[發明專利]含氟廢水處理方法

有效

• 申請號: 200910198063.1
• 申請日: 2009-10-30
• 公開（公告）號: CN102050531A
• 公開（公告）日: 2011-05-11
• 發明（設計）人: 鄭津
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造(上海)有限公司
• 主分類號: C02F9/04
• 分類號: C02F9/04;C02F1/66;C02F1/52;C02F101/14
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 屈蘅;李時云

技術領域

本發明涉及一種廢水處理方法，且特別涉及一種含氟廢水處理方法。

背景技術

氟鹽及氟化物在工業界的用途相當廣泛，以半導體廠為例，不論是在干式蝕刻工藝(dry?etching)或化學氣相沉積(Chemical?Vapor?Deposition，CVD)清洗工藝中都需要使用到大量的氫氟酸(fluoric?acid，HF)或氟化氨(NH4F)等氟化物，自然也就會產生大量的含氟廢水，然而無論是為了環境保護因素或是氟礦源短缺的緣故，均需要對廢水中的氟化物作一些處理，以回收廢水中的氟化物含量，并降低廢水排放中的氟濃度。

在各種含氟廢水的處理方法中，鈣鹽沉淀法由于具有低成本、操作簡便、反應時間短等優點而廣為使用，其原理為在廢水中加入一定量的鈣鹽，利用鈣離子與廢水中的氟離子反應，來形成氟化鈣的沉淀物，其反應式如下：

Ca²⁺+2F^-→CaF₂

接著可再利用一些固液分離工藝，將所形成的氟化鈣分離出來，而達到氟化物回收與降低廢水排放中氟含量的目的。

請參考圖1，圖1所示為現有技術中含氟廢水處理系統的示意圖。如圖1所示，當工廠產生含氟廢水后，會先將這些含氟廢水儲存至暫存槽10，當累積到一定量時，即會將這些含氟廢水輸送到中和槽12處來進行酸堿中和，中和槽12內設有pH計，并藉由添加適量的氫氧化鈉或氯化氫來使原本為酸性或堿性的含氟廢水成為中性狀態。

接著這些含氟廢水會繼續被輸送至第一反應槽14來進行第一次氯化鈣添加，而完成第一次氯化鈣添加后，則會再輸送到第二反應槽16內來進行第二次氯化鈣添加，以利用氯化鈣中的鈣離子與廢水中的氟離子反應生成氟化鈣。

自動控制程序會根據源水水箱的氟離子的濃度，準確計算在第一反應罐的氯化鈣投加流量，在整個處理過程只投加一次氯化鈣溶液，后面的反應罐不需要再次投加氯化鈣。

隨后這些廢水及所生成的氟化鈣將會依序流經快混槽18(添加凝集劑)、慢混槽22(添加助凝劑)、沉降槽24以及濃縮槽26，并藉由一些固液分離工藝，如凝集與絮凝等混凝操作，來將氟化鈣自廢水中分離出來，的后才會讓符合排放標準的廢水進行排放。

一般而言，在第一反應槽14內進行的第一次氯化鈣添加僅為初步反應，目的70％至90％的氟離子與氯化鈣發生反應，在1號罐一次性投加根據源水水箱中源水濃度一次性投加足夠的計算之氯化鈣的量。在第一反應槽16內進行的第二次氯化鈣添加則為動態添加，會根據沉降槽24中氟離子濃度檢測的結果來進行反饋控制，以動態調整第二次氯化鈣添加的氯化鈣添加量，舉例來說，若沉降槽24中所檢測到的氟離子濃度過高，則會適量增加第二次氯化鈣添加的氯化鈣添加量，使廢水中的氟離子濃度降低，以符合排放標準。

然而，由于現有技術中使用pH計對廢水的pH值進行多次測量，同時添加酸或堿調節廢水至中性狀態，但是由于pH計表面非常容易結垢，導致pH監測不準確，浪費酸堿，增加了化學品的消耗，同時增加的酸堿也會增加氯化鈣的消耗量。現有技術中的氟離子濃度檢測采用簡單的氟電極，其測量精度低而且消耗較高，容易結垢導致測量不準確，從而容易導致氯化鈣添加量不準確。同時，現有技術中采用氟離子濃度多次檢測，并且多次投加氯化鈣，極為不便，并且增加了處理工序和相應的成本。現有技術中，各處理步驟的處理時間過短，在反應步驟導致含氟廢水和氯化鈣反應不夠充分，從而浪費氯化鈣的消耗量，在沉淀步驟會導致氟化鈣結晶生長時間短，不能夠完全沉淀而導致處理效果不理想。

發明內容

本發明提出一種含氟廢水處理方法，具有理想的處理效果，同時節約化學品消耗量，降低處理成本。

為了達到上述目的，本發明提出一種含氟廢水處理方法，包括下列步驟：

對所述含氟廢水進行pH值檢測；

根據pH值檢測的結果，調整堿性溶液或者酸性溶液的投加量，以控制所述含氟廢水的pH值；

對所述含氟廢水進行氟離子濃度檢測；

根據氟離子濃度檢測的結果，決定鈣鹽投加量，所述鈣鹽用于與所述含氟廢水中的氟離子反應生成氟化鈣；

將所述含氟廢水輸入第一反應罐，并根據所述鈣鹽投加量進行鈣鹽添加程序；

對所述第一反應罐中的含氟廢水進行攪拌，使得混合反應充分進行；

將處理后的廢水輸入到第二反應罐進行攪拌，使得混合反應充分進行；

將處理后的廢水輸入到第三反應罐進行攪拌，并投加凝集劑，以產生絮凝反應，實現固液分離，將氟化鈣自廢水中分離出來；