반도체 불소폐수 처리는 화학적 탈불소만으로 충분합니까?

웨이퍼 세척 및 에칭을 포함한 반도체 제조 공정에는 종종 불화수소산이 사용됩니다. (HF) 그리고 다른 불소-화학물질을 함유하고 있습니다. 결과적으로 이러한 작업에서는 상당한 농도의 불소가 포함된 폐수가 생성됩니다. 어떤 높은 곳에서는-농축 폐수 흐름, 불소 수준은 수백 또는 심지어 1,000mg 이상에 도달할 수 있습니다./L. 처리 후에도 배출 또는 물 재사용 요건을 충족하기 위해 추가 제거가 필요할 수 있습니다.

그러나 반도체 폐수 처리 시 고려해야 할 오염물질은 불소뿐만이 아니다.

제조 공정에 따라 불소-포함된 폐수에는 질산 및 황산과 같은 산성 물질뿐만 아니라 부유 고형물, 유기 화합물 및 높은 농도의 용해된 염분이 포함될 수도 있습니다.

처리 시스템이 염 축적, 농축물 관리, 물 재사용 요구 사항을 해결하지 않고 불소 농도 감소에만 초점을 맞춘다면 운영 불안정성과 최종 폐수 처리의 어려움이 여전히 발생할 수 있습니다. 복잡한 폐수 특성이나 높은 물 회수 목표와 관련된 반도체 프로젝트의 경우 보다 포괄적인 접근 방식이 필요한 경우가 많습니다. 화학적 탈불소화에만 의존하는 대신 통합 처리 공정을 통해 화학적 침전, 고급 불소 제거, 막 분리 및 증발 결정화를 결합할 수 있습니다.

화학적 탈불소화만으로는 항상 충분하지 않은 이유는 무엇입니까?

화학적 침전은 우물이다-불소 처리를 위한 확립된 방법-반도체 제조에서 나오는 폐수가 포함되어 있습니다. 칼슘을 첨가하여-석회, 불소 이온과 같은 기반 화학 물질은 칼슘 이온과 반응하여 불화 칼슘을 형성합니다. (CaF2) 침전된다. 응고, 침전 및 고체-그런 다음 액체 분리를 사용하여 폐수에서 생성된 침전물을 제거합니다. 이 방법은 높은 수준의 치료에 분명한 이점을 제공합니다.-농도 불소 폐수. 비교적 경제적인 운영 비용으로 불소 부하를 크게 줄일 수 있습니다.

그러나 불소 농도가 감소함에 따라 석회 사용량을 지속적으로 증가시킨다고 해서 반드시 제거 효율이 비례적으로 향상되는 것은 아닙니다. pH, 칼슘 농도, 용해된 염분 및 기타 공존 물질과 같은 요소는 모두 침전 과정에 영향을 미칠 수 있습니다.

따라서 화학적 침전은 일반적으로 높은 온도를 처리하는 데 더 적합합니다.-단일 반응 단계에서 전체 고급 처리 공정을 완료하는 대신 농축된 불소 제거를 수행합니다. 이것이 다중 이유 중 하나입니다.-단계 탈불소화는 일반적으로 산업 폐수 처리 시스템 설계에서 고려됩니다.

두-단계 화학적 탈불소화: 초기 불소 부하 감소

불소 농도가 높은 반도체 폐수의 경우, 두 가지-단계의 화학 처리 공정을 고려할 수 있습니다.

1단계: 석회 침전

높음-농도가 높은 불소 폐수는 반응조로 들어가고, 여기에 석회 슬러리를 첨가하여 pH를 조절하고 불화칼슘 침전물의 형성을 촉진합니다.

특정 폐수 특성의 경우 pH 범위는 약 7입니다.–8은 유리한 반응 조건을 제공할 수 있습니다. 그러나 실제 수질 분석 및 처리 실험을 통해 최적의 작동 범위를 결정해야 합니다.

반응이 완료된 후 폐수는 침전 시스템으로 들어가 불화칼슘과 기타 부유 물질을 분리합니다.

이 첫 번째 단계의 주요 목적은 후속 처리를 위해 폐수를 준비하는 동안 불소 부하의 상당 부분을 제거하는 것입니다.

예를 들어 불소 농도가 약 500인 폐수를 처리하는 경우–2,000mg/L, 적절하게 설계된 1차 화학 처리를 통해 불소 수준을 크게 줄일 수 있습니다. 그러나 실제 제거 효율은 유입수 특성, 화학물질 투여량, 반응 조건 및 침전 성능에 따라 달라집니다.

2단계: 응고 및 침전

1차 침전 후에도 처리된 폐수에는 여전히 잔류 불소, 미세 입자 및 콜로이드 물질이 포함될 수 있습니다.

