在标准修订期间,广泛邀请环境管理部门、行业协会、半导体企业、污染治理企业及行业专家等参与,综合各方面的意见,确保修订标准真实反应实际情况,并具有一定的前瞻性.

科学性与可行性原则本标准的修订应结合国内外先进污染控制技术和本市半导体行业发展需求,合理设定限值,引导行业生产工艺进步和结构优化调整,使本标准的实施在技术上可行,经济上合理.
标准修订的技术路线本修订标准的技术路线如图4-1所示:表4-1资料整理与分析现场排放监测污染物排放标准制订标准技术经济分析生产技术及控制技术污染物排放标准半导体企业现状生产技术及排污情况污染控制技术经济分析国外行业资料调研上海市半导体企业综合情况调研标准文本编制标准征求意见稿标准送审稿标准报批稿标准编制说明企业、公众意见技术审查行政审查标准发布标准修订技术路线国内外相关标准情况国内半导体行业相关标准国家电子工业污染物排放标准国家环保部自2005年开始电子工业污染物排放标准的编制工作,就半导体行业单独制订相关的排放标准.
至2013年后,开始将原有分为6个相关的电子行业标准合并为《电子工业污染物排放标准》.
2015年10月,该标准完成意见征求,2018年完成二次征求意见.
2020年12月8日,《电子工业水污染物排放标准》正式发布,并将于2021年7月1日起实施.

该标准主要针对电子行业的工业废水排放制订了排放要求.
提出了总镉、总铬、六价铬、总砷、总铅、总镍及总银等重金属一类污染物,以及包括氟化物等特征因子及化学需氧量等常规因子的直接排放和间接排放限值.
同时,给出了不同半导体制造情况的基准排水量要求.

表5-1电子工业排放标准废水限值(单位:mg/L,pH除外)序号指标排放限值直接排放间接排放1pH值6-96-92悬浮物(SS)704003石油类5204化学需氧量(CODCr)1005005总有机碳(TOC)302006氨氮25457总氮35708总磷189阴离子表面活性剂(LAS)52010总氰化物0.
51.
011硫化物1112氟化物102013总铜0.
5214总锌1.
51.
515总铅0.
216总镉0.
0517总铬1.
018六价铬0.
219总砷0.
520总镍0.
521总银0.
3对半导体行业污水集中处理设施运营单位,要求自2024年1月1日起,监测废水的综合毒性.
但该项目为指导性指标,运营单位根据监测结果采取相应的控制措施.
表5-2综合毒性控制项目序号控制项目名称排放水平参考值1斑马鱼卵急性毒性(1)≤6注:(1)已最低无效应稀释倍数来表征,在26℃±1℃的条件下培养48h,不少于90%的斑马鱼卵存活时水样的最低稀释倍数.
北京电子工业大气污染物综合排放标准北京市生态环境局于2019年发布了《电子工业大气污染物综合排放标准》(DB11/1631-2019),标准适用于电子工业的大气污染物排放控制,包括电子专用材料、电子元件、印制电路板、半导体器件、显示器件及光电子器件、电子终端产品.

标准中电子工业的排气筒大气污染物排放制订了限值要求,并确定了两个时段的控制要求.
现有污染源自本标准实施之日起至2020年3月31日止执行第Ⅰ时段规定的限值,自2020年4月1日起执行第Ⅱ时段规定的限值.
新建污染源自本标准实施之日起执行第Ⅱ时段规定的限值.

表5-3排气筒大气污染物浓度排放(单位:mg/m3)序号污染物项目排放浓度限值Ⅰ时段Ⅱ时段1颗粒物102氯化氢103氮氧化物504硫酸雾5.
05氰化氢0.
56氟化物(以F计)3.
07氯气3.
08氨10.
09苯10.
510甲醛5.
011苯系物15812非甲烷总烃(NMHC)201013锡及其化合物1.
0对于VOC燃烧(焚烧、氧化)装置提出了氮氧化物和二噁英类排放限值.
表5-4燃烧装置大气污染物排放限值(单位:mg/m3)序号污染物项目排放限值(第I阶段/第II阶段)1NOx1002二噁英类0.
1ng-TEQ/m3标准中提出了厂界污染物监控要求,主要针对有毒有害大气污染物进行管控.
表5-5企业边界大气污染物浓度限值(单位:mg/m3)序号污染物项目浓度限值1苯0.
12甲醛0.
053氯化氢0.
014氰化氢2.
4*10-35氯气0.
026硫酸雾0.
3江苏省半导体行业标准江苏省生态环境厅组织开展了地方《半导体行业污染物排放标准》的研究编制工作,于2020年2月6日发布,2020年3月1日实施.
该标准中分别制订了水和大气方面的排放标准.
水污染排放标准方面,提出了直接排放限值、特别排放限值和简介排放限值要求.
表5-6水污染物浓度排放(单位:mg/m3)序号指标直接排放限值特别排放限值间接排放限值1总镉0.
050.
010.
05/0.
012总铬0.
50.
50.
5/0.
53六价铬0.
10.
10.
1/0.
14总砷0.
20.
10.
2/0.
15总铅0.
20.
10.
2/0.
16总镍0.
50.
10.
5/0.
17总银0.
30.
10.
3/0.
18氟化物108159总铜0.
30.
30.
310总锌11111硫化物11112总氰化物0.
20.
20.
213pH6-96-96-914悬浮物(SS)502025015化学需氧量(CODCr)605030016氨氮1082017总氮15103518总磷10.
5319石油类31520阴离子表面活性剂(LAS)10.
5121总有机碳(TOC)201590废气方面,制定了18项指标的最高允许排放浓度限值.
表5-7排气筒大气污染物浓度排放(单位:mg/m3)序号污染物项目最高允许排放浓度1颗粒物202硫酸雾5.
03氯化氢104氟化物(以F计)1.
55氮氧化物506氰化氢0.
57氯气5.
08氨109锡及其化合物1.
010砷化氢1.
011磷化氢1.
012异丙醇4013三氯乙烯1.
014苯1.
015苯系物2516甲醛5.
017非甲烷总烃5018TVOC100此外,针对无组织排放,制定了企业边界的大气污染物浓度限值要求.
表5-8企业边界的大气污染物浓度排放(单位:mg/m3)序号污染物项目浓度限值1氯化氢0.
22氰化氢0.
0243氯气0.
44硫酸雾1.
25氨1.
06甲醛0.
27苯0.
48非甲烷总烃2.
0天津工业企业挥发性有机物排放控制标准天津市环保局在2014年发布了《工业企业挥发性有机物排放控制标准》(DB12/524-2014),该标准规定了石油炼制与石油化学、医药制造、橡胶制品制造、涂料与油墨生产、塑料制品制造、电子工业、汽车制造与维修、印刷与包装印刷、家具制造、表面涂装、黑色金属冶炼及其他行业挥发性有机物的排气筒排放浓度及排放速率限值、无组织泄漏与逸散污染控制要求、厂界监控点浓度限值、管理规定和监测要求.

针对半导体制造行业,针对清洗、显影、光刻、刻蚀等工艺提出了苯、甲苯和二甲苯、VOCs等3项指标的排放限值.
该标准分别规定了现有企业和新建企业的最高允许排放浓度和在不同排放高度的最高允许排放速率.
此外,该标准中还规定了半导体企业VOCs厂界环境空气执行的浓度限值.

表5-9现有企业排气筒污染物排放限值行业工业设施污染物最高允许排放浓度(mg/m3)最高允许排放速率(kg/h)15m20m30m40m50m电子工业半导体制造清洗、显影、光刻、刻蚀等工艺苯10.
20.
41.
01.
41.
8甲苯与二甲苯合计301.
02.
07.
012.
020.
0VOCs802.
04.
014.
022.
038.
0表5-10新建企业排气筒污染物排放限值行业工业设施污染物最高允许排放浓度(mg/m3)最高允许排放速率(kg/h)15m20m30m40m50m电子工业半导体制造清洗、显影、光刻、刻蚀等工艺苯10.
20.
30.
91.
21.
5甲苯与二甲苯合计100.
51.
76.
010.
217.
0VOCs200.
73.
411.
918.
732.
3国外和地区半导体行业相关标准美国半导体行业空气污染物排放标准1992年7月16日,联邦公报公布了首份主要污染源目录(57FR31576).
"半导体制造"在列,被认为是大气主要污染源之一.
由此,美国制订了针对半导体行业的有害空气污染物排放标准.
该标准适用于半导体制造行业,包括硅晶棒生长、半导体晶圆制造、半导体测试和封装.
适用的工业分类为美国工业分类标准(SIC)3674或NAICS334413.
EPA于2002年5月8日发布了该标准的草稿,听取公众意见,并于2003年5月22日发布了最终稿.
2006年10月19日发布了标准修正稿的征求意见稿,最终稿则于2008年7月22日正式发布.

标准认为晶体生长、半导体芯片制造、半导体测试和封装过程及在半导体制造点的研究与开发中置于工艺中的通风口和储存罐是HAP的排放源.
其中超过90%的HAP排放来自于通风口.
氯化氢(HCl)、氟化氢(HF)、乙二醇醚、甲醇和二甲苯的排放占HAP总排放的90%以上,因此认为它们是主要的HAP排放物.

标准对新源和现源的排放要求一致.
标准要求对工艺中通过通风口排放的有机HAP削减其总量的98%,或者将其排放控制在20ppmv或以下;对工艺中通过通风口排放的无机HAP削减其总量的95%,或者将其排放控制在0.
42ppmv或以下;对工艺中通过合并通风口排放的无机及有机HAP的,需将其排放控制在14.
22ppmv或以下;对体积大于等于1500升储存罐排放的无机HAP削减其总量的95%,或者将其排放控制在0.
42ppmv或以下.
此外,若企业安装了污染处理设备,而HAP的进口浓度小于等于20ppmv时,企业可提供设计评估(designevaluation)证明可达到标准要求的削减率.
现源自2003年5月22日起三年内需达到该标准;新源和在建源自建成之日或2003年5月22日起达到该标准.
根据EPA报告,目前在美国的半导体制造企业污染源中,只有一个属于主要污染源,其余污染源通过采用各种废气处理技术,其排放已不属于主要污染源.
美国半导体行业废水污染物排放标准环保法规40CFR的第I章环境保护第N子章为出水限值准则和标准.
其中第469分部是有关电子行业的水排放标准,即"电和电子部件点源类(ElectoralandElectronComponentsSourceCategory)".
它分为四个子分部:子分部A——半导体类;子分部B——电子晶体类;子分部C——阴极射线管类;子分部D——发光物类,对这四种产品生产过程中产生的废水排放分别制定了排放限值和标准.

子分部A是针对半导体行业制定的排放标准,适用于除阴极溅镀,蒸镀和电镀以外半导体工艺中产生的废水.
主要控制因子为:总有毒有机物(TotalToxicOrgans,TTO)、氟化物和pH.
子分部B则针对电子晶体类产品生产的排放标准,控制因子增加了砷和总悬浮物.
在控制手段上,按最佳实用技术(BPT)、最佳可得技术(BAT)、现源预处理标准(PSES)、新源实施标准(NSPS)、新源预处理标准(PSNS)和常规污染物最佳控制技术(BCT)分别制定了标准.

表5-11美国电子行业水排放标准自分部A——半导体行业控制技术标准TTO(mg/L)总氟化物(mg/L)pH日最大值连续30天的日平均值日最大值连续30天的日平均值日最大值连续30天的日平均值BPT1.
37不适用----6-96-9BAT1.
37不适用3217.
46-96-9PSES1.
37不适用--------NSPS1.
37不适用3217.
46-96-9PSNS1.
37不适用--------BCT--------6-96-9表5-12美国电子行业水排放标准自分部B——电子晶体行业控制技术标准TTO(mg/L)总氟化物(mg/L)砷(mg/L)TSS(mg/L)pH日最大值连续30天的日平均值日最大值连续30天的日平均值日最大值连续30天的日平均值日最大值连续30天的日平均值日最大值连续30天的日平均值BPT1.
37不适用3217.
42.
090.
8361236-96-9BAT1.
37不适用3217.
42.
090.
83--------PSES1.
37不适用----2.
090.
83--------NSPS1.
37不适用3217.
42.
090.
8361236-96-9PSNS1.
37不适用----2.
090.
83--------BCT------------61236-96-9德国半导体行业水污染物排放标准德国废水排放法令由德国联邦环境、自然保护与核安全部颁布.
该法令针对排入接纳水体点源的废水排放.
其附录中给出了共46个不同点源(行业)的废水排放标准.
其中第54项为针对半导体部件生产制定的排放标准.
适用范围是半导体部件和太阳能电池生产过程产生的废水,包括预处理、中间处理和后期处理,但不适用于来自间接冷却系统或工艺用水处理系统(包括使用膜技术生产超滤水)产生的废水.
该标准分别对排放点、废水混合前以及废水产生点分别制定了标准.
主要控制因子有:可吸附有机卤素(AOX)、砷、苯及其衍生物以及铅、铬、铜、镍、银、锡、硫化物、氰化物和氯等.
针对不同性质的废水有不同的控制因子.
表5-14是生产废水与其他水混合前要求达到的标准.

