การกำจัดฟลูออไรด์ด้วยสารเคมีเพียงอย่างเดียวเพียงพอสำหรับการบำบัดน้ำเสียจากเซมิคอนดักเตอร์ฟลูออไรด์หรือไม่

กระบวนการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ รวมถึงการทำความสะอาดและการกัดแผ่นเวเฟอร์ มักเกี่ยวข้องกับกรดไฮโดรฟลูออริก (เอชเอฟ) และฟลูออไรด์อื่นๆ-ประกอบด้วยสารเคมี เป็นผลให้การดำเนินงานเหล่านี้สร้างน้ำเสียที่มีฟลูออไรด์ความเข้มข้นสูง ในระดับสูงบ้าง-ความเข้มข้นของกระแสน้ำเสีย ระดับฟลูออไรด์อาจสูงถึงหลายร้อยหรือเกิน 1,000 มก/L. แม้หลังการบำบัดแล้ว อาจจำเป็นต้องกำจัดออกเพิ่มเติมเพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดการระบายน้ำทิ้งหรือการนำน้ำกลับมาใช้ใหม่

อย่างไรก็ตาม ฟลูออไรด์ไม่ใช่สารมลพิษชนิดเดียวที่ต้องพิจารณาในการบำบัดน้ำเสียแบบเซมิคอนดักเตอร์

ขึ้นอยู่กับกระบวนการผลิตฟลูออไรด์-น้ำเสียที่มีน้ำเสียอาจมีสารที่เป็นกรด เช่น กรดไนตริกและกรดซัลฟิวริก ตลอดจนของแข็งแขวนลอย สารประกอบอินทรีย์ และเกลือละลายที่มีความเข้มข้นสูง

หากระบบบำบัดมุ่งเน้นเฉพาะในการลดความเข้มข้นของฟลูออไรด์โดยไม่จัดการกับการสะสมของเกลือ การจัดการความเข้มข้น และข้อกำหนดการนำน้ำกลับมาใช้ใหม่ ความไม่แน่นอนในการดำเนินงานและความยากลำบากในการกำจัดน้ำเสียในขั้นสุดท้ายอาจยังคงเกิดขึ้น สำหรับโครงการเซมิคอนดักเตอร์ที่เกี่ยวข้องกับคุณลักษณะน้ำเสียที่ซับซ้อนหรือเป้าหมายการนำน้ำกลับมาใช้ใหม่สูง มักจำเป็นต้องมีแนวทางที่ครอบคลุมมากขึ้น แทนที่จะอาศัยการกำจัดฟลูออไรด์ทางเคมีเพียงอย่างเดียว กระบวนการบำบัดแบบผสมผสานอาจรวมการตกตะกอนทางเคมี การกำจัดฟลูออไรด์ขั้นสูง การแยกเมมเบรน และการตกผลึกด้วยการระเหย

เหตุใดการกำจัดฟลูออไรด์ด้วยสารเคมีเพียงอย่างเดียวจึงไม่เพียงพอเสมอไป

สารเคมีตกตะกอนได้เป็นอย่างดี-กำหนดวิธีการรักษาฟลูออไรด์-ที่มีน้ำเสียจากการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ โดยการเพิ่มแคลเซียม-สารเคมีที่เป็นพื้นฐาน เช่น มะนาว ฟลูออไรด์ไอออนจะทำปฏิกิริยากับแคลเซียมไอออนเพื่อสร้างแคลเซียมฟลูออไรด์ (CaF₂) ตกตะกอน การแข็งตัว การตกตะกอน และของแข็ง-จากนั้นจึงใช้การแยกของเหลวเพื่อกำจัดตะกอนที่เกิดขึ้นออกจากน้ำเสีย วิธีนี้มีข้อดีที่ชัดเจนเมื่อรักษาอาการสูง-น้ำเสียฟลูออไรด์เข้มข้น สามารถลดปริมาณฟลูออไรด์ได้อย่างมากด้วยต้นทุนการดำเนินงานที่ค่อนข้างประหยัด

อย่างไรก็ตาม เมื่อความเข้มข้นของฟลูออไรด์ลดลง ปริมาณมะนาวที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องไม่ได้ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการกำจัดตามสัดส่วนเสมอไป ปัจจัยต่างๆ เช่น pH ความเข้มข้นของแคลเซียม เกลือละลาย และสารที่อยู่ร่วมกันอื่นๆ ล้วนมีอิทธิพลต่อกระบวนการตกตะกอน