두 번째 응고 및 침전 단계는 고체 상태를 개선하는 데 도움이 될 수 있습니다.-액체 분리. 폴리염화알루미늄 등의 응고제 (PAC) 입자 응집을 촉진하는 반면, 폴리아크릴아미드는 (팸) 플록 형성 및 침전 성능을 향상시킬 수 있습니다.

이 두 가지 화학적 처리 단계 후에는 불소 함량이 더욱 줄어들고 부유 물질도 더 잘 제어될 수 있습니다.

이는 후속 고급 불소 제거를 위한 보다 안정적인 유입수 조건을 제공합니다.그러나 프로젝트가 최종 폐수에서 특히 낮은 불소 농도를 요구하는 경우, 이 두 단계만으로는 충분한 처리 안정성을 제공하지 못할 수 있습니다.

고급 불소 제거: 잔류 불소 제어

불화물 농도가 높은 수준에서 상대적으로 낮은 수준으로 감소되면, 계속해서 다량의 침전 화학물질을 추가하는 것이 점점 더 비경제적이 될 수 있습니다.

이 단계에서는 추가적인 고급 불소 제거 공정이 도입될 수 있습니다.

폐수 특성 및 처리 대상에 따라 활성 알루미나, 특수 불화물 등의 옵션 선택 가능-선택적 이온 교환 수지.

활성 알루미나는 불소 이온에 대한 좋은 친화력을 가지며 화학적 침전 후 고급 처리에 사용될 수 있습니다. 더 낮은 잔류 불소 농도를 요구하는 프로젝트의 경우, 불소-선택적 수지도 고려할 수 있습니다.

한 가지 중요한 점을 이해해야 합니다.

고급 불소 제거는 화학적 침전을 대체하기 위한 것이 아닙니다.

흡착물질이나 이온교환수지를 직접적으로 사용하여 고농도 처리하는 경우-농도가 높은 불소 폐수로 인해 처리 용량이 빠르게 소모되어 재료 소비, 장비 요구 사항 및 운영 비용이 증가할 수 있습니다.

보다 실용적인 치료 전략은 책임을 여러 단계로 나누는 것입니다.

화학적 침전은 대부분의 불소 제거를 처리하는 반면, 고급 처리는 남은 불소를 제어합니다.

이 접근 방식을 통해 각 처리 장치가 보다 적합한 범위 내에서 작동할 수 있습니다.

불화물 제거 후 증발 결정화를 고려하는 이유는 무엇입니까?

폐수 배출만 필요한 프로젝트의 경우 고급 불소 제거를 통해 처리 공정이 최종 단계에 가까워질 수 있습니다.

그러나 반도체 제조업체는 더 높은 폐수 재사용률 및 전체 폐수량 감소를 포함한 추가 요구 사항을 갖는 경우가 많습니다.

이는 또 다른 과제를 야기합니다.

불소를 제거한 후에도 처리된 폐수에는 여전히 상당량의 용해된 염분이 함유되어 있을 수 있습니다. 역삼투압과 같은 막 시스템 (RO) 수질을 개선하고 처리된 물의 일부를 회수하여 제조 또는 기타 시설 용도로 재사용할 수 있습니다.

동시에 막을 쉽게 통과할 수 없는 염분 및 기타 물질은 RO 거부 흐름에 농축됩니다.

즉, 막 분리는 물 회수 문제를 해결하는 데 도움이 되지만, 농축된 폐수를 어떻게 관리해야 하는가라는 또 다른 문제도 야기합니다.

농축물이 직접 배출되는 경우에도 프로젝트는 여전히 상당한 폐수 처리 요구 사항에 직면하여 전체 물 재사용 전략의 효율성을 제한할 수 있습니다.

따라서 물 회수 목표가 높거나 폐수 감소 요구 사항이 엄격한 반도체 시설의 경우 증발 농도 및 결정화를 고려해야 합니다.

MVR 증발 결정화는 탈불소화와 어떻게 작동합니까?

기계적 증기 재압축 (MVR) 증발 결정화는 주로 폐수를 농축하고 높은 양을 줄이는 역할을 합니다.-염분 흐름. 전면 교체용이 아닙니다.-불소 제거 공정을 종료합니다.

잠재적인 통합 치료 경로는 다음과 같이 정리될 수 있습니다.

불화물-폐수 함유

↓

1단계: 석회 침전

↓

2단계: 응고 및 침전

↓

고급 불화물 제거

↓

막분리

↓

재사용을 위해 회수된 물

↓

RO 농축액

↓

MVR 증발 및 결정화

이 결합된 프로세스의 논리는 간단합니다.

화학적 침전은 불소 부하의 대부분을 감소시킵니다. 고급 처리로 잔류 불소를 조절합니다. 막 분리를 통해 재사용 가능한 물을 회수하고, MVR 증발 결정화를 통해 남은 높은 물을 더욱 농축합니다.-염분 흐름. 서로 다른 장치에 서로 다른 처리 책임을 할당함으로써 시스템은 하류 장비에 과도한 오염 물질 부하를 가하는 것을 방지합니다.

불소 폐수가 MVR 시스템에 직접 유입되어서는 안 되는 이유는 무엇입니까?

원칙적으로 증발기는 용해된 물질의 농도가 높은 폐수를 처리할 수 있습니다. 그러나 불소의 경우-폐수를 포함하는 경우, 상류 전처리의 효율성은 장기간에 직접적인 영향을 미칩니다.-증발 시스템의 기간 작동.

폐수에 여전히 과도한 칼슘, 불소, 부유 고형물 또는 침전물을 형성하는 경향이 있는 기타 물질이 포함되어 있는 경우, 물이 증발함에 따라 이러한 성분이 점점 더 농축될 수 있습니다.

열 전달 표면에 침전물이 쌓이면 몇 가지 작동 문제가 발생할 수 있습니다.

• 열 전달 효율이 감소합니다.

• 스케일링 및 오염이 증가합니다.

• 장비 청소를 더 자주 수행합니다.

• 유지 관리 요구 사항이 더 높습니다.

• 시스템 작동 안정성이 저하될 수 있습니다.

이러한 이유로 MVR 증발기를 처리 공정 초기에 너무 일찍 배치하는 것은 일반적으로 폐수 특성에 대한 상세한 평가 없이는 권장되지 않습니다.

보다 실용적인 접근 방식은 화학적 침전 및 고급 처리를 사용하여 폐수가 증발 시스템에 도달하기 전에 운영 문제를 일으킬 수 있는 오염 물질을 줄이는 것입니다. 이는 통합된 탈불소화 및 증발 결정화 공정을 설계할 때 중요한 고려 사항입니다.

반도체 불화물 폐수 처리에는 시스템이 필요합니다-레벨 접근 방식

신뢰할 수 있는 반도체 불화물 폐수 처리 시스템은 개별 처리 장치의 제거 효율만으로 평가되어서는 안됩니다.

더 중요한 것은 다양한 치료 단계가 적절하게 조정되어 있는지 여부입니다.

각 단계는 특정 목적을 수행합니다.

화학적 탈불소화: 높은 수치를 감소시킵니다.-침전 및 고체를 통한 농도 불소 부하-액체 분리.

고급 불소 제거: 잔류 불소를 제어하고 더욱 까다로운 폐수 요구 사항을 충족하는 데 도움이 됩니다.

막 분리: 회수된 수질을 개선하고 물 재사용을 지원합니다.

MVR 증발 결정화: 막 농축물을 처리하고, 남아 있는 폐수량을 줄이며, 추가 염 농축 및 결정화를 가능하게 합니다.

앞쪽인 경우-최종 불소 제거가 불충분하면 하류 막과 증발 시스템이 더 높은 오염 물질 부하에 직면할 수 있습니다.

마찬가지로, 농축물 관리를 고려하지 않고 막 투과 품질에만 초점을 맞추는 것은 폐수 처리 문제를 완전히 해결하지 못합니다.

따라서 공정 설계에서는 개별 장비를 독립적으로 선택하기보다는 전체 폐수 처리 과정을 고려해야 합니다.

결론：

불화물을 발생시키는 반도체 제조시설용-폐수를 함유하는 WTEYA는 실제 유입수 특성, 폐수량, 배출 기준, 물 재이용 요건을 바탕으로 맞춤형 처리 공정 설계를 제공합니다.

높은 불소 농도 및 복잡한 폐수 구성과 관련된 프로젝트의 경우 통합 처리 프로세스에는 다음이 포함될 수 있습니다.

두-단계 화학적 탈불소화 → 고급 불화물 제거 → 막분리 → MVR 증발 결정화

이 구성에서는 석회 침전과 응고가 대부분의 불소 부하를 감소시킵니다. 고급 처리로 잔류 불소를 추가로 제어하고, 막 분리로 재사용 가능한 물을 회수하며, MVR 증발 결정화 공정으로 생성된 높은 불소를 처리합니다.-추가적인 부피 감소 및 결정화를 위한 농축 스트림.

화학물질 투여량, 반응 pH, 막 회수율 및 MVR 작동 매개변수는 실제 폐수 특성 및 프로젝트 요구 사항에 따라 결정되어야 한다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 적절한 수질 분석 및 공정 평가 없이 표준화된 작동 값을 적용해서는 안 됩니다.

반도체 제조업체의 경우 효과적인 폐수 처리 솔루션은 단순히 단일 테스트 중에 배출 요구 사항을 충족하는 솔루션이 아닙니다. 또한 생산 부하와 폐수 특성이 변동하는 경우에도 안정적인 작동을 유지해야 합니다.

높은 곳에서-농도불화물 제거부터 고도처리, 물회수, 농축저감까지 모든 단계를 적절하게 조정하는 것은 안정적이고 경제적으로 실행 가능한 반도체 불화물 폐수처리 시스템을 개발하는 데 필수적입니다.

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