表5-13废水与其他水混合前标准污染物合格随机样本(Qualifiedrandomsample)或两小时混合样本(mg/L)随机样本(mg/L)可吸附有机卤素(AOX)-0.
5砷0.
2-苯及其衍生物0.
05-此外,该标准另行规定了电镀废水应达到的排放标准.
表5-14电镀过程废水标准污染物随机样本(mg/L)铅0.
5总铬0.
5六价铬0.
1铜0.
5镍0.
5银0.
1锡2硫化物1挥发性氰化物0.
2游离氯0.
5世界银行污染预防和削减手册的相关标准世界银行《污染物预防和削减手册》给出了代表世界银行通常可接受的排放物水平,应用于世界银行集团进行项目决策,关于半导体企业的的废气排放标准见表5-14,废水排放标准见表5-15.
表5-15电子制造业的废气排放标准参数最大值(mg/m3)氯化氢10氟化氢5磷化氢1砷1VOC20表5-16世界银行废水排放标准项目标准(mg/L)pH6-9TSS50(月平均为:20)BOD50油脂10磷5氟化物20氨氮10总氰化物1自由氰化物0.
5总氯碳化合物和氢氯碳化合物0.
5总金属10砷0.
1六价铬0.
1镉0.
1铜0.
5铅0.
1汞0.
01镍0.
5锡2.
0注:该废水标准适用于直接排到地表水.
中国台湾半导体行业气污染物排放标准台湾于1999年1月6日发布了《半导体制造业空气污染管制及排放标准》,并于同年4月和2002年10月进行了两次修正.
标准共有10条,自发布之日起施行.
该标准适用于半导体制造业,即指从事集成电路晶圆制造、晶圆封装、磊晶、光罩制造、导线架制造等作业者.
但对一些原料年用量较小的生产者,不适用该标准.
标准主要涉及的污染因子为挥发性有机物VOC(以甲烷计)、三氯乙烯、硝酸/盐酸/磷酸/氢氟酸和硫酸.
以削减率制定了排放标准,同时也给出总排放量的标准,两者供选择.
表5-17台湾半导体行业大气排放标准空气污染物排放标准挥发性有机物排放削减率应大于90%或工厂总排放量应小于0.
6kg/h(以甲烷为计算基准).
三氯乙烯排放削减率应大于90%或工厂总排放量应小于0.
02kg/h.
硝酸、盐酸、磷酸及氢氟酸各污染物排放削减率应大于95%或各污染物工厂总排放量应小于0.
6kg/h.
硫酸排放削减率应大于95%或工厂总排放量应小于0.
1kg/h.
依照标准规定,台湾半导体制造业中符合标准适用范围的作业者,其全厂挥发性有机物(VOC)及硝酸、硫酸、盐酸、磷酸、氢氟酸等无机酸年使用量超过规定限值者,皆应纳入管制.
业者应于标准发布日后三个月内(1999年4月6日)向中央及地方主管机关提报污染防治计划书,规定既设工厂自2000年7月1日起符合排放标准规定.
该项标准中除排放削减率或总排放量之规定外,当全厂挥发性有机物年使用量超过50t或每小时高于0.
6kg时,应于防治设备入口或排放口装设浓度监测仪器.
此外,业者需每月记录挥发性有机物及无机酸的输入及输出量、削减量,每日则需记载防治设备主要操作参数、保养维护事项,装有浓度侦测器者每日亦需记录去除率或排放量,未装设浓度监测器的业者则要求每年需定期检测废气处理前后污染物浓度一次,其各项使用、操作及检测记录,则需每季向当地主管机构申报并保存两年.

台湾晶圆制造及半导体制造业放流水标准台湾于2011年发布了的行业放流水标准中涉及电半导体行业的标准为"晶圆制造及半导体制造业放流水标准"(环署水字第1000103879号令订定发表).
标准中包括水温、化学需氧量、悬浮固体物、总毒性有机物等28种管制项目,除总毒性有机物为新增项目外,其它项目限值与"放流水标准"中的"金属表面处理业、电镀业"的限值相同.

表5-18台湾地区电子行业相关的废水排放标准限值(单位:mg/L,pH除外)序号项目标准限值1悬浮物30/302CODCr100/1003pH值6.
0~9.
04油脂105酚类1.
06阴离子表面活性剂(LAS)107氨氮10/20(水源保护区内/外)8硝酸盐氮509正磷酸盐4.
0(水源保护区内)10氰化物1.
011氟化物1512硫化物1.
013溶解性铁1014镉0.
0315砷0.
516硒0.
517硼1.
018银0.
519六价铬0.
520总铬2.
021总汞0.
00522铅1.
023镍1.
024铜3.
025锌5.
026总毒性有机物1.
37上海市综合排放标准上海市水污染物综合排放标准上海市于1997年发布了地方的《污水综合排放标准》(DB31/199-1997),于2009年完成了第一次的修订(DB31/199-2009),2018年完成了第二次修订(DB31/199-2018).
新修订的标准中,制订了17项第一类污染物和92项第二类污染物的排放限值.
根据排放水域功能区的不同,制订了不同级别的排放限值要求.

针对半导体行业的各类特征排放因子,这一地方综排标准中的限值要求见表5-19和表5-20.
表5-19地方综排标准部分一类水污染物项目排放限值(单位:mg/L)序号污染物项目排放限值1总镉0.
012总铬0.
53六价铬0.
14总砷0.
055总铅0.
16总镍0.
17总银0.
1表5-20地方综排标准部分一类水污染物项目排放限值(单位:mg/L)序号污染物项目一级标准二级标准三级标准1氟化物58202总铜0.
20.
52.
03硫化物0.
51.
01.
04总氰化物0.
10.
20.
55pH6-96-96-96悬浮物20304007生化需氧量10203008化学需氧量50605009总有机碳152015010氨氮1.
5(3)5(8)4511总氮10(15)15(20)7012总磷0.
30.
5813石油类1.
03.
01514阴离子表面活性剂(LAS)352015总锌1.
02.
05.
0上海市大气污染物综合排放标准为加强上海市大气污染控制力度,上海市于2015年11月发布了地方的《大气污染物综合排放标准》(DB31/933-2015).
该标准中,制订了70项污染因子的排放限值要求,并于附录A中列出了15重重金属物质和121种有机物质为主的污染因子的排放浓度限值.
针对致癌物和其他有机物,在附录A中也列出了基于工业场所有害物质相关标准《工业场所有害因素职业接触限值》(GBZ2)中规定的8小时时间加权平均容许浓度值的排放浓度参考限值.
同时,标准中针对厂界大气污染物监控点给出了22个因子的浓度限值,并于厂区内大气污染物监控点的非甲烷总烃提出了浓度限值要求10mg/m3.

针对半导体行业的各类特征排放因子,新出台的地方综排标准中的限值要求见表5-21.
表5-21地方综排标准部分大气污染物项目排放限值序号污染物项目最高允许排放浓度(mg/m3)最高允许排放速率(kg/h)1硫酸雾51.
12磷酸雾50.
553硝酸雾101.
54氯化氢100.
185氟化物50.
0736非甲烷总烃7037砷化氢1.
00.
00368磷化氢1.
00.
022表5-22地方综排标准部分大气污染物项目厂界监控点浓度限值序号污染物项目最高允许排放浓度(mg/m3)1氰化氢0.
0242氯气0.
13氯化氢0.
154非甲烷总烃4半导体行业污染物排放状况及污染防治技术分析半导体企业引起最大的关注在于该行业使用了大量繁多的有机物,这些物质对环境的影响往往较大.
但半导体行业本身也通过工艺技术改进,努力减少对环境的影响.
以集成电路制造为例,其清洗技术在过去的30多年里有了很大的改进.
上世纪70年代主要使用有机溶剂清洗晶片,从而对环境产生了很大的影响,到了80年代开始使用硫酸等酸碱溶液对晶片进行清洗,90年代开发了可使用等离子氧进行清洗的技术.
目前国内的集成电路制造企业中,使用量最大的是用于清洗的硫酸溶液,而有机溶剂主要是一些显影液、光刻胶、剥离液以及异丙醇溶液等.
在集成电路封装方面,目前多数企业采用电镀的工艺,产生重金属对环境的污染.
但现在,部分封装厂已不使用电镀工艺,从而不存在重金属对环境的影响.
自上海市半导体排放标准发布实施后,本市半导体相关企业在生产技术上发展迅速,但从污染物排放类型及其治理技术而言,并没有显著的变化.
业内针对不同类型污染物所采用的治理技术具有普遍性,都是相当成熟的控制技术,也是现有标准制订时所认定的适用技术.

产污节点图6-1、图6-2和表6-1分别给出了集成电路制造和封装过程主要生产工序材料消耗与污染物排放情况.
硅片清洗W1、WF1、Gs1、Gj1、Gy1氧化图6-1集成电路制造主要生产工序材料消耗与污染物排放示意图光刻HF、NH3H2O、HCl、有机溶剂、纯水GS2离子注入Gg1刻蚀、去胶Gy2、Sw1、W2湿法:Sw2、GS3、W3、WF2干法:Gg2、GS4、Gj2、Gy2、W4扩散CVDCMP抛光Wy溅射检测S1合格芯片O2、N2、H2、C2H2Cl2BF3、PH3、AsH3光刻胶、EBR、HMDS、显影液湿法:BHF、HF、H3PO4、H2SO4、H2O2、EKC270干法:CF4、CHF3、SF6、N2、Cl2、HBr、Ar、C6、O2、BCl3、NH3H2O、丙酮、HCl、HNO3、CO2掺杂气体Gg3O2、SiH4、N2、WF6、TMB、TMP、TEOS、C6Gg4Slurry(研磨液)Al、Ti、W硅片原材料使用工艺流程污染物产生表6-1集成电路制造工艺污染物排放情况类别编号污染来源产生的主要污染物种类废水酸、碱废水(以W表示)W1硅片清洗碱性废水、酸性废水W2光刻废显影液W3湿法腐蚀含磷酸、硫酸废水W4干法腐蚀氨水、硝酸、盐酸废水含氟废水(以WF表示)WF1硅片清洗含氢氟酸废水WF2湿法腐蚀含氢氟酸废水研磨废水(以Wy表示)WyCMP抛光CMP废水废气酸性废气(以Gs表示)Gs1硅片清洗盐酸(挥发)Gs2氧化HCl(二氯乙烷转化)Gs3湿法腐蚀磷酸、硫酸(挥发)Gs4干法腐蚀硝酸、盐酸(挥发)碱性废气(以Gj表示)Gj1硅片清洗氨水挥发Gj2干法腐蚀氨水(挥发)有机废气(以Gy表示)Gy1硅片清洗丙酮、异丙醇等有机溶剂废气Gy2干法腐蚀工艺废气(以Gg表示)Gg1离子注入掺杂气体尾气Gg2干法腐蚀特殊气体尾气Gg3扩散掺杂气体尾气Gg4CVD掺杂气体尾气原材料使用工艺流程污染物产生粘膜成品园片、粘膜背面减薄高纯水背面减薄废水(SS)切片/清洗高纯水、N2切片清洗废水(SS)粘片框架、N2/H2废框架焊线金线、N2/H2废金线键合塑封、固化环氧树脂(塑封材料、三聚氢胺清洗剂)塑封废气、废环氧树脂打印、切筋去毛边高纯水清洗废水、废料引线电镀锡/铅合金、甲磺酸、添加剂、HCl、HNO3酸碱废气(NO2、HCl)、电镀废水(Cu、Pb、Sn)电镀污泥成型废片、废框架测试不合格品包装入库包装材料废包装材料(纸张、塑料等)硬纸板等)图6-2封装主要生产工序材料消耗与污染物排放示意图废水排放及治理半导体制造及封装测试的各个工艺步骤都有大量的废水产生.
主要以酸碱废水、含氟废水、有机废水为主.
含氟废水含氟废水是半导体制造业产生的主要污染废水.
氢氟酸由于其氧化性和腐蚀性成为氧化和刻蚀工艺中使用到的主要溶剂,工艺中含氟废水主要来自芯片制造过程中的扩散工序及化学机械研磨工序.
在对硅片及相关器皿的清洗过程中也多次用到氢氟酸.
所有这些过程是在专用的蚀刻槽或清洗设备中完成,因此含氟废水可以做到独立排放.
按浓度可将其分为高浓度含氟废水和低浓度含氟废水,一般高浓度的含氟废水出水浓度可达1000-1200mg/L.
大多数企业对这部分废水进行回收利用.

含氟废水的治理技术主要为化学沉淀法,即投加化学药品形成氟化物沉淀或氟化物被吸附于所形成的沉淀物中而共沉淀,然后分离固体沉淀物即可除去氟化物.
在半导体行业中,通常使用一级或二级沉淀,投加Ca(OH)2或Ca(OH)2和CaCl2的混合物产生难溶于水的CaF2沉淀.
石灰沉淀的化学反应为:2HF+Ca(OH)2CaF2+2H2O在钙的化学计量浓度下,氟化钙的理论最大溶解度约为8mg/L.
因此,氟化钙浓度超过此溶解度极限后即产生沉淀物,但其形成的速率较慢.
若与石灰接触时间达24小时,则氟化物浓度可降至理论极限浓度8mg/L.
石灰沉淀的缺陷是沉淀物的沉降特性较差.
若加多过量石灰,可进一步降低氟化物浓度,但相应的化学药剂费用增加,同时出水中钙浓度、pH值和污泥量也将增高.
通常,企业会使用Ca(OH)2和CaCl2的混合物用于沉淀处理.
加入氯化钙可增加可溶性钙的浓度,但不改变pH值.

沉淀后的含氟污泥经过处理可以用于制砖等回收再利用.
酸碱废水半导体行业中对芯片的清洗要求很高,在集成电路制造过程中几乎每道工序都要对芯片进行清洗.
目前,在集成电路制造过程中,硫酸和双氧水是使用最多的清洗液.
同时,还会用到硝酸、盐酸和氨水等酸碱试剂.
制造工艺的酸碱废水主要来自芯片制造过程中的清洗工序.
在封装工艺中,芯片在电镀和化学分析过程中采用酸碱溶液处理,处理后需要用纯水洗涤,产生酸碱洗涤废水.
此外,在纯水站中也会用到氢氧化钠和盐酸等酸碱试剂对阴阳离子树脂进行再生处理,产生酸碱再生废水.
酸碱废水洗涤过程中也会产生洗涤尾水.
在集成电路制造企业中,酸碱废水呈现水量特别大的现象.

对于酸碱废水处理前的pH值一般在3-11范围内,时间间歇性强.
在排放水体或进行生物处理或化学处理之前,必须进行中和,使废水pH值达到6.
5-8.
5.
但对于工业废水中酸碱物质浓度高达3%-5%的废水,应首先考虑其回收.
一般低浓度的酸碱废水则无回收价值,必须进行中和.
对于酸性废水一般通过酸碱废水相互中和、投药中和与过滤中和等三种方法.
对于碱性废水,一般有酸碱废水相互中和、加酸中和与烟道气中和等三种方法.
酸性废水的中和利用企业本身产生的酸碱废水混合中和,节省了中和剂的使用,相对处理设备较为简单,易于管理.
但是要求酸碱当量平衡,否则仍需加入中和剂进行调解.
投药中和法的适应性强且适用于酸性废水种种技术离子较多时,投药中和的同时也可进行对于金属离子的去除.
该方法的中和效果好,出水pH值可保证达到预定值.
存在的问题是管理复杂,产生污泥量大和处理费用较高.

另一方面,半导体生产过程的刻蚀工序等会大量使用氨水、氟化铵及用高纯水清洗,由此产生高浓度的含氨废水排放,部分企业讲其视为碱性废水.
通常,这部分废水的处理方法包括次氯酸钠氧化法、吹脱法、硝化反硝化法等.

吹脱法用于处理高浓度氨氮废水具有流程简单、处理效果稳定、基建费和运行费较低等优点,实用性较强.
处理生产过程中排放的含NH4OH和NH废水,通过调节pH至碱性,经脱气塔吹脱走废水中的氨气,使NH4+浓度降至100ppm以下,检测合格后排入废水站氟处理系统,再进一步除F-;不合格的水将回流再处理.
吹脱出来的氨气到吸收塔中,加酸吸收成(NH4)2SO4,气体循环回脱气塔,(NH4)2SO4收集后委托外运.