ดังนั้นโดยทั่วไปการตกตะกอนของสารเคมีจึงเหมาะสมกว่าในการจัดการกับปริมาณที่สูง-การกำจัดฟลูออไรด์ที่มีความเข้มข้นแทนที่จะทำกระบวนการบำบัดขั้นสูงทั้งหมดให้เสร็จสิ้นในขั้นตอนปฏิกิริยาเดียว นี่คือเหตุผลหนึ่งว่าทำไมหลาย-โดยทั่วไปการพิจารณาการแยกฟลูออไรด์ในระยะนี้ในการออกแบบระบบบำบัดน้ำเสียทางอุตสาหกรรม

สอง-ขั้นตอนการกำจัดฟลูออไรด์ทางเคมี: การลดภาระฟลูออไรด์เริ่มต้น

สำหรับน้ำเสียเซมิคอนดักเตอร์ที่มีความเข้มข้นของฟลูออไรด์สูง มีค่า 2-สามารถพิจารณาขั้นตอนการบำบัดด้วยสารเคมีได้

ขั้นที่ 1: การตกตะกอนของมะนาว

สูง-น้ำเสียที่มีฟลูออไรด์เข้มข้นจะเข้าสู่ถังปฏิกิริยา โดยจะมีการเติมสารละลายปูนขาวเพื่อปรับ pH และส่งเสริมการก่อตัวของแคลเซียมฟลูออไรด์ตกตะกอน

สำหรับคุณลักษณะน้ำเสียบางอย่าง ช่วง pH ประมาณ 7–8 อาจให้สภาวะปฏิกิริยาที่ดี อย่างไรก็ตาม ควรกำหนดช่วงการทำงานที่เหมาะสมที่สุดผ่านการวิเคราะห์น้ำและการทดลองบำบัดตามจริง

หลังจากปฏิกิริยาเสร็จสิ้น น้ำเสียจะเข้าสู่ระบบตกตะกอนเพื่อแยกแคลเซียมฟลูออไรด์และของแข็งแขวนลอยอื่นๆ

วัตถุประสงค์หลักของขั้นตอนแรกนี้คือเพื่อกำจัดปริมาณฟลูออไรด์ส่วนใหญ่ออกขณะเตรียมน้ำเสียสำหรับการบำบัดในภายหลัง

เช่น เมื่อบำบัดน้ำเสียที่มีฟลูออไรด์ความเข้มข้นประมาณ 500–2,000 มก/L การบำบัดด้วยสารเคมีหลักที่ออกแบบมาอย่างเหมาะสมสามารถลดระดับฟลูออไรด์ได้อย่างมาก อย่างไรก็ตาม ประสิทธิภาพการกำจัดที่แท้จริงขึ้นอยู่กับคุณลักษณะที่มีอิทธิพล ปริมาณสารเคมี สภาวะของปฏิกิริยา และประสิทธิภาพการตกตะกอน

ขั้นที่ 2: การแข็งตัวและการตกตะกอน

แม้ว่าหลังจากการตกตะกอนขั้นต้นแล้ว น้ำเสียที่ได้รับการบำบัดก็อาจยังมีฟลูออไรด์ อนุภาคละเอียด และสารคอลลอยด์ที่ตกค้างอยู่

ขั้นตอนการแข็งตัวและการตกตะกอนครั้งที่สองสามารถช่วยปรับปรุงของแข็งได้-การแยกของเหลว สารตกตะกอน เช่น โพลีอลูมิเนียมคลอไรด์ (ป.ป.ช) ส่งเสริมการรวมตัวของอนุภาคในขณะที่โพลีอะคริลาไมด์ (แพม) สามารถปรับปรุงการก่อตัวของตะกอนและการตกตะกอนได้

หลังจากขั้นตอนการบำบัดทางเคมีทั้งสองขั้นตอนนี้ ปริมาณฟลูออไรด์จะลดลงอีก และสามารถควบคุมของแข็งแขวนลอยได้ดีขึ้นอีกด้วย

ซึ่งทำให้เกิดสภาวะที่มีอิทธิพลที่มีเสถียรภาพมากขึ้นสำหรับการกำจัดฟลูออไรด์ขั้นสูงในภายหลังอย่างไรก็ตาม เมื่อโครงการต้องการความเข้มข้นของฟลูออไรด์ต่ำเป็นพิเศษในน้ำทิ้งสุดท้าย สองขั้นตอนนี้เพียงอย่างเดียวอาจไม่ให้ความเสถียรในการบำบัดที่เพียงพอ

การกำจัดฟลูออไรด์ขั้นสูง: การควบคุมฟลูออไรด์ที่ตกค้าง

เมื่อความเข้มข้นของฟลูออไรด์ลดลงจากระดับสูงไปเป็นระดับที่ค่อนข้างต่ำ การเติมสารเคมีตกตะกอนในปริมาณมากต่อไปอาจไม่ประหยัดมากขึ้น