含氨废水收集槽中和槽脱气塔吸收塔硫酸铵槽出水至HF系统外运图6-3吹脱法处理含氨废水流程图含氨废水半导体器件行业在生产过程中会使用氨水作为清洗剂,总进口浓度较高,会产生高浓度的含氨废水,企业会建设含氨废水处理设施去除氨氮后,再进入企业后续的污水治理设施.
其处理方法包括次氯酸钠氧化法、吹脱法、硝化反硝化法等.

吹脱法用于处理高浓度氨氮废水具有流程简单、处理效果稳定、基建费和运行费较低等优点,实用性较强.
处理生产过程中排放的含NH4OH和NH4F废水,通过调节pH至碱性,经脱气塔吹脱走废水中的氨气,使NH4+浓度降至100ppm以下,检测合格后排入废水站氟处理系统,再进一步除F-;不合格的水将回流再处理.
吹脱出来的氨气到吸收塔中,加酸吸收成(NH4)2SO4,气体循环回脱气塔,(NH4)2SO4收集后委托外运.

有机废水半导体行业的生产过程中用到大量有机溶剂,有几十种之多.
由于生产工艺的不同,有机溶剂的使用量对于半导体行业而言具有很大的差距.
但是由于其排水量大,有机物浓度都很低.
早先的半导体企业并不对有机废水进行单独处理,主要通过稀释降低最终废水中的化学需氧量.
目前,已有企业采用好氧生物处理等技术以降低排放废水中的化学需氧量浓度.

有机废水的处理一般使用生物降解的方法,其中包括好氧生物处理和厌氧生物处理两大类.
废水生物处理的主要目的是使水中的有机污染物通过微生物的代谢活动予以转化、稳定,使之无害化.
电镀废水在半导体封装过程中需要使用电镀工艺.
芯片在电镀后要进行清洗,该过程中会产生电镀清洗废水.
由于电镀中使用到一些金属,因此电镀清洗废水中会存在金属离子的排放,如铅、锡、镍、锌、铬等.
属废水的处理主要用化学沉淀法,废水中含有危害性很大的一些重金属和某些类金属(如砷).
其处理需要以下四个过程:pH值的调节及沉淀:去除排放废水中的金属离子,将pH值调节到11或12时,大多数金属离子如铜,可以转换成不可溶的金属氢氧化物.
不溶解的金属沉淀可以从溶液中去除.
凝结反应:pH值调节后,在溶液中加入负离子聚合物形成金属氢氧化物凝结.
凝结后废水分层.
沉淀:较慢的混合过程通过沉淀,将废水中的沉淀物从废水中分离出来,另行收集排放.
中和:在排放前在金属废水中加入酸进行中和.
除重金属排放外,部分企业采用的含氰电镀还会产生氰化物废水.
关于氰化物废水的处理方法,大部份均以氧化处理为主.
氰化物废水具有强烈的毒性,尤其是酸性条件之下,由于HCN毒性气体的产生,使其毒性更大.
对于氰化物废水的处理,首先必须先分离收集,再加以碱化,之后再加以氧化处理.
大概可以分为四种氧化处理方法:氯氧化法、次氯酸根氧化法、臭氧氧化法、电解氧化法与湿式氧化法.

含铜废水随着半导体组件尺寸的缩减,铜工艺普及率也逐渐增加,铜金属将逐步取代铝合金.
目前铜制程大部份采用电镀法的技术,故电镀液中的铜离子亦成为废弃物处理的问题.
若要大量采用铜制程时,必须要有足够的铜离子回收设置.
但现在半导体厂的废弃回收系统多无此项功能,故必须单独的设置.
目前半导体设备商在铜制程设备上,直接设置一套铜离子回收系统,处理电镀废液及其洗涤水内的铜离子,使其铜的含量低于0.
01mg/L,远低于排放标准值.
一般电镀铜制程有两种废液产生,一种为电镀槽内的硫酸铜废液,另一种为晶圆清洗后的洗涤水.
在硫酸铜电镀的废液中,其组成可含括硫酸铜、硫酸及微量的特殊有机及无机的添加物.
而铜的组成以二价铜离子(Cu2+)方式存在,浓度约为17,000mg/L,硫酸含量约为15%重量百比率.
洗涤水废液方面,则为冲洗后纯水及其残余的电镀液,其成分有10mg/L-100mg/L范围浓度的溶解Cu2+,及pH值大于2的酸液.
一般铜金属回收系统出于安全考虑,整合系统成为单一机台模式,内含溢出检测器及溢出承接盘,可承接110%处理槽的容量.
外环抗酸面板,需配备连锁装置以避免非允许物质的入侵.
其次为自动化设计,强调最少的人员操作步骤.
例如处理槽的填充、处理程序及处理操作等过程,均以可程序逻辑控制器控制(PLC),且配备彩色触控的界面.
同时具有自动进水及洁净干燥气体冲净程序,可以清除残余化学药剂,保养过滤室、帮浦离子交换床及系统管路等设施.
此外,仍须配备手动操作模式,可直接触控PLC面板,驱动所有帮浦及阀门,不需进入化学处理区段.

该系统的回收结构与操作,如图6-4所示.
第一个单元为电采单元(ElectrowinningUnit),用于采集电镀槽内硫酸铜废液的铜金属.
第二个为两阶段中和单元,整合处理电采程序后的残液与清洗晶圆水,调整其pH值.
第三个是选择性离子交换单元,用来去除溶解其中的Cu2+离子,使其浓度降到ppb级,以便排放到厂区的废水处理系统.
该系统在设计时,需先了解电镀铜制程的废液种类、数量及含铜浓度.

至厂区污水处理系统残余酸液电镀铜设备电采单元二阶段酸液中和单元选取式阳离子交换单元清洗稀释液硫酸铜电镀废液Cu2+浓度约为17,000毫克/升Cu2+浓度<100毫克/升Cu2+浓度为1-100毫克/升Cu2+浓度为0.
01毫克/升图6-4金属铜回收和水溶液处理系统示意图废气排放及治理由于半导体工艺对操作室清洁度要求极高,通常使用风机抽取工艺过程中挥发的各类废气,因此半导体行业废气排放具有排气量大、排放浓度小的特点.
废气排放也以挥发为主.
表6-2给出了不同生产工艺排放的废气组成.
这些废气排放主要可以分为四类:酸性气体、碱性气体、有机废气和有毒气体.

表6-2生产废气排放源及组成废气来源组成外延工序SiH4,SiHCl3,SiH2Cl2,SiCl4,AsH3,B2H6,PH3,HCl,H2清洗工序H2SO4,H2O2,HNO3,HCl,HF,H3PO4,NH,NH4OH等光刻工序异丙醇,醋酸丁酯,甲苯,Cl2,BCl3,C6,C8,CF4,SF6,HF,HCl,NO,C3H8,HBr,H2S等化学机械抛光NH4OH,NH4Cl,NH3,KOH,有机酸盐化学气相沉淀SiH4,SiH2Cl2,SiCl4,SiF4,CF4,B2H6,PH3,NF3,HCl,HF,NH3扩散、离子注入BF3,AsH3,PH3,H2,SiH4,SiH2Cl2,BBr3,BCl3,B2H6金属化工序SiH4,BCl3,AlCl3,TiCl4,WF6,TiF4,SiF4,AlF3,BF3,SF6等酸碱废气酸碱废气主要来自于扩散、CVD、CMP及刻蚀等工序,这些工序使用酸碱清洗液对晶片进行清洗.
目前,在半导体制造工艺中使用最为普遍的清洗溶剂为过氧化氢和硫酸的混合剂.
这些工序中产生的废气包括硫酸、氢氟酸、盐酸、硝酸及磷酸等的挥发气,碱性气体为氨气.

目前,半导体行业中对酸碱气体的处理一般都采用湿式洗涤塔技术.
针对酸性废气,一般使用5-10%的氢氧化钠或水作为吸收剂,通过吸收剂与废气接触发生物理(溶解)或化学(中和)反应,去除废气中的酸性物质;而针对碱性废气,通常用以H2SO4或水作为吸收剂.

湿式洗涤塔可处理废气中的粒状物,同时也可去除废气中所含的气态污染物.
其基本原理是利用气体与液体间的接触,把气体中的污染物传送到液体中,然后再将清洁的气体与被污染的液体分离,达成清净气体之目的.
气流中的粒状污染物与水或洗涤液接触后,液滴或液膜扩散附着在排气中的粒子上,或者增湿于粒子,使粒子凝集变大,藉重力、惯性力、热力及静电力等作用,达到分离去除之目的;气态污染物则藉紊流、分子扩散等质量传送,以及化学反应等现象传送入液体,达到与进流气体分离之目的.

湿式洗涤塔的优点在于:a)湿式法处理废气时包含冷却、增湿、集尘及吸收等作用.
不但能去除气流中夹带的粒状物,同时也可吸收去除气态的空气污染物;b)对某些气态污染物而言,利用湿式吸收处理,可以生产或回收有用之化学物质;c)对于污染物的突增负荷,可调整水量,继续维持高效率操作.
当然,该处理技术也存在自身的缺点:a)此法将空气污染转换为水污染问题,所使用的吸收液可再利用或者需处理后才能排放,必须增加固液分离设备;b)具有腐蚀性的气体或吸收液,常使材料选择及保养工作,较干式法更为严格;c)不易润湿的粒状物,以及不希望水湿的有价回收物质等,不适用湿式处理法;d)用水量大,增加操作成本.
此外,经处理后的排气,由于受到冷却,以致降低浮力,减少上升高度,必要时须除湿、再加热后方排出.
一般在设计洗涤塔时必须考虑下列几个部分:a)尺寸;b)喷嘴的选择及液体的分布;c)对热气体的预先饱和装置;d)建造材料;e)侦测仪器等.
湿式洗涤塔的处理效率取决于污染物的溶解能力、使用的吸收剂的类型、洗涤塔的物理构造和媒介接触面.
据美国EPA调查报告,湿式洗涤塔的处理效率可达90%以上.
有机废气有机废气主要来源于光刻、显影、刻蚀及扩散等工序,在这些工序中要用有机溶液(如异丙醇)对晶片表面进行清洗,其挥发产生的废气是有机废气的来源之一;同时,在光刻、刻蚀等过程中使用的光阻剂(光刻胶)中含有易挥发的有机溶剂,如醋酸丁酯等,在晶片处理过程中也要挥发到大气中,是有机废气产生的又一来源.

半导体行业中使用的清洗剂、显影剂、光刻胶、蚀刻液等溶剂中含有大量有机物成分.
在工艺过程中,这些有机溶剂大部分通过挥发成为废气排放.
目前,针对这种气体排放,一般采用吸附、焚烧或两者相结合的处理方法.

吸附是利用多孔性固体吸附剂处理混合气体,使其中所含的一种或多种组分吸附于固体表面上,达到分离的目的.
吸附剂选择性高,能分开其他过程难以分开的混合物,有效地清除(或回收)浓度很低的有害物质,净化效率高,设备简单,操作方便,且能实现自动控制.
但固体吸附剂的吸附容量小,需要大量的吸附剂,设备庞大,且吸附后吸附剂需要再生处理,是吸附处理的主要缺点.
半导体生产场所挥发出来的有机废气通过局部排风罩收集,经管道送至吸附净化系统.
一般采用活性炭作为吸附剂.
因为活性炭是非极性吸附剂,对废气中水蒸气的灵敏度不高,且价格便宜.

焚烧的方法也广泛用于半导体行业,处理各种有机废气,通过热氧化将有机物转化为CO2和水.
同时,焚烧对处理稳定流量和浓度的废气也是一种很好的方法.
在热氧化中,有机废气流经过加热,气相中的有机物被氧化.
为节省燃料使用,通常还使用热交换器,回收焚烧产生的热量对进口气体进行预热.
对于处理大流量、低浓度的气体,通常都要采用这种方法.
由于半导体行业废气焚烧会产生SiO2,且SiO2会使催化剂钝化,因此半导体行业中很少采用接触氧化的方法.

一些半导体生产厂也使用旋转浓缩系统富集有机废气,如沸石浓缩转轮.
因为半导体工艺过程中有机废气具有排放流量大(通常大于/h)和浓度低(通常小于25ppmv)的特点,使用其它的处理技术难以达到令人满意的处理效率.
沸石浓缩转轮使用内带吸收物质的旋转轮,其中的吸收物质部分曝露于废气流中.
转轮吸收废气中的挥发性污染物,并使用蒸汽或热将其脱吸.
脱吸的气流中富集了较高浓度的挥发物,这种低流量、高浓度的气流就能很好地被氧化.
旋转浓缩系统用于半导体行业的一个缺点是它对甲醇亲和力较差,去除率仅为40-60%.

有毒气体有毒废气主要来源于晶体外延、干法刻蚀及CVD等工序中,在这些工序中要使用到多种高纯特殊气体对晶片进行处理,如硅烷(SiH4)、磷烷(PH3)、四氯化碳(CF4)、硼烷、三氯化硼等,部分特殊气体具有毒害性、窒息性及腐蚀性.
因此,在这些过程中产生有毒废气.

半导体行业中通常会使用到硅烷、磷烷、砷烷等无机物,这些物质在使用过程中也会挥发成为废气排放.
这些废气所含的物质往往毒性很大,且易燃.
通常,对这种特殊气体要求进行处理"源头处理"(POU),即在使用这种气体的设备处装有控制系统,以去除这些物质,避免其进入主要的排气管.
一般而言,现在的工艺设备都自带这种POU控制系统(特别是当POU系统出现问题时,工艺设备也会停止工作).
使用POU控制系统的最大优点是可以在这些特殊气体进入真空泵前对它进行处理,从而大大减少了暴露于有害物质的可能.

有毒气体经过POU处理后,一般会进入湿式洗涤塔进行再处理,从而保证最终排放不对环境和人体造成危害.
含氟气体同时,在半导体制造的干蚀刻、化学气相沉积后的清洗过程中,需要大量使用全氟化物(PFCs)气体,如NF3、C6、CF4、C8、CHF3、SF6等,这些全氟化合物由于在红外光区有很强的吸收,而且在大气中长期停留,一般认为是造成全球温室效应主要来源.
目前在全球范围内的半导体企业正在针对这类进行减排.

同时,在半导体制造的干蚀刻、化学气相沉积后的清洗过程中,需要大量使用全氟化物(PFCs)气体,如NF3、C6、CF4、C8、CHF3、SF6等,这些全氟化合物由于在红外光区有很强的吸收,而且在大气中长期停留,一般认为是造成全球温室效应主要来源.
目前在全球范围内的半导体企业正在针对这类进行减排.
主要方式包括:(1)改变工艺;(2)化学品替代;(3)回收与再利用;及(4)PFCs废气排放治理.

为有效处理PFCs废气,企业一般会对这部分气体进行"源头处理".
由于PFCs的C-F键能量稳定不易分解,通常需要温度至少高达以上才能破坏,因此主要采用燃烧的方式,并提供水气使其分后再结合成HF与CO2.
处理后的废气一般会进入湿式洗涤塔进行再处理.

与半导体制造工艺相比,半导体封装工艺产生的废气较为简单,主要是酸性气体、环氧树脂及粉尘.
酸性废气主要产生于电镀等工艺;烘烤废气则产生于晶粒粘贴、封胶后烘烤过程;划片机在晶片切割过程中,产生含微量矽尘的废气.

一般废气一般废气由于只含有废热,而且由于切割、研磨均在超纯水水流的清洗下进行,没有二氧化硅粉尘产生,因此,一般废气不经处理由排风管道直接排入大气.
标准主要技术内容标准适用范围本标准规定了半导体行业企业的水和大气污染物排放控制要求,监测以及标准的实施与监督等内容,适用于上海市范围内半导体行业企业水和大气污染物的排放管理,以及新建、改建、扩建项目的环境影响评价、环境保护设施设计、竣工环境保护验收、排污许可证核发及其投产后的水和大气污染控制与排放管理和半导体行业企业的污染物排放许可管理.

电子工业涉及种类众多.
国家电子工业水污染物排放标准中,包括了电子专用材料、电子元件、印制电路板、半导体器件、显示器件及光电子器件、电子终端产品等六类产品生产制造行业.
本标准,主要涉及的行业的半导体器件行业.
根据我国的《国民经济行业分》类(GB/T4754-2017),适用的行业为3972半导体分立器件制造和3973集成电路制造,并包括这两类半导体产品的封装测试行业.
标准修订基本思路废水标准修订基本思路关于分类国家在制订《污水综合排放标准》(GB8978-1996)时,将包括总汞、烷基汞、总镉、总铬、六价铬、总砷、总铅、总镍等重金属在内的因子列为第一类污染物,要求在车间或处理设施排放口进行监测,以避免稀释排放.
这主要是考虑到以重金属为主的一类污染物对环境和人体健康具有较为显著长期负面影响.
半导体行业企业在涉及封装的工艺过程中可能存在电镀工艺,会产生包括总铬、总铅等重金属排放,因此本标准延续对水污染物的控制方式,将毒性较大的重金属因子纳入第一类污染物,要求在车间或处理设施排放口进行监测,其他诸如化学需氧量、氨氮、氟化物等因子纳入第二类污染物,在总排口进行监测.

关于分级现行标准根据企业废水的排放去向,制订了特别保护水域标准、一级标准、二级标准和三级标准.
其中,特别保护水域指经国家或上海市人民政府批准的自然保护区范围内水域;GB3838中II类水域;由本市各区、县人民政府规定的居民集中式生活饮用水取水口卫生防护带水域,这些水域根据我国的相关法律,本不应设置污水排口.
近年来,本市加大了对饮用水一级和二级保护区内污染源的拆除工作.
对本市现有的半导体行业企业梳理结果显示,以浦东新区、松江区、嘉定区分布为主.
在本市现有的饮用水水源地一级和二级保护区内未有分布.
因此,标准修订中取消特别保护水域标准.
同时,与国家水污染物排放标准体系对接,对直接排放制订一个标准限值,不根据不同的排放去向制订分级的排放标准.

废气标准修订基本思路关于有组织排放针对排气筒排放的有组织废气,采用排放浓度与排放速率共同控制的方式.
现行标准在排放速率控制方面,根据不同的排气筒高度给出了不同的排放速率标准限值要求,排气筒越高,制定的排放速率也越大,允许企业排放的污染物总量也越大.
这样的要求并不能起到促进降低企业排放,因此本标准中排放速率的限值不再与排气筒高度相关.

根据国家《制定地方大气污染物排放标准的技术方法》(GB3840-91)中的方法,单一排气筒的排放速率可以按照下式计算:(式1)其中:Q为排气筒的允许排放速率,单位是kg/h;cm为环境质量标准浓度限值(小时值),单位是mg/m3;R为排放系数,上海地区20m高排气筒高度取值为12;Ke为地区经济系数,取值为0.
5-1.
5.
考虑到本市半导体企业各项污染大气污染控制技术已较为成熟,因此地区经济系数选为0.
5,则实际的排放速率为:(式2)以现行标准20m高度的排放速率为基础,考虑半导体行业废气排放具有风量大、排气筒个数较多的特点确定排放速率限值,综合考虑排气筒风量及与浓度的匹配关系.
关于无组织排放半导体行业企业在生产过程中对环境要求很高,基本上都在洁净厂房内进行作业,无组织排放有限.
但为了保护公众健康,防范环境风险,设置厂界大气污染物浓度限值.
环境管理要求针对生产过程中可能存在的无组织排放,执行国家发布的《挥发性有机物无组织排放控制标准》(GB37822).
术语和定义本标准定义了半导体行业、现有企业、新建企业、标准状态、直接排放、间接排放、挥发性有机物、非甲烷总烃、厂界大气污染物监控点、厂界大气污染物监控点浓度限值等术语.
执行时段划分本标准将半导体行业企业分为现有项目和新建项目.
现有企业指本标准实施之日前已建成投产或环境影响评价文件已通过审批的半导体行业企业或生产设施.
新建项目指本标准实施之日起环境影响评价文件通过审批的新建、改建和扩建半导体行业建设项目.
新建项目自标准颁布之日起执行本标准,现有项目自标准颁布之日后**个月执行本标准(一般为24个月).

污染物控制指标的选择本标准中排放因子的选择遵循如下原则:属于国家标准中控制的因子;属于行业特征污染因子;排放量大、需要进行控制;毒性大、危害严重;有测试手段或监测技术支持;有污染控制技术.
废水控制因子选择现行标准中废水的控制因子为总镉、总铬、六价铬、总砷、总铅、总镍、总银、氟化物、总铜、硫化物、总氰化物、pH、悬浮物、生化需氧量(BOD5)、化学需氧量(CODCr)、氨氮、总有机碳(TOC)等17项.
国家电子标准中半导体行业的控制因子在以上17项中去除了对BOD5的要求,而增加了石油类、总氮、总磷、阴离子表面活性剂(LAS)、总锌、综合毒性等6项.
考虑到指标控制的延续性,本标准废水控制因子除国家标准的22个指标外,仍保留BOD5这一因子.

废气控制因子选择现行标准中有组织废气的控制因子为硫酸雾、氯化氢、氟化氢、氨和VOCs等5项.
本标准根据企业排放特性和监管要求,增加了氮氧化物、颗粒物、非甲烷总烃、氰化氢、苯、氯气、锡及其化合物、砷化氢和磷化氢等9项指标有组织废气控制因子.
由于本市半导体企业在采用焚烧方式处理有机废气时均已采用天然气作为燃料,因此不再对二氧化硫提出控制要求,仅控制氮氧化物.

半导体行业使用有机物种类繁多,其中异丙醇和丙酮作为生产过程中最为常用的清洗试剂,用量最大.
但异丙醇和丙酮毒类都较低(大鼠径口LD50分别为5840mg/kg和5800mg/kg),因此不单独作为废气控制因子.

现行标准未对厂界提出控制要求.
本标准中增加包括非甲烷总烃在内4项指标的厂界要求.
水污染物排放限值的确定根据上海市对工业企业废水的环境管理要求,本市半导体行业企业均已实现纳管排放.
半导体行业用水量较大,其废水排放呈现废水量大、浓度较低的特点.
表7-1上海市部分半导体企业废水排放情况企业企业类型废水排放量(万t/a)废水排放方式A集成电路制造360.
0纳管B集成电路制造405.
7纳管C集成电路制造193.
4纳管D集成电路制造118.
5纳管E集成电路制造26.
39纳管F集成电路制造61.
23纳管G集成电路封装72.
8纳管H集成电路封装10.
9纳管I集成电路封装11.
1纳管J集成电路封装7.
8纳管K集成电路封装177.
9纳管L集成电路封装53.
8纳管M集成电路封装25.
1纳管N集成电路封装9.
8纳管O集成电路封装3.
0纳管P分立器件29.
3纳管Q分立器件40.
1纳管数据来源:企业反馈;2016年环境统计.
在现行标准达标情况分析的基础上,通过调研上海市半导体行业的污染现状、污染处理技术水平和管理水平,同时参考国家《电子工业污染物排放标准》、上海市《污水综合排放标准》(DB31/199-2018)的相关内容和国外半导体行业相关污水排放的标准,确定本标准中水污染物排放标准限值要求.
为与本市执行的其他水污染物排放标准保持一致,不再制订瞬时值限值要求.
一类污染物总铅总铅为一类污染物,已列入《有毒有害水污染物名录(第一批)》中.
总铅主要来源于封装中的电镀工艺,针对此类重金属因子,企业一般会采用加药沉淀等方式进行预处理后,再排入其他工业废水.
基于总铅的毒性和禁限力度的加大,目前行业铅用量很少.
现行标准中总铅的B标准(即二级标准)为1.
0mg/L,国家电子标准中排放标准为0.
2mg/L.
上海市污水综合排放标准为0.
1mg/L.
本市半导体行业均为纳管排放,总铅监测数据较少,检出率为35.
1%.
已检出数据中,97.
06%的监测数据低于0.
2mg/L和0.
1mg/L.
表7-2国内外相关标准中总铅限值规定列表(单位:mg/L)现行标准1)国家电子德国世行台湾江苏2)上海污水综排标准限值0.
1/1.
00.
20.
50.
11.
00.
1/0.
20.
1针对一类污染物,分别为特殊保护水域标准/二级标准.
(下同)针对一类污染物,分别为特别排放限值/直接排放限值.
(下同)根据企业实际排放情况,结合国家标准控制要求,考虑到总铅属于逐步电子淘汰使用的重金属因子,本修订标准中总铅的排放标准确定为0.
1mg/L.
总镉总镉为一类污染物,已列入《有毒有害水污染物名录(第一批)》中.
总镉主要来源于封装中的电镀工艺,针对此类重金属因子,企业一般会采用加药沉淀等方式进行预处理后,再排入其他工业废水.
现行标准中总镉的B标准为0.
1mg/L,国家电子标准中排放标准为0.
05mg/L.
上海市污水综合排放标准为0.
1mg/L.
本市半导体行业均为纳管排放,总镉监测数据非常有限,未检出率较高;已检出数据中,都低于0.
05mg/L.

表7-3国内外相关标准中总镉限值规定列表(单位:mg/L)现行标准国家电子世行台湾江苏上海污水综排标准限值0.
01/0.
10.
050.
10.
030.
01/0.
050.
01根据企业实际排放情况,结合国家标准控制要求,本修订标准中总镉的排放标准确定为0.
05mg/L.
总铬总铬为一类污染物,主要来源于封装中的电镀工艺,针对此类重金属因子,企业一般会采用加药沉淀等方式进行预处理后,再排入其他工业废水.
现行标准中总镉的B标准为0.
5mg/L,国家电子标准中排放标准为1.
0mg/L.
上海市污水综合排放标准为0.
5mg/L.
本市半导体行业均为纳管排放,总铬监测数据较少,约一半的数据为未检出;已检出数据中,都低于0.
5mg/L.

表7-4国内外相关标准中总铬限值规定列表(单位:mg/L)现行标准国家电子德国台湾江苏上海污水综排标准限值0.
15/0.
51.
00.
52.
00.
5/0.
50.
5根据企业实际排放情况,本修订标准中总铬的排放标准确定为0.
5mg/L,与现有标准保持一致.
六价铬六价铬为一类污染物,已列入《有毒有害水污染物名录(第一批)》中,主要来源于封装中的电镀工艺,针对此类重金属因子,企业一般会采用加药沉淀等方式进行预处理后,再排入其他工业废水.
现行标准中六价铬的B标准为0.
1mg/L,国家电子标准中排放标准为0.
2mg/L.
上海市污水综合排放标准为0.
1mg/L.
本市半导体行业均为纳管排放,六价铬监测数据较少,基本都是未检出.

表7-5国内外相关标准中六价铬限值规定列表(单位:mg/L)现行标准国家电子德国世行台湾江苏上海污水综排标准限值0.
05/0.
10.
20.
10.
10.
50.
1/0.
10.
1根据企业实际排放情况,结合国家标准控制要求,本修订标准中六价铬的排放标准确定为0.
1mg/L,与现有标准保持一致.
总砷砷为一类污染物,已列入《有毒有害水污染物名录(第一批)》中.
砷及其化合物来源于砷化镓工艺等.
现行标准中总砷的B标准为0.
2mg/L和0.
3mg/L(砷化镓工艺),国家电子标准中排放标准为0.
5mg/L.
上海市污水综合排放标准为0.
05mg/L.
本市半导体行业均为纳管排放,总砷的检出率约为44%;已检出数据均低于0.
2mg/L.

表7-6国内外相关标准中总砷限值规定列表(单位:mg/L)现行标准国家电子美国德国世行台湾江苏上海污水综排标准限值0.
05/0.
2/0.
3(砷化镓工艺)0.
52.
09/0.
830.
2/0.
3(砷化镓工艺)0.
10.
50.
1/0.
20.
05根据企业实际排放情况,结合国家标准控制要求,考虑到砷是本行业的特征污染物,本修订标准中总砷的排放标准确定为0.
2mg/L.
总镍镍为一类污染物,主要来源于封装中的电镀工艺,针对此类重金属因子,企业一般会采用加药沉淀等方式进行预处理后,再排入其他工业废水.
现行标准中六价铬的B标准为0.
5mg/L,国家电子标准中排放标准为0.
5mg/L.
上海市污水综合排放标准为0.
1mg/L.
本市半导体行业均为纳管排放,总镍监测数据较少,检出率仅30.
0%;已检出数据中仅1次数据高于0.
5mg/L,88.
37%的数据均能达到0.
1mg/L.

表7-7国内外相关标准中总镍限值规定列表(单位:mg/L)现行标准国家电子德国世行台湾江苏上海污水综排标准限值0.
1/0.
50.
50.
50.
51.
00.
1/0.
50.
1本市的半导体行业企业以纳管排放为主.
长期以来,本市的污水处理厂都面临着尾水排放和污泥中镍超标的风险.
对本市企业排放的总镍,目前采取了较为严格的控制要求.
在此基础上,根据企业实际排放情况,本修订标准中总镍的排放标准确定为0.
1mg/L.

总银总银为一类污染物,主要来源于封装中的电镀工艺,针对此类重金属因子,企业一般会采用加药沉淀等方式进行预处理后,再排入其他工业废水.
现行标准中六价铬的B标准为0.
1mg/L,国家电子标准中排放标准为0.
3mg/L.
上海市污水综合排放标准为0.
1mg/L.
本市半导体行业均为纳管排放,总银监测数据非常有限,检出率约为20.
0%;已检出数据均低于0.
1mg/L.

表7-8国内外相关标准中总银限值规定列表(单位:mg/L)现行标准国家电子德国台湾江苏上海污水综排标准限值0.
1/0.
10.
30.
10.
50.
1/0.
30.
1根据企业实际排放情况,本修订标准中总银的排放标准确定为0.
1mg/L,与现有标准保持一致.
二类污染物pH值pH值是常用控制项目.
半导体企业生产过程中存在大量酸洗和碱洗过程,都会产生一定量的酸碱废水,如果不经过处理就排入水体会对水生生物、水中部分重金属和无机物以及后期水处理产生不良影响和危害.

根据实验结果表明pH值6.
5-9.
0对淡水鱼类的生存起到保护作用,对人体的极限值为5.
0-9.
0.
本市半导体行业企业多年监测数据范围在6.
2-8.
1之间.
本标准中直接排放和间接排放的pH值都选取沿用现行标准中的标准值6-9.

悬浮物悬浮物产生于清洗研磨等工序,通过沉淀方法可以去除悬浮颗粒,治理技术成熟.
现行标准中悬浮物的二级标准为100mg/L,国家电子标准中直接排放标准和间接排放标准分别为70mg/L和400mg/L.
美国EPA制定的行业标准在BAT技术下悬浮物浓度日最大值为60mg/L,30天平均值24mg/L.
上海市污水综合排放标准二级标准值和三级标准(即间接排放标准)分别为30mg/L和400mg/L.
本市半导体行业均为纳管排放,多年自行监测和监督监测的数据显示,均能达到400mg/L,仅0.
85%的数据高于300mg/L.

图7-1上海市半导体行业企业悬浮物监测情况(单位:mg/L)表7-9国内外相关标准中悬浮物限值规定列表(单位:mg/L)现行标准1)国家电子2)美国3)世行台湾地区江苏4)上海污水综排5)标准限值50(65)/70(91)/100(130)/-70/40061/2350(最大)/20(月均)3020/50/25020/30/4001)分别为特殊保护水域标准/一级标准/二级标准/三级标准,括号内为瞬时值;"-"为未制订限值要求.
(下同)2)分别为直接排放标准/间接排放标准.
(下同)3)分别为日最大值和连续30天的日平均值.
(下同)4)分别为特别排放限值/直接排放标准/间接排放标准.
(下同)5)分别为一级标准/二级标准/三级标准.
(下同)根据企业实际排放情况,本修订标准中悬浮物的直排标准制订为50mg/L,间接排放标准为400mg/L.
石油类石油类可能产生于清洗工序,成熟达标技术包括混凝沉淀、气浮法等.
现行标准中未制订石油类标准限值,国家电子标准中直接排放标准和间接排放标准分别为5.
0mg/L和20mg/L.
上海市污水综合排放标准二级标准值和三级标准也分别为3.
0mg/L和15mg/L.
本市半导体行业均为纳管排放,多年自行监测和监督监测的数据显示,有1次监测数据未能达到15mg/L.

图7-2上海市半导体行业企业石油类监测情况(单位:mg/L)表7-10国内外相关标准中石油类限值规定列表(单位:mg/L)现行标准国家电子世行台湾上海污水综排标准限值-5/2010101.
0/3.
0/15根据企业实际排放情况,本修订标准中石油类的直排标准制订为3.
0mg/L,间接排放标准为15mg/L.
CODCrCODCr为国家重点控制污染物.
课题组对本市多家集成电路制造企业开展了废水中VOCs的监测,结果显示,各项有机物指标均未检出.
因此,本标准中仍采用CODCr综合性指标来进行监管.
现行标准中CODCr的二级标准是100mg/L,国家电子标准中直接排放标准和间接排放标准分别为100mg/L和500mg/L.
上海市污水综合排放标准二级标准值和三级标准分别为60mg/L和500mg/L.
本市半导体行业均为纳管排放,多年自行监测和监督监测的数据显示,企业均能达到500mg/L,98%的监测数据低于300mg/L,另有35.
51%的数据低于60mg/L.

图7-3上海市半导体行业企业CODCr监测情况(单位:mg/L)表7-11国内外相关标准中CODCr限值规定列表(单位:mg/L)现行标准国家电子台湾上海污水综排标准限值60(78)/80(104)/100(130)/-100/50010050/60/500CODCr属于常规指标,通过生化处理等方式可以有效去除.
根据企业实际排放情况,结合国家标准控制要求,本修订标准中CODCr的直排标准制订为60mg/L,间接排放标准为500mg/L,与上海市污水综排标准一致.

BOD5BOD5是国外重点关注的常规污染因子,因此本标准修订时仍保留这一指标.
现行标准中BOD5的二级标准是30mg/L,国家电子标准中未进行控制.
上海市污水综合排放标准二级标准值和三级标准分别为20mg/L和300mg/L.
本市半导体行业均为纳管排放,多年自行监测和监督监测的数据显示,企业均能达到300mg/L,另有42.
80%的数据低于20mg/L.

图7-4上海市半导体行业企业BOD5监测情况(单位:mg/L)表7-12国内外相关标准中BOD5限值规定列表(单位:mg/L)现行标准国家电子世行上海污水综排标准限值15(20)/20(26)/30(39)/--5010/20/300BOD5属于常规指标,通过生化处理等方式可以有效去除.
根据企业实际排放情况,结合国家标准控制要求,本修订标准中BOD5的直排标准制订为20mg/L,间接排放标准为300mg/L,与上海市污水综排标准一致.

总有机碳TOC为控制COD不能氧化分解的非还原性有机污染物,本标准仍保留TOC指标.
现行标准中TOC的二级标准是30mg/L,国家电子标准中直接排放标准和间接排放标准分别为30mg/L和200mg/L.
上海市污水综合排放标准二级标准值和三级标准分别为20mg/L和150mg/L.
本市半导体行业企业TOC实测数据较少,有限的样本显示,最低值为1.
83mg/L,最高值为44.
9mg/L,变化幅度较大.
根据相关报道和在线监测数据对比分析,对于一种稳定排放的废水,其TOC浓度和COD浓度具有良好的线性相关性.
本标准根据企业实际排放情况,TOC限值按照COD限值的30%规定:直接排放浓度限值为20mg/L,间接排放浓度限值为150mg/L,与上海市污水综排标准一致.

表7-13国内外相关标准中TOC限值规定列表(单位:mg/L)现行标准国家电子上海污水综排标准限值18(23)/20(26)/30(39)/-30/20015/20/150氨氮氨氮为一般污染物控制项目,是水体富营养化的一个重要因素,属于我国主要的总量控制指标.
半导体行业氨氮主要是来源于NH4OH等碱性试剂,是行业特别是集成电路制造企业的特征污染物之一.
现行标准中氨氮的二级标准是15mg/L,国家电子标准中直接排放标准和间接排放标准分别为25mg/L和45mg/L.
上海市污水综合排放标准二级标准值和三级标准分别为5mg/L和45mg/L.
本市半导体行业均为纳管排放,多年自行监测和监督监测的数据显示,99.
86%的数据能达到45mg/L,另有35.
91%的数据低于10mg/L.

图7-5上海市半导体行业企业氨氮监测情况(单位:mg/L)表7-14国内外相关标准中氨氮限值规定列表(单位:mg/L)现行标准国家电子世行台湾1)江苏上海污水综排标准限值8(10.
5)/10(13)/15(19.
5)/-25/451010/208/10/201.
5/5/451)分别为水源保护区内/外排放标准.
氨氮属于常规指标,为加强其处理效果,本市集成电路制造企业一般采用吹脱法等方式对高浓度含氨废水进行预处理.
根据企业实际排放情况,考虑到氮是上海重点的控制项目,本修订标准中氨氮的直排标准加严至5mg/L;间接排放标准为45mg/L,与上海市污水综排标准一致.

总氮总氮主要包括氨氮、硝酸盐氮、有机氮等,是控制富营养化的重要指标.
现行标准中未制订总氮的控制要求,国家电子标准中直接排放标准和间接排放标准分别为35mg/L和70mg/L.
上海市污水综合排放标准二级标准值和三级标准也分别为15mg/L和70mg/L.
本市半导体行业均为纳管排放,多年自行监测和监督监测的数据显示,所有企业数据均能达到70mg/L,另有26.
42%的数据低于15mg/L.

图7-6上海市半导体行业企业总氮监测情况(单位:mg/L)表7-15国内外相关标准中总氮限值规定列表(单位:mg/L)现行标准国家电子江苏上海污水综排标准限值-35/7010/15/3510/15/70总氮属于常规指标.
根据企业实际排放情况,考虑到氮是上海重点的控制项目,本修订标准中总氮的直排标准制订为15mg/L;间接排放标准为70mg/L,与上海市污水综排标准一致.
总磷总磷为一般污染物控制项目,是水体富营养化的一个重要因素,也是重点地区的控制项目.
半导体行业企业在生产工艺中会使用一定量的磷酸,在集成电路制造的湿法刻蚀工艺中会产生含磷废水.
现行标准中并未制订总磷的控制限值,国家电子标准中直接排放标准和间接排放标准分别为1.
0mg/L和8.
0mg/L.
上海市污水综合排放标准二级标准值和三级标准也分别为0.
5mg/L和8.
0mg/L.
本市半导体行业均为纳管排放,多年自行监测数据显示,99.
46%的监测数据能达到8.
0mg/L,另有58.
23%的数据低于1.
0mg/L.

图7-7上海市半导体行业企业总磷监测情况(单位:mg/L)表7-16国内外相关标准中总磷限值规定列表(单位:mg/L)现行标准国家电子世行江苏上海污水综排标准限值-1.
0/8.
050.
5/1/30.
3/0.
5/8.
0根据企业实际排放情况,结合国家标准控制要求,考虑到磷是上海市地表水中主要控制的因子,本修订标准中总磷的直排标准制订为0.
5mg/L;间接排放标准为8.
0mg/L,与上海市污水综排标准一致.

阴离子表面活性剂(LAS)LAS是综合排放标准中普遍控制的目标污染物,而且它很难通过其它污染物的协同处理来进行削减,必须单独控制.
在半导体行业中,主要产生于各种清洗工序.
现行标准中并未制订LAS的控制限值,国家电子标准中直接排放标准和间接排放标准分别为5mg/L和20mg/L.
上海市污水综合排放标准二级标准值和三级标准也分别为5mg/L和20mg/L.
本市半导体行业均为纳管排放,多年自行监测数据显示,LAS的排放浓度总体都较低,基本都低于3mg/L.

表7-17国内外相关标准中LAS限值规定列表(单位:mg/L)现行标准国家电子台湾江苏上海污水综排标准限值-5/20100.
5/1/13/5/20根据企业实际排放情况,结合企业排放情况,本修订标准中LAS的直排标准制订为3mg/L;间接排放标准为20mg/L.
总氰化物氰化物具有剧毒,属于有毒有害物质,但没有列入《有毒有害水污染物名录(第一批)》中.
总氰化物来源于半导体封装测试中可能存在的含氰电镀工序.
现行标准中总氰化物的二级标准是0.
2mg/L,国家电子标准中直接排放标准和间接排放标准分别为0.
5mg/L和1.
0mg/L.
上海市污水综合排放标准二级标准值和三级标准也分别为0.
2mg/L和0.
5mg/L.

表7-18国内外相关标准中总氰化物限值规定列表(单位:mg/L)现行标准国家电子德国1)世行台湾江苏上海污水综排标准限值0.
2/0.
2/0.
2/0.
50.
5/1.
00.
211.
00.
2/0.
2/0.
20.
1/0.
2/0.
51)实际控制因子为挥发性氰化物.
根据HJ945.
2规定,有毒有害物质如果在GB3838等水环境质量标准中有规定的,采用其限值.
因此本标准规定氰化物直接排放限值为0.
2mg/L,间接排放限值规定为0.
5mg/L.
硫化物硫化物主要来源于半导体器件生产中的电镀工艺.
现行标准中硫化物的二级标准是1mg/L,国家电子标准中直接排放标准和间接排放标准均为1mg/L.
上海市污水综合排放标准二级标准值和三级标准也均为1mg/L.
本市半导体行业硫化物监测数据较少,且浓度极低,均远低于1mg/L.

表7-19国内外相关标准中硫化物限值规定列表(单位:mg/L)现行标准国家电子德国台湾江苏上海污水综排标准限值0.
5/1/1/11.
0/1.
0111/1/10.
5/1.
0/1.
0根据企业实际排放情况,结合国家标准控制要求,本修订标准中硫化物的直排标准和间接排放标准均规定为1mg/L,与现有标准保持一致.
氟化物氟化物是半导体行业的主要特征因子,特别是在制造企业.
一般企业都会独立设置含氟废水的处理设施,再排入总的废水处理设施处理后最后排放.
现行标准中氟化物的二级标准为10mg/L,国家电子标准中直接排放标准和间接排放标准分别为10mg/L和20mg/L.
上海市污水综合排放标准二级标准值和三级标准也分别为8mg/L和20mg/L.
本市半导体行业均为纳管排放,多年自行监测数据显示,所有企业的监测数据均能达到20mg/L,另有53.
54%的数据低于10mg/L,35.
05%的数据低于8mg/L.

图7-8上海市半导体行业企业氟化物监测情况(单位:mg/L)表7-20国内外相关标准中氟化物限值规定列表(单位:mg/L)现行标准国家电子美国世行台湾江苏上海污水综排标准限值8(10.
4)/10(13)/10(13)/2010/2032/17.
420158/10/155.
0/8.
0/20氟化物是半导体行业企业,特别是集成电路制造企业最主要的特征污染物.
企业一般采用沉淀方式对氟化物进行预处理后再与其他废水合并排放.
氟化物的去除效率与沉淀工艺的投药量直接相关,投药量大,去除效率高,相应也会产生大量的污泥排放.
根据企业实际排放情况,考虑到氟化物是行业特征排放因子,本修订标准中氟化物的直排标准制订为8mg/L;间接排放标准为20mg/L,与现有标准保持一致.

总铜随着集成电路制造技术的日益发展,铜工艺开始出现.
采用铜工艺的企业一般会对浓度较高的含铜废水设置相应的预处理进行处置.
同时,部分集成电路封装制造企业也存在铜排放.
现行标准制订时,铜工艺开始在上海出现,二级标准制订为1mg/L,国家电子标准中直接排放标准和间接排放标准分别为0.
5mg/L和2mg/L.
上海市污水综合排放标准二级标准值和三级标准也分别为0.
5mg/L和2mg/L.
本市半导体行业均为纳管排放,多年自行监测数据显示,所有企业的监测数据均低于1mg/L.

图7-9上海市半导体行业企业总铜监测情况(单位:mg/L)表7-21国内外相关标准中总铜限值规定列表(单位:mg/L)现行标准国家电子德国世行台湾江苏上海污水综排标准限值0.
2/0.
5/1/10.
5/20.
50.
530.
3/0.
3/0.
30.
2/0.
5/2根据企业实际排放情况,本修订标准中总铜的直排标准制订为0.
5mg/L;间接排放标准为1mg/L.
总锌总锌主要来源于电镀工艺.
现行标准中并未制订总锌的控制限值,国家电子标准中直接排放标准和间接排放标准均为1.
5mg/L.
上海市污水综合排放标准二级标准值和三级标准分别为2.
0mg/L和5.
0mg/L.
本市半导体行业均为纳管排放,总锌的监测数据非常有限,主要是集成电路封装和分立器件企业开展过这一指标的监测,但排放浓度总体都远低于1.
5mg/L.

表7-22国内外相关标准中总锌限值规定列表(单位:mg/L)现行标准国家电子台湾江苏上海污水综排标准限值-1.
5/1.
551/1/11.
0/2.
0/5.
0根据企业实际排放情况,结合国家标准控制要求,本修订标准中总锌的直排标准和间接排放标准都制订为1.
5mg/L.
综合毒性指标根据《国家水污染物排放标准制定技术导则》(HJ945.
2-2018)相关规定,对于排放有毒有害水污染物种类较多的行业,应考虑设置综合毒性指标,反映排放污水对生态环境的综合影响.
经调查,德国对半导体行业规定的综合毒性指标为稀释倍数为2的情况下,斑马鱼鱼卵48小时致死率不超过10%.
上海市污水综合排放标准制订了鱼类急性毒性的一级标准,为96小时未达半致死浓度.
现行标准中未制订综合毒性指标,而国家标准中则制订了直接排放的斑马鱼急性毒性要求和间接排放的发光细菌抑制率.

表7-23国内外相关标准中综合毒性指标限值规定列表(单位:mg/L)现行标准国家电子德国上海污水综排直接排放-斑马鱼急性毒性:96小时致死率小于等于10%(稀释倍数2)直排废水的鱼类毒性TF=2一级标准:鱼类急性毒性的一级标准,为96小时未达半致死浓度.
间接排放发光细菌急性毒性:15分钟相对发光抑制率小于等于20%(稀释倍数32)-本市半导体企业从未开展过有关综合毒性指标的监测.
根据国家标准控制要求,本次修订中增加综合毒性指标,但和国家标准要求保持一致,即针对半导体行业污水集中处理设施运营单位提出该项要求,斑马鱼卵急性毒性应≤6.

有组织大气污染物排放限值的确定在现行标准达标情况分析的基础上,通过调研上海市半导体行业的污染现状、污染处理技术水平和管理水平,同时参考上海市《大气污染物综合排放标准》(DB31/933-2015)的相关内容和国外半导体行业相关大气污染物排放的标准,确定本标准中大气污染物排放标准限值要求.
酸性废气半导体行业企业在生产过程中使用了大量诸如硫酸、硝酸、盐酸、氟化氢等试剂,从而成为酸性气体排放.
企业一般都会设置酸性排气筒,酸性排气筒是半导体企业,特别是集成电路制造企业数量最多的排气筒,单条生产线的酸性排气筒个数可以达到6-8根.
从风量上来看,多数酸性排气筒的风量都达到1万m3/h以上,最高的超过9万m3/h.
企业排气筒都较高,基本都超过20m,因此多根排气筒常需要等效为一根排气筒,等效风量巨大.
本标准不再针对不同排气筒高度制定标准,而以现行标准中20m高度的排放速率为基准进行限值考量.

表7-24本市部分企业酸性排气筒情况企业企业类型排气筒个数(个)排气筒高度(m)排风量(m3/h)处理工艺A集成电路制造284012700-81000碱性洗涤塔B集成电路制造1925-36324-79272碱性洗涤塔C集成电路制造73218360-42480碱性洗涤塔D集成电路制造1322-3525489-93050碱性洗涤塔E集成电路制造22541400碱性洗涤塔F集成电路制造2318-242016-32004碱性洗涤塔G集成电路封装220-2540000-60000碱性洗涤塔H集成电路封装1252880活性炭吸附I分立器件315-25-碱性洗涤塔针对行业排放特点,选择硫酸雾、氯化氢、氟化氢、氯气、氰化氢作为酸性气体的控制.
硫酸雾硫酸是半导体行业最常用酸之一,主要来源于清洗、氧化、电镀等工序,企业基本都采用碱液吸收法处理技术.
现行标准中硫酸雾的浓度限值为10mg/m3,15m、20m和30m的最高允许排放速率分别为1.
5kg/h、2.
6kg/h和8.
8kg/h.
上海市大气综合排放标准浓度限值为5mg/m3,最高允许排放速率分别为1.
1kg/h.

本市半导体企业都将硫酸雾作为常规监测指标.
多年的企业自行监测和环保部门监督监测结果显示,检出数据的范围从0.
0174-52.
2mg/m3,变化范围很大;99.
1%的数据低于10mg/m3,97.
8%的数据低于5mg/m3.
由于不同企业排气筒风量变化巨大,单个排气筒的硫酸雾排放速率变化也很大,最低的监测数据仅0.
00044kg/h,最高的监测数据为0.
9271kg/h.

图7-10半导体企业硫酸雾排放浓度(单位:mg/m3)表7-25国内外相关标准中硫酸雾限值规定列表浓度限值(mg/m3)最高允许排放速率(kg/h)现行标准101.
5/2.
6/8.
81)北京5-江苏5-台湾-排放削减率应大于95%或工厂总排放量应小于0.
1kg/h.
上海大气综排51.
11)分别为15m/20m/30m排气筒高度的最高允许排放速率.
(下同)根据企业实际排放情况,本修订标准中硫酸雾的最高允许排放浓度限值加严至5mg/m3.
考虑酸性排气筒的等效风量,采用现行标准中20m的限值2.
6kg/h作为修订标准中排放速率限值要求.
氯化氢盐酸也是半导体行业最常用酸之一,主要来源于清洗、氧化、电镀等工序,企业基本都采用碱液吸收法处理技术.
现行标准中硫酸雾的浓度限值为15mg/m3,15m、20m和30m的最高允许排放速率分别为0.
26kg/h、0.
43kg/h和1.
4kg/h.
上海市大气综合排放标准浓度限值为10mg/m3,最高允许排放速率分别为0.
18kg/h.

氯化氢也是本市半导体企业常规监测指标.
多年的企业自行监测和环保部门监督监测结果显示,检出数据的范围从0.
026-16.
3mg/m3,变化范围很大;99.
9%的数据低于10mg/m3.
由于企业间排气筒风量变化巨大,单个排气筒的硫酸雾排放速率变化也很大,最低的监测数据仅0.
00051kg/h,最高的监测数据为1.
23kg/h.
以单根排气筒数据来看,92.
7%的监测数据低于0.
43kg/h;66.
3%的数据低于0.
18kg/h.

图7-11半导体企业氯化氢排放浓度(单位:mg/m3)表7-26国内外相关标准中氯化氢限值规定列表浓度限值(mg/m3)最高允许排放速率(kg/h)现行标准150.
26/0.
43/1.
4北京10-江苏10台湾-排放削减率应大于95%或工厂总排放量应小于0.
6kg/h.
世行10-上海大气综排100.
18根据企业实际排放情况,本修订标准中氯化氢的最高允许排放浓度限值加严至10mg/m3.
氯化氢的排放速率要求较硫酸雾更严,采用现行标准中20m的限值0.
43kg/h作为修订标准中排放速率限值要求.

氟化氢氢氟酸是半导体行业最常用酸之一,主要来源于清洗、氧化等工序,企业基本都采用碱液吸收法处理技术.
现行标准中氟化氢的浓度限值为1.
5mg/m3,15m、20m和30m的最高允许排放速率分别为0.
1kg/h、0.
17kg/h和0.
59kg/h.
上海市大气综合排放标准氟化物的浓度限值为5.
0mg/m3,最高允许排放速率为0.
073kg/h.

氟化氢是本市半导体企业常规监测指标.
多年的企业自行监测和环保部门监督监测结果显示,检出数据的范围从0.
004-4.
86mg/m3,变化范围很大;99.
5%的数据低于3mg/m3,97.
7%的数据低于1.
5mg/m3.
由于企业间排气筒风量变化巨大,单个排气筒的硫酸雾排放速率变化也很大,最低的监测数据仅0.
00013kg/h,最高的监测数据为0.
43kg/h.
以单根排气筒数据来看,79.
7%的监测数据低于0.
17kg/h.

图7-12半导体企业氟化氢排放浓度(单位:mg/m3)表7-27国内外相关标准中氟化氢限值规定列表浓度限值(mg/m3)最高允许排放速率(kg/h)现行标准1.
50.
1/0.
17/0.
59北京10-江苏1.
5台湾-排放削减率应大于95%或工厂总排放量应小于0.
6kg/h.
世行5-上海大气综排50.
073根据企业实际排放情况,本修订标准中氯化氢的最高允许排放浓度限值仍为1.
5mg/m3.
氟化氢的排放速率要求也较硫酸雾更严,采用现行标准中20m的限值0.
17kg/h作为修订标准中排放速率限值要求.

氯气氯气主要来源于光刻、干法刻蚀等工艺,企业基本也是采用碱液吸收法处理技术.
现行标准中未对氯气进行控制.
上海市大气综合排放标准浓度限值为3mg/m3,最高允许排放速率分别为0.
36kg/h.

本市仅个别集成电路制造企业开展氯气的日常监测.
多年的企业自行监测结果显示,检出数据的范围从0.
019-22.
7mg/m3,变化范围很大;98.
0%的数据低于5mg/m3,96.
3%的检出数据低于3mg/m3.

表7-28国内外相关标准中氯气限值规定列表浓度限值(mg/m3)最高允许排放速率(kg/h)现行标准--北京3-江苏5-上海大气综排30.
36根据企业实际排放情况,本修订标准中氯气的最高允许排放浓度限值加严至3mg/m3.
国家《大气污染物综合排放标准》在制定时,明确排放氯气的排气筒不得低于25m,二级区的排放速率要求为0.
52kg/h.
本标准沿用国标的控制要求,即0.
52kg/h作为氯气排放速率限值要求.

氰化氢氰化氢主要来源于半导体封装中可能采用的含氰电镀工艺,企业一般采用喷淋吸收处理技术.
现行标准中未对氰化氢进行控制.
上海市大气综合排放标准浓度限值为1.
9mg/m3,最高允许排放速率分别为0.
11kg/h.
目前,企业实际采用含氰电镀的较少,也未获得相关的监测数据.

表7-29国内外相关标准中氰化氢限值规定列表浓度限值(mg/m3)最高允许排放速率(kg/h)现行标准--北京0.
5-江苏0.
5-上海大气综排1.
90.
11本修订标准中增加氰化氢的控制要求,浓度限值设置为0.
5mg/m3.
氰化氢主要可能来自于集成电路封装企业,以5万m3/h为考虑,排放速率限值要求为0.
025kg/h.
碱性废气硝酸等是半导体企业中常用的原料,由此产生的碱性气体一般也都通过湿式洗涤塔予以处理.
调查结果显示,集成电路制造企业都单独设置了碱性排气筒,风量一般维持在几千到几万m3/h不等;而集成电路封装企业则一般不单独设碱性排气筒.
一般一条集成电路制造生产线设置1-2个碱性排气筒,排气筒高度均高于20m.
由于排气筒较高,多个排气筒往往需要等效为一根排气筒.

表7-30本市部分企业碱性排气筒情况企业企业类型个数(个)高度(m)排气量(m3/h)处理技术A集成电路制造8403180-11900酸式洗涤塔B集成电路制造1125-36324-70596酸式洗涤塔C集成电路制造43215840-34200酸式洗涤塔D集成电路制造13312677酸式洗涤塔E集成电路制造12539960酸式洗涤塔F集成电路制造1205004酸式洗涤塔由于氨属于国家《恶臭污染物排放标准》(GB14554-93)中控制的恶臭物质,现行标准中未在制定浓度限值,仅给出了排放速率的要求,15m、20m和30m的最高允许排放速率分别为4.
9kg/h、8.
7kg/h和20kg/h.
上海市《恶臭(异味)污染物排放标准》(DB31/1025-2016)中规定了氨的浓度限值,为30mg/m3,最高允许排放速率为1kg/h.

氨也纳入了本市半导体企业,特别是集成电路制造企业的常规监测.
多年的企业监测结果显示,检出数据的范围从0.
017-449mg/m3,变化范围巨大;94.
0%的数据低于30mg/m3,90.
2%的数据低于15mg/m3.
由于企业间排气筒风量变化巨大,单个排气筒氨的排放速率变化也很大,最低的监测数据仅0.
000835kg/h,最高的监测数据为3.
15kg/h.
以单根排气筒数据来看,所有监测数据都能低于4.
9kg/h.

图7-13半导体企业氨排放浓度(单位:mg/m3)表7-31国内外相关标准中氟化氢限值规定列表浓度限值(mg/m3)最高允许排放速率(kg/h)现行标准-4.
9/8.
7/20北京10-江苏10-上海恶臭排放标准301根据企业实际排放情况,本修订标准中氨的最高允许排放浓度限值设置为15mg/m3.
考虑到行业排气筒量较大的情况,结合实际监测情况,采用现行标准中15m的限值4.
9kg/h作为修订标准中排放速率限值要求.

有机废气由于半导体企业中大量使用了各种有机物质,对挥发性有机物的控制是本标准在制订时就非常重视的项目.
目前,本市一些相对较新的集成电路制造企业采用的均是沸石转轮加焚烧的处理工艺,一些晶圆尺寸较小的、建设相对时间较久的集成电路制造企业则多采用活性炭吸附工艺;而集成电路封装和分立器件企业则一般都采用活性炭吸附的处理方式.
采用沸石转轮工艺的企业,有的会设有有机排口和有机焚烧排口两个排口,其中,有机排口风量较大,基本都在10000m3/h以上,而焚烧排口则在2000-5000m3/h;若为合并排放口,则一般风量都能达到几万m3/h以上.
无论的集成电路制造企业,还是封装企业,采用活性炭吸附的有机排口排风量也较大,多数都超过10000m3/h.
本市半导体行业企业有机排气筒的高度基本都在20m以上,若为多个排气筒,往往需要等效为一根排气筒.
因此,在最高允许排放速率的制定时,对有机气体考虑的等效排放风量为60000m3/h.

表7-32本市部分企业有机排气筒情况企业企业类型个数(个)高度(m)排气量(m3/h)处理技术A集成电路制造17402560-20000沸石转轮脱附+TO燃烧B集成电路制造1125-36720-29232活性炭吸附/沸石转轮C集成电路制造3329000-50040沸石转轮+RTOD集成电路制造425-354360-25331活性炭吸附E集成电路制造12519800活性炭吸附F集成电路制造12418000活性炭吸附G集成电路封装32518000-80000活性炭吸附H集成电路封装222-25720-17280活性炭吸附I分立器件315-25活性炭吸附VOCs考虑到半导体企业中使用的有机物种类烦多,采用非甲烷总烃表征的代表性较差,因此现行标准第一次提出了VOCs的控制指标,浓度控制限值为100mg/m3,并提出当排放速率大于0.
6kg/h,则设施最低处理效率应达到88%.

本市多数集成电路制造企业都将VOCs作为了日常监测项目;集成电路封装企业仅个别开展了VOCs的日常监测.
多年的企业监测结果显示,数据范围从0.
124-60.
2mg/m3,变化范围较大;99.
3%的数据低于100mg/m3,91.
0%的数据低于20mg/m3.
从课题组收集的数据来看,由于采用原料中含有有机物的不同,VOCs检测项也有变化.
总体而言,异丙醇和丙酮是检出率最高的两项指标.
检出异丙醇的浓度占VOCs浓度的比例达到1.
6-100%;检出丙酮的浓度占VOCs浓度的比例达到0.
1-97.
6%(均扣除两项指标未检出情况).
这主要是因为异丙醇和丙酮是半导体企业中最为常用的清洗试剂.
除这两项因子外,气体检出的指标还包括:丙烯、正己烷、环己烷、正庚烷、苯、甲苯、乙苯、间二甲苯、对二甲苯、苯乙烯、邻二甲苯、4-乙基甲苯、1,3,5-三甲基苯、1,2,4-三甲基苯、乙醇、甲乙酮、乙酸乙酯、四氢呋喃、甲基丙烯酸甲酯、甲基异丁基酮、二硫化碳、1,2-二氯丙烷、氯乙烯、三氯氟甲烷、二氯甲烷、顺-1,2-二氯乙烯、1,2-二氯乙烷、四氯化碳、六氯丁二烯、1,3-二氯苯、1,4-二氯苯、1,2,4-三氯苯、三氯甲烷、三溴甲烷、萘、甲基乙基酮、乙醚、异丙烯酸甲酯、4-乙基甲苯、乙丙烯酸甲酯、丙烯腈、4-甲基-2-戊酮和2-丁酮等.

由于企业间排气筒风量变化巨大,单个排气筒氨的排放速率变化也很大,最低的监测数据仅0.
00049kg/h,最高的监测数据为1.
77kg/h;86.
5%的单个排气筒排放速率数据小于0.
6kg/h,97.
3%的数据小于1.
2kg/h.

图7-14半导体企业VOCs排放浓度(单位:mg/m3)表7-33国内外相关标准中VOCs限值规定列表浓度限值(mg/m3)最高允许排放速率(kg/h)现行标准100排放速率大于0.
6kg/h,则设施最低处理效率应达到88%江苏100-天津200.
7/3.
4/11.
9/18.
7/32.
31)台湾-排放削减率应大于90%或工厂总排放量应小于0.
6kg/h(以甲烷为计算基准).
世行20-上海大气综排--根据企业实际排放情况,本修订标准中VOCs最高允许排放浓度限值设置为20mg/m3.
以排气筒等效排放量60000m3/h为依据,确定排放速率限值要求为1.
2kg/h.
半导体行业中集成电路制造企业的有机物使用情况较为复杂,而集成电路封装测试与分立器件企业使用的成分相对简单.
同时,考虑到VOCs的监测费用相对昂贵,该指标为集成电路制造企业执行标准.
非甲烷总烃非甲烷总烃也是表征有机污染的指标之一.
现行标准未制定非甲烷总烃的限值要求.
上海市大气综合排放标准的浓度限值为70mg/m3,最高允许排放速率为3kg/h.
虽然非甲烷总烃不是现行标准的控制指标,但本市仍有较多半导体行业企业开展该指标的日常监测.
多年监测结果显示,检出数据的范围从0.
20-252mg/m3,变化范围很大;95.
7%的数据低于50mg/m3,86.
5%的数据低于20mg/m3.
由于企业间排气筒风量变化巨大,单个排气筒的非甲烷总烃排放速率变化也很大,最低的监测数据为0.
0001kg/h,最高的监测数据为5.
06kg/h.
以单根排气筒数据来看,96.
5%的监测数据低于1.
2kg/h.

图7-15半导体企业非甲烷总烃排放浓度(单位:mg/m3)表7-34国内外相关标准中非甲烷总烃限值规定列表浓度限值(mg/m3)最高允许排放速率(kg/h)现行标准--北京20/10-江苏50-上海大气综排703根据企业实际排放情况,本修订标准中非甲烷总烃最高允许排放浓度限值设置为20mg/m3.
以排气筒等效排放量60000m3/h为依据,确定排放速率限值要求为1.
2kg/h.
苯苯属于半导体行业中可能使用和排放的有机物.
从企业实际监测情况来看,苯的检出率不高,能检出的数据中最小值为0.
0024mg/m3,最高值为1.
654mg/m3,仅个别监测数据高于1mg/m3.

现行标准未制定苯的限值要求.
上海市大气综合排放标准中苯的浓度限值为1mg/m3,最高允许排放速率为0.
1kg/h.
表7-35国内外相关标准中苯限值规定列表苯浓度限值(mg/m3)最高允许排放速率(kg/h)现行标准--北京1/0.
5-江苏1-天津10.
2/0.
3/0.
9/1.
2/1.
5上海大气综排10.
1本修订标准中增加苯的控制要求.
其中,苯的最高允许排放浓度限值设置为1mg/m3.
以排气筒等效排放量60000m3/h为考虑,排放速率限值要求为0.
06kg/h.
有毒气体砷化氢和磷化氢主要来源于集成电路制造企业生产中的扩散、离子注入工序,是半导体行业的特征污染物.
由于这两种物质均属于剧毒物质,企业生产中一般都设有专门的尾气处理设备(POU),通过预处理后排放至酸性废气处理系统处理.
目前我国对这两种污染物暂无检测方法,因此无企业实测数据.
现行标准未制定砷化氢和磷化氢的限值要求.
上海市大气综合排放标准中砷化氢和磷化氢的浓度限值也均为1mg/m3,砷化氢的最高允许排放速率为0.
0036kg/h,磷化氢为0.
022kg/h.

表7-36国内外相关标准中砷化氢和磷化氢限值规定列表砷化氢磷化氢浓度限值(mg/m3)最高允许排放速率(kg/h)浓度限值(mg/m3)最高允许排放速率(kg/h)现行标准----江苏1-1-世行--1-上海大气综排10.
0036400.
022本修订标准中增加砷化氢和磷化氢的控制要求,浓度限值均为1mg/m3;排放速率要求参考上海市综排要求,砷化氢的最高允许排放速率为0.
0036kg/h,磷化氢为0.
022kg/h.
颗粒物颗粒物主要产生于切割、研磨等工序.
现行标准中未制定颗粒物的排放要求.
上海市大气综合排放标准浓度限值为30mg/m3,最高允许排放速率分别为1.
5kg/h.
本市半导体企业颗粒物的监测数据较少,检出数据的范围从0.
058-17mg/m3,变化范围较大;97.
4%的数据低于10mg/m3.
图7-16半导体企业颗粒物排放浓度(单位:mg/m3)表7-37国内外相关标准中颗粒物限值规定列表浓度限值(mg/m3)最高允许排放速率(kg/h)现行标准--北京10-江苏20-上海大气综排301.
5本修订标准中增加颗粒物的控制要求.
根据本市企业实际监测情况,确定颗粒物浓度限值均为10mg/m3.
排放速率基于《环境空气质量标准》(GB3095-2012)中PM10(TSP)的24小时平均浓度Cm=0.
15mg/m3,按照日均浓度结合式(2)计算的排放速率为0.
90Kg/h.
考虑到半导体行业排放量巨大的特点,因此考虑排放速率要求参考上海市综排,制定为1.
5Kg/h,对应的风量为15万m3/h.

氮氧化物半导体行业氮氧化物的排放主要来自两个方面,一是工艺过程中产生的氮氧化物,如硝酸酸洗工艺等;二是处理有机废气燃烧排放的氮氧化物.
现行标准中未制定氮氧化物的排放要求.
上海市大气综合排放标准浓度限值为200mg/m3,最高允许排放速率分别为0.
47kg/h;废气热氧化处理装置的浓度限值为150mg/m3,未设置排放速率要求.

本市半导体企业氮氧化物的监测数据主要来自于酸性排气筒和个别的有机排气筒,检出数据的范围从0.
021-96mg/m3,变化范围较大;98.
5%的数据低于50mg/m3,其中大于50mg/m3的监测数据基本都来自于有机废气的焚烧排口.

图7-17半导体企业氮氧化物排放浓度(单位:mg/m3)表7-38国内外相关标准中氮氧化物限值规定列表浓度限值(mg/m3)最高允许排放速率(kg/h)现行标准--北京50/1001)-江苏50-上海大气综排200/1502)0.
47/-2)分别为排气筒的排放浓度限值/燃烧装置排放限值.
分别为其他源/废气热氧化处理装置的限值要求.
本修订标准中增加氮氧化物的控制要求.
根据本市企业实际监测情况,确定氮氧化物浓度限值均为50mg/m3;燃烧装置排放限值参考上海市综排,确定为150mg/m3.
工艺排气筒的氮氧化物排放速率基于《环境空气质量标准》(GB3095-2012)中氮氧化物的一小时平均浓度Cm=0.
25mg/m3,结合式(2)计算的排放速率为1.
5Kg/h.

锡及其化合物锡及其化合物主要来源于半导体封装中可能采用的含锡电镀、焊接等工艺,企业一般采用吸附法处理.
现行标准中未对锡及其化合物进行控制.
上海市大气综合排放标准浓度限值为5mg/m3,最高允许排放速率分别为0.
22kg/h.
企业的实测数据较少,基本都来自半导体封装测试企业和分立器件企业.
该指标的检出率很低,仅为30%左右.
已检测数据范围在0.
000014-0.
0143mg/m3.

表7-39国内外相关标准中氰化氢限值规定列表浓度限值(mg/m3)最高允许排放速率(kg/h)现行标准--北京0.
5-江苏1-上海大气综排50.
22本修订标准中增加锡及其化合物的控制要求,浓度限值设置为1mg/m3.
锡及其化合物主要可能来自于集成电路封装企业,以50000m3/h为考虑,苯的排放速率限值要求为0.
05kg/h.
无组织大气污染物排放限值的确定半导体生产工艺对环境要求很高,工艺阶段基本都在洁净厂房内开展.
就生产环境而言,从原料输送到废气排放,整体的密闭特性较好.
对工艺过程中可能产生的无组织排放,以达到国家最新发布的《挥发性有机物无组织排放控制标准》(GB37822-2019)为主.
对于厂界,增加特征因子的边界大气污染物浓度限值.
现行标准并未制定边界的大气污染物排放要求,因此企业未将其纳入日常环境监测.
在本标准修订期间,部分企业进行了边界的大气污染物监测工作,课题组也选择了特征企业进行现场实测,指标包括氰化物、氯气、氯化氢、硫酸雾、非甲烷总烃及VOCs.
从企业实际监测情况来看,厂界各项指标的浓度都普遍较低.

表7-40本市半导体企业厂界监测情况(单位:mg/m3)企业氯气氯化氢硫酸雾苯非甲烷总烃VOCsANA-0.
1NA-0.
084NA-0.
1750.
0005-0.
01660.
938-3.
990.
0721-0.
2741BNA-NA0.
0015-0.
00220.
0543-0.
7650.
0311-0.
654C---0.
0008-0.
00141.
55-2.
060.
0773-0.
1001D--NA-0.
112.
46-3.
58表7-41国内相关标准中厂界限值规定列表(单位:mg/m3)序号污染物北京江苏上海综排1氰化氢0.
00240.
00240.
0242氯气0.
020.
40.
13氯化氢0.
010.
20.
154非甲烷总烃-2.
04.
0结合本市企业实际监测情况和上海市地标对厂界无组织废气的监控,确定本标准的边界大气污染物浓度限值.
表7-42本标准企业厂界大气污染物监控点浓度限值(单位:mg/m3)序号污染物本标准1氰化氢0.
0242氯气0.
13氯化氢0.
154非甲烷总烃4.
0国内外相关标准对比分析水污染物相关排放标准对比分析表8-1给出了本标准与美国、德国、世行、台湾地区半导体行业水污染物排放相关标准的限值一览表.
从限值来看,总体上本标准除个别重金属指标外,都严于其他国家和地区的半导体行业排放标准要求.
而与国家电子标准相比,总铅、总镍及总银等重金属指标有所加严,其他指标基本一致.

表8-1水污染物排放标准比较(单位:mg/L)国家/地区美国德国世行中国台湾国家电子1)江苏2)本标准1)pH6-9-6-96-96-96-96-9悬浮物61(最大值);23(连续30日日均值)-50(最大);20(月均)3070/40020/50/25050/400石油类--10(油脂)105/201/3/53/15化学需氧量(CODCr)---100100/50050/60/30060/500总有机碳(TOC)----30/20015/20/9020/150氨氮--1010/20(水源保护区内/外)25/458/10/205/45总氮----35/7010/15/3515/70总磷-25-1/80.
5/1/30.
5/8阴离子表面活性剂(LAS)---105/200.
5/1/13/20总氰化物--0.
1(游离)1.
0(总)1.
00.
5/1.
00.
2/0.
2/0.
20.
2/0.
5硫化物-1-1.
01/11/1/11/1氟化物32.
0(日最大值);17.
4(连续30日日均值)-201510/208/10/158/20五日生化需氧量(BOD5)------20/300总铜-0.
50.
53.
00.
5/20.
3/0.
3/0.
30.
5/1总锌-2-5.
01.
5/1.
51/1/11.
5/1.
5总铅-0.
50.
11.
00.
20.
1/0.
20.
1总镉--0.
10.
030.
050.
01/0.
050.
05总铬-0.
5-2.
01.
00.
5/0.
50.
5六价铬-0.
10.
10.
50.
20.
1/0.
10.
1总砷2.
09(日最大值);0.
83(连续30日日均值)0.
2或0.
3(砷化镓半导体)0.
10.
50.
50.
1/0.
20.
2总镍-0.
50.
51.
00.
50.
1/0.
50.
1总银-0.
1-0.
50.
30.
1/0.
30.
11)项目ph至总锌分别为直接排放标准/间接排放标准;项目总铅至总银为直接(间接)排放标准.
2)项目ph至总锌分别为特别排放限值/直接排放标准/间接排放标准;项目总铅至总银为特别排放限值/直接(间接)排放标准.
大气污染物相关排放标准对比分析表8-2给出了本标准与世行、台湾地区半导体行业大气污染物排放相关标准的限值一览表.
从标准体系上来看,台湾地区的采用的是排放削减率及排放总量的控制模式,与本标准体系完全不同.
从限值来看,本标准和世行标准基本保持一致,个别指标更严.

表8-2大气污染物排放标准比较(单位:mg/m3)污染物世行中国台湾北京江苏上海综排1)本标准1)硫酸雾-排放削减率应大于95%或工厂总排放量应小于0.
1kg/h.
555/1.
15/2.
6氯化氢10排放削减率应大于95%或工厂总排放量应小于0.
6kg/h.
101010/0.
1810/0.
43氟化氢5排放削减率应大于95%或工厂总排放量应小于0.
6kg/h.
31.
55/0.
0731.
5/0.
17氯气--353/0.
363/0.
52砷化氢---11/0.
00361/0.
0036磷化氢1--11/0.
0221/0.
022氰化氢--0.
50.
51.
9/0.
110.
5/0.
025氨--1010-15/4.
9苯--1/0.
511/0.
11/0.
06VOCs20排放削减率应大于90%或工厂总排放量应小于0.
6kg/h(以甲烷为计算基准).
-100-20/1.
2非甲烷总烃--20/105070/3.
020/1.
2颗粒物--102030/1.
510/1.
5氮氧化物--1050200/0.
4750/1.
5100(焚烧装置)-150(废气热氧化处理装置)/-150/-(焚烧装置)锡及其化合物--115/0.
221/0.
051)分别为最高允许排放浓度限值/排放速率.
实施本标准的环境效益和经济技术分析技术可达性分析本标准在制订时,根据上海市已有企业的实际污染物处理工艺和国外相关企业调查,对主要污染物认定了其最佳实用技术.
这些技术在当时基本都已是半导体行业较为成熟有效的处理技术.
现结合这些最佳实用技术,对其可达性进行深入分析.

废水处理技术可达性分析半导体企业的废水可以分为含氟废水、含氨废水、重金属废水、酸碱废水等.
针对不同类型的废水,一般都有相应的废水处理系统.
对于集成电路制造企业而言,含氟废水、含氨废水在单独处理完成以后,基本都回后接至中和处理系统,全部废水处理达标后,排至市政污水管网.
集成电路封装企业产生的含重金属废水按要求应单独处理,达标后也是进入中央废水处理系统处理后排放.
针对不同类型的废水采用专门的废水处理系统,有利于废水的达标排放.

含氟废水含氟废水的处理方法有多种,包括石灰沉淀法、混凝沉淀法、吸附法、离子交换法和电渗析法,每种方法都存在其各自的优缺点.
目前,国内外常用的含氟废水处理方法为化学沉淀法.
该工艺方法简单、费用低,也是半导体企业采用的成熟技术,属于含氟废水处理的最佳实用技术.

半导体行业中的集成电路制造企业往往是含氟废水的产生大户,针对这一类型废水,均设有单独的处理系统.
氟化物经处理至一定水平后排入后续的废水处理系统.
表9-1给出了本市主要半导体含氟废水处理设施的情况.
从表中的数据来看,针对含氟废水的处理系统处理效率可以达到90%左右,企业的实测数据也显示氟化物具有非常好的达标率,说明化学沉淀法对含氟废水的处理具有很好的技术可达性.

表9-1本市主要半导体企业含氟废水处理设施情况企业企业类型生产线处理工艺设计处理能力(t/d)实际处理量(t/d)处理效率(%)A集成电路制造1/2/3絮凝沉淀1440895914/5絮凝沉淀2400137391B集成电路制造1化学沉淀48606250902化学沉淀7201790903化学沉淀480320090C集成电路制造-絮凝沉淀24002318-D集成电路制造1/2/3化学沉淀1008770-E集成电路制造-化学沉淀480400-含氨废水含氨废水主要产生于大量使用氨水、氟化铵等清洗的工序,部分企业讲其视为碱性废水.
含氨废水的处理方法包括次氯酸钠氧化法、吹脱法、硝化反硝化法等.
表9-2给出了本市主要半导体含氨废水处理设施的情况.
从反馈的情况来看,基本上集成电路制造企业都设有专门的处理系统,对此类型的废水进行专门的处理,但在处理工艺的选择上有所不同.
吹脱法是使用最多的处理工艺.
从处理效率来看,基本保持在85%以上.
作为含氨废水的特征污染物的氨氮是国家和本市重点关注的污染物指标.
通过开展专门的处理,后续排放达标起到了积极的作用.
虽然不同企业间采用的技术有所不同,但结合企业监测情况来看,其处理成效还是有所保障的,具有较好的技术可达性.

表9-2本市主要半导体企业含氨废水处理设施情况企业企业类型生产线处理工艺设计处理能力(t/d)实际处理量(t/d)处理效率(%)A集成电路制造1/2/3吹脱法60050085.
7%4/5吹脱法36016480%B集成电路制造1硝化-反硝化生物法3210-902硝化-反硝化生物法2568-903硝化-反硝化生物法240-90C集成电路制造-二级吹脱、吸附处理960766-D集成电路制造1/2/3氧化还原1008770-E集成电路制造-折点加氯法480400-含重金属废水含重金属的废水主要来自于集成电路封装企业的电镀工序.
重金属废水的处理方法通常有沉淀法、物理化学法、电化学处理技术、生物化学法等,不同方法间各有利弊.
一般集成电路封装企业针对含重金属废水多采用沉淀法.
重金属属于一类污染物,需要在车间口或处理设施口进行监测.
从企业实际的监测数据来看,重金属的检出率较低,检出浓度也基本都远远小于排放标准要求,说明企业针对重金属废水的处理是有效的.

酸碱废水酸碱废水是半导体企业水量最大的废水.
针对酸碱废水的处理一般就是采用中和的方式.
表9-3出了本市主要半导体酸碱废水处理设施的情况.
中和处理往往是企业生产废水最后的一道处理工艺,部分企业则会增加混凝沉淀等物化工艺,以保证最后的出水达标排放.

表9-3本市主要半导体企业酸碱废水处理设施情况企业企业类型生产线处理工艺设计处理能力(t/d)实际处理量(t/d)A集成电路制造1/2/3中和1080070444/5中和120002791B集成电路制造1中和1080-2中和2640-3中和4200-C集成电路制造-中和108003500D集成电路制造1/2/3中和72003200E集成电路制造-中和480303F集成电路制造-中和1320700废气处理技术可达性分析酸碱废气酸碱废气是半导体企业最主要的废气种类之一.
酸性废气处理工艺按照有无废水排出分为干法、半干法和湿法三种,每种工艺有其组合形式,也各有优缺点.
相对干性工艺,湿法净化工艺虽然流程复杂、配套设备较多,但对污染物的净化效率最高.
半导体行业废气排放具有气量大、浓度低的特点,针对半导体生产工艺产生的酸性废气,行业内部基本都采用了喷淋的湿法进行处理,后续产生的废水则可以通过自身的废水处理系统予以解决.
本标准制订时将碱性湿式洗涤塔作为了酸性气体的最佳实用技术.
表9-4了本市主要半导体企业酸性废气处理设施情况.
从表中可以看到,湿式洗涤塔的设计处理效率基本都达到80%以上.
结合企业实际监测情况,酸性废气浓度达标率较高,说明该处理技术针对半导体行业的酸性气体排放具有很好的技术可达性.

表9-4部分半导体企业酸性气体处理设备情况企业企业类型生产线处理工艺设备数(个)设计处理效率(%)A集成电路制造1加碱湿式洗涤580集成电路制造2加碱湿式洗涤580集成电路制造3加碱湿式洗涤980集成电路制造4加碱湿式洗涤680集成电路制造5加碱湿式洗涤280B集成电路制造-加碱湿式洗涤2090C集成电路制造1加碱湿式洗涤480集成电路制造2加碱湿式洗涤480集成电路制造3加碱湿式洗涤480D集成电路制造-加碱湿式洗涤22-E集成电路封装-湿式洗涤2-F集成电路封装-碱性洗涤塔195和酸性废气相似,针对碱性废气,半导体行业普遍采用的也是湿式洗涤塔的技术.
表9-5给出了本市主要半导体企业酸性废气处理设施情况.
从表中可以看到,湿式洗涤塔的设计处理效率基本也都达到80%以上.
结合企业的实际监测数据来看,排放浓度和排放速率总体都较低,说明这一技术在实现企业排放达标方面具有较好的可达性.

表9-5本市部分半导体企业碱性气体处理设备情况企业企业类型生产线废气类型处理工艺设备数(个)设计处理效率(%)A集成电路制造1碱性加酸湿式洗涤1902碱性加酸湿式洗涤1903碱性加酸湿式洗涤3904碱性加酸湿式洗涤2905碱性加酸湿式洗涤0-B集成电路制造-碱性加酸湿式洗涤11-C集成电路制造1碱性加酸湿式洗涤0-2碱性加酸湿式洗涤0-3碱性加酸湿式洗涤280D集成电路制造-碱性加酸湿式洗涤1-有机废气有机废气是半导体企业另一种重要的废气类型.
由于在工艺过程中使用了大量有机溶剂,其组成成分繁杂,产生的有机废气是这一行业废气治理的重点.
表—给出了本市主要半导体企业有机废气处理设施情况.
目前,国内半导体企业针对有机废气治理的工艺主要集中在沸石转轮+焚烧和活性炭吸附这两种,它们也都是列入《上海市工业固定源挥发性有机物治理技术指引》中推荐的吸附法处理技术,在半导体行业内容也是较为成熟和普遍使用的技术.
沸石转轮由于投资和运行成本较大,主要应用于集成电路制造企业,而集成电路封装企业由于VOCs产生量相对较少,因此基本采用的都是活性炭吸附工艺.
这两项技术在本标准制订时,也被认定为VOCs处理的最佳实用技术.
结合企业监测情况来看,总体的达标率很高,说明这两项技术在处理本行业VOCs方面具有较好的可达性.

表9-6本市部分半导体企业有机气体处理设备情况企业企业类型生产线废气类型处理工艺设备个数(个)设计处理效率(%)A集成电路制造1有机沸石转轮+TO炉燃烧1882有机沸石转轮+TO炉燃烧1883有机沸石转轮+TO炉燃烧1884有机沸石转轮+TO炉燃烧1885有机沸石转轮+TO炉燃烧188B集成电路制造-有机沸石转轮+催化燃烧9-C集成电路制造1有机活性炭吸附2802有机活性炭吸附1803有机活性炭吸附180D集成电路制造-有机活性炭吸附1-E集成电路制造-有机活性炭吸附1-F集成电路封装-有机活性炭吸附292G集成电路封装-有机废气活性炭吸附395经济分析投资估算本标准适用于所有半导体制造及封装测试企业,包括分立器件和集成电路的制造和封装.
从调查分析来看,集成电路制造业方面,为控制生产过程中产生的废水和废气排放,这些企业对环保的投入是很大的,往往达到上千万甚至上亿元人民币.
集成电路是一个技术资金密集型产业,其生产线本身的投资是巨大的.
现在建设一条12英寸的生产线需要20亿美元-30亿美元.
因此,虽然在环保方面投入资金很多,但占企业总投资的比例还是很低的,一般都不超过5%.

集成电路封装测试企业的情况与集成电路制造企业类似,且相对集成电路制造过程而言,集成电路的封装测试工艺本身排放的污染物量非常小,在环保方面的投资金额较集成电路制造企业要小得多.
分立器件类企业,本次调查的为港资企业,本身总投资相对较高,环保投资占总投资的比例较低.
由于半导体行业污染处理设备投资巨大,新建企业排放标准限值实施后,预计企业不会对污染处理设备进行大规模的替换,但会结合自身运营状况,针对不能达标的项目进行局部的调整.

表9-7半导体企业投资情况企业总投资(亿元)环保投资(万元)环保投资所占比例(%)A1445503.
25B86124831.
45C84227522.
71D1214361.
20E462826901.
79F114361503.
17G502981301.
95H20094500.
47运行费估算集成电路制造过程中,由于其排放的污染物量较大,用于废水和废气治理设施的运行费用也较大,年环保运行费用需要几百至上千万.
目前,国内大多数集成电路制造企业废水为纳管排放,相对运行费用较低,而废气处理方面的运行费用则较高.
企业年运行费用占当年年产值的比例一般在2%以下.
相对集成电路制造企业而言,集成电路封装测试及分立器件企业由于其自身排放污染物的量较小,年环保运行费用约为几十万元,表9-8为半导体企业环保运行费用情况表.

表9-8半导体企业环保运行费用情况企业废水处理设备总运行费用(万元/年)废气处理设备总运行费用(万元/年)环保运行费用占当年年产值的比例(%)A450197.
30.
46B44.
892841.
09C3395.
778470.
25D78013041.
57E40020750.
62F-3280-由于目前国内的大多数半导体企业都为合资或独资企业,作为商业机密,编制组很难得到有关企业生产成本和利润方面的数据.
因此,难以计算目前企业的环保运行费用对生产成本和利润的影响.
环境效益分析本标准废水排放标准中收严了包括总镍在内的部分重金属指标的限值要求.
目前,本市半导体企业废水排放基本都是纳管排放.
总镍等重金属指标的严化,有利于后续污水处理厂的安全允许,避免可能产生的环境风险.

本标准大气排放标准中收严了挥发性有机物排放的限值要求,并且明确了对无组织排放的要求.
臭氧超标等是目前上海市大气环境面临的一个主要环境问题,挥发性有机物就是重要的前体物.
加强对挥发性有机物的管控,减少企业排放总量,符合本市目前阶段大气环境管理的需求.

说明本标准涉及的行业为半导体行业,包括集成电路制造、集成电路封装测试和分立器件,属于行业型污染物排放标准.
建议进一步理清本标准与其他标准的关系,以便标准能好的实施:半导体行业不再执行本市大气综合排放标准.
根据我国污染物排放标准实施的要求,综合性排放标准与行业型排放标准不交叉执行.
但本市2015年发布实施的地方《大气污染物综合排放标准》(DB31/933-2015)的前言中提出:国家或地方排放未规定的项目可其他污染源执行本标准.
即允许行业排放标准与综合排放标准交叉执行.
但2015年这一版的大气综排标准对各项指标的控制要求都很严,特别是排放速率指标,基本考虑的10000m3/h左右风量的排气筒.
而半导体行业废气排放的一大特点是废气量大.
基本单个排气筒的风量都在10000m3/h以上,若多个排气筒需要计算等效排放速率的话,则排风量更高.
若要求企业执行地方综排的话,不具有合理性.
因此,本标准发布实施后,继续延续综合性排放标准与行业型排放标准不交叉执行的思路,不再执行上海市DB31/933-2015.

半导体行业不执行电镀污染物排放标准.
半导体行业中的封装工艺涉及到电镀工艺,自国家《电镀污染物排放标准》(GB21900—2008)发布后,出现要求企业执行该标准的情况.
在本半导体标准制定时,实质已提出了对相应重金属及其他污染物的控制要求,因此半导体行业仅需执行本标准即可,无需再执行电镀的相关标准.