ในขั้นตอนนี้ อาจมีการนำกระบวนการกำจัดฟลูออไรด์ขั้นสูงเพิ่มเติมมาใช้

ตัวเลือกที่ใช้ได้ ได้แก่ อลูมินากัมมันต์และฟลูออไรด์เฉพาะทาง ขึ้นอยู่กับคุณลักษณะของน้ำเสียและเป้าหมายในการบำบัด-เรซินแลกเปลี่ยนไอออนแบบเลือกสรร

อลูมินาที่เปิดใช้งานมีสัมพรรคภาพที่ดีกับไอออนของฟลูออไรด์ และสามารถนำมาใช้สำหรับการบำบัดขั้นสูงหลังจากการตกตะกอนทางเคมี สำหรับโครงการที่ต้องการความเข้มข้นของฟลูออไรด์ตกค้างลดลง ฟลูออไรด์-อาจพิจารณาเลือกเรซินด้วย

ควรเข้าใจประเด็นสำคัญประการหนึ่ง:

การกำจัดฟลูออไรด์ขั้นสูงไม่ได้มีวัตถุประสงค์เพื่อแทนที่การตกตะกอนทางเคมี

หากใช้วัสดุดูดซับหรือเรซินแลกเปลี่ยนไอออนโดยตรงเพื่อรักษาค่าสูง-น้ำเสียที่มีฟลูออไรด์ที่มีความเข้มข้น ความสามารถในการบำบัดอาจถูกใช้อย่างรวดเร็ว เพิ่มการใช้วัสดุ ความต้องการอุปกรณ์ และต้นทุนการดำเนินงาน

กลยุทธ์การรักษาที่เป็นประโยชน์มากกว่าคือการแบ่งความรับผิดชอบระหว่างขั้นตอนต่างๆ:

การตกตะกอนทางเคมีจะจัดการกับการกำจัดฟลูออไรด์จำนวนมาก ในขณะที่การบำบัดขั้นสูงจะควบคุมฟลูออไรด์ที่เหลืออยู่

วิธีนี้ช่วยให้แต่ละหน่วยบำบัดทำงานภายในช่วงที่เหมาะสมยิ่งขึ้น

เหตุใดจึงต้องพิจารณาการตกผลึกด้วยการระเหยหลังจากการกำจัดฟลูออไรด์

สำหรับโครงการที่ต้องการเพียงการปล่อยน้ำเสีย การกำจัดฟลูออไรด์ขั้นสูงอาจทำให้กระบวนการบำบัดเข้าใกล้ขั้นตอนสุดท้าย

อย่างไรก็ตาม ผู้ผลิตเซมิคอนดักเตอร์มักจะมีข้อกำหนดเพิ่มเติม รวมถึงอัตราการใช้น้ำเสียซ้ำที่สูงขึ้น และการลดปริมาณน้ำเสียโดยรวม

นี่ทำให้เกิดความท้าทายอีกอย่างหนึ่ง

แม้ว่าหลังจากกำจัดฟลูออไรด์แล้ว น้ำเสียที่ได้รับการบำบัดก็อาจยังมีเกลือที่ละลายอยู่เป็นจำนวนมาก ระบบเมมเบรน เช่น รีเวิร์สออสโมซิส (ร) สามารถปรับปรุงคุณภาพน้ำและนำน้ำที่ผ่านการบำบัดบางส่วนกลับมาใช้ใหม่ในการผลิตหรือการใช้งานในโรงงานอื่นๆ

ในเวลาเดียวกัน เกลือและสารอื่นๆ ที่ไม่สามารถผ่านเมมเบรนได้โดยง่ายจะมีความเข้มข้นในกระแสการคัดแยก RO

กล่าวอีกนัยหนึ่ง การแยกเมมเบรนช่วยแก้ปัญหาการนำน้ำกลับมาใช้ใหม่ แต่ยังสร้างปัญหาอีกประการหนึ่ง: ควรจัดการน้ำเสียที่มีความเข้มข้นอย่างไร

หากมีการปล่อยน้ำเสียโดยตรง โครงการอาจยังคงเผชิญกับข้อกำหนดในการกำจัดน้ำเสียที่สำคัญ ซึ่งจำกัดประสิทธิผลของกลยุทธ์การนำน้ำกลับมาใช้ใหม่โดยรวม

สำหรับโรงงานเซมิคอนดักเตอร์ที่มีเป้าหมายการนำน้ำกลับมาใช้ใหม่สูงหรือมีข้อกำหนดในการลดน้ำเสียที่เข้มงวด ความเข้มข้นของการระเหยและการตกผลึกจึงอาจจำเป็นต้องได้รับการพิจารณา

การตกผลึกด้วยการระเหยของ MVR ทำงานร่วมกับการลดฟลูออไรด์อย่างไร

การบีบอัดไอเชิงกล (เอ็มวีอาร์) การตกผลึกแบบระเหยทำหน้าที่หลักในการรวมน้ำเสียและลดปริมาตรสูง-กระแสความเค็ม ไม่ได้มีไว้เพื่อทดแทนส่วนหน้า-สิ้นสุดกระบวนการกำจัดฟลูออไรด์

สามารถจัดเส้นทางการรักษาแบบผสมผสานที่มีศักยภาพได้ดังนี้

ฟลูออไรด์-มีส่วนผสมของน้ำเสีย

↓

ขั้นที่ 1: การตกตะกอนของมะนาว

↓

ขั้นที่ 2: การแข็งตัวและการตกตะกอน

↓

การกำจัดฟลูออไรด์ขั้นสูง

↓

การแยกเมมเบรน

↓

นำน้ำกลับมาใช้ใหม่

↓

อาร์โอเข้มข้น

↓

การระเหยและการตกผลึกของ MVR

ตรรกะเบื้องหลังกระบวนการรวมนี้ตรงไปตรงมา

การตกตะกอนของสารเคมีจะช่วยลดปริมาณฟลูออไรด์ส่วนใหญ่ การรักษาขั้นสูงจะควบคุมฟลูออไรด์ที่ตกค้าง การแยกเมมเบรนจะทำให้น้ำที่นำกลับมาใช้ใหม่กลับมาได้ ในขณะที่การตกผลึกด้วยการระเหยของ MVR จะทำให้น้ำที่เหลือมีความเข้มข้นมากขึ้น-กระแสความเค็ม ด้วยการกำหนดความรับผิดชอบในการบำบัดที่แตกต่างกันให้กับหน่วยต่างๆ ระบบจะหลีกเลี่ยงการวางสารปนเปื้อนมากเกินไปบนอุปกรณ์ปลายน้ำ

เหตุใดน้ำเสียที่มีฟลูออไรด์จึงไม่เข้าสู่ระบบ MVR โดยตรง

โดยหลักการแล้ว เครื่องระเหยสามารถบำบัดน้ำเสียที่มีสารละลายความเข้มข้นสูงได้ อย่างไรก็ตามสำหรับฟลูออไรด์-ที่มีน้ำเสีย ประสิทธิผลของการบำบัดต้นน้ำมีผลกระทบโดยตรงในระยะยาว-การทำงานระยะยาวของระบบระเหย

หากน้ำเสียยังมีแคลเซียม ฟลูออไรด์ สารแขวนลอย หรือสารอื่นๆ มากเกินไปซึ่งมีแนวโน้มที่จะสะสมตัว ส่วนประกอบเหล่านี้อาจมีความเข้มข้นมากขึ้นเมื่อน้ำระเหย

เมื่อคราบสกปรกสะสมบนพื้นผิวการถ่ายเทความร้อน ปัญหาการปฏิบัติงานหลายประการอาจเกิดขึ้นได้:

• ประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อนลดลง

• เพิ่มขนาดและความเปรอะเปื้อน

• ทำความสะอาดอุปกรณ์บ่อยขึ้น

• ข้อกำหนดการบำรุงรักษาที่สูงขึ้น

• เสถียรภาพในการทำงานของระบบอาจลดลง

ด้วยเหตุนี้ โดยทั่วไปจึงไม่แนะนำให้วางเครื่องระเหย MVR เร็วเกินไปในกระบวนการบำบัด หากไม่มีการประเมินลักษณะน้ำเสียโดยละเอียด

แนวทางปฏิบัติได้มากกว่าคือการใช้การตกตะกอนด้วยสารเคมีและการบำบัดขั้นสูงเพื่อลดสิ่งปนเปื้อนที่อาจทำให้เกิดปัญหาในการปฏิบัติงานก่อนที่น้ำเสียจะเข้าสู่ระบบการระเหย นี่เป็นข้อพิจารณาที่สำคัญเมื่อออกแบบกระบวนการตกผลึกแบบผสมผสานและการระเหยแบบระเหย

การบำบัดน้ำเสียเซมิคอนดักเตอร์ฟลูออไรด์ต้องใช้ระบบ-แนวทางระดับ

ระบบบำบัดน้ำเสียเซมิคอนดักเตอร์ฟลูออไรด์ที่เชื่อถือได้ไม่ควรได้รับการประเมินโดยประสิทธิภาพการกำจัดของหน่วยบำบัดแต่ละหน่วยเพียงอย่างเดียว

สิ่งที่สำคัญกว่านั้นคือขั้นตอนการรักษาต่างๆ มีการประสานงานกันอย่างเหมาะสมหรือไม่

แต่ละขั้นตอนมีจุดประสงค์เฉพาะ:

การละลายฟลูออไรด์ของสารเคมี: ลดค่าสูง-ปริมาณฟลูออไรด์ที่มีความเข้มข้นผ่านการตกตะกอนและของแข็ง-การแยกของเหลว

การกำจัดฟลูออไรด์ขั้นสูง: ควบคุมฟลูออไรด์ที่ตกค้างและช่วยตอบสนองความต้องการน้ำทิ้งที่มีความต้องการมากขึ้น

การแยกเมมเบรน: ปรับปรุงคุณภาพน้ำที่นำกลับมาใช้ใหม่ และสนับสนุนการนำน้ำกลับมาใช้ใหม่

การตกผลึกด้วยการระเหยของ MVR: ประมวลผลเมมเบรนเข้มข้น ลดปริมาตรน้ำเสียที่เหลืออยู่ และช่วยให้มีความเข้มข้นของเกลือและการตกผลึกเพิ่มขึ้น

ถ้าด้านหน้า-การกำจัดฟลูออไรด์ที่ปลายน้ำไม่เพียงพอ เมมเบรนส่วนปลายน้ำและระบบการระเหยอาจเผชิญกับปริมาณสารปนเปื้อนที่สูงขึ้น

ในทำนองเดียวกัน การมุ่งเน้นเฉพาะคุณภาพเพอมิเอตเมมเบรนโดยไม่พิจารณาถึงการจัดการแบบเข้มข้นไม่สามารถจัดการกับความท้าทายในการบำบัดน้ำเสียได้ทั้งหมด

ดังนั้น การออกแบบกระบวนการจึงควรพิจารณาห่วงโซ่การบำบัดน้ำเสียทั้งหมด แทนที่จะเลือกอุปกรณ์แต่ละชิ้นแยกกัน

สรุป：

สำหรับโรงงานผลิตเซมิคอนดักเตอร์ที่สร้างฟลูออไรด์-ที่มีน้ำเสีย WTEYA มอบการออกแบบกระบวนการบำบัดที่ปรับแต่งตามความต้องการโดยพิจารณาจากคุณลักษณะที่ได้รับผลกระทบจริง ปริมาตรน้ำเสีย มาตรฐานการปล่อยทิ้ง และข้อกำหนดการนำน้ำกลับมาใช้ใหม่

สำหรับโครงการที่เกี่ยวข้องกับความเข้มข้นของฟลูออไรด์สูงและองค์ประกอบของน้ำเสียที่ซับซ้อน กระบวนการบำบัดแบบผสมผสานอาจรวมถึง:

สอง-ขั้นตอนการลดฟลูออไรด์ทางเคมี → การกำจัดฟลูออไรด์ขั้นสูง → การแยกเมมเบรน → การตกผลึกด้วยการระเหย MVR

ในการกำหนดค่านี้ การตกตะกอนและการแข็งตัวของปูนขาวจะช่วยลดปริมาณฟลูออไรด์ส่วนใหญ่ การบำบัดขั้นสูงจะควบคุมฟลูออไรด์ที่ตกค้างต่อไป การแยกเมมเบรนช่วยนำน้ำที่นำกลับมาใช้ใหม่กลับคืนมา และกระบวนการตกผลึกด้วยการระเหยของ MVR ซึ่งส่งผลให้มีปริมาณสูง-กระแสความเข้มข้นเพื่อลดปริมาตรและการตกผลึกเพิ่มเติม

สิ่งสำคัญที่ควรทราบคือต้องกำหนดปริมาณสารเคมี ค่า pH ของปฏิกิริยา อัตราการคืนสภาพของเมมเบรน และพารามิเตอร์การทำงานของ MVR ตามคุณลักษณะน้ำเสียที่เกิดขึ้นจริงและข้อกำหนดของโครงการ ไม่ควรใช้ค่าการปฏิบัติงานที่เป็นมาตรฐานโดยไม่มีการวิเคราะห์น้ำและการประเมินกระบวนการที่เหมาะสม

สำหรับผู้ผลิตเซมิคอนดักเตอร์ โซลูชันบำบัดน้ำเสียที่มีประสิทธิภาพไม่ได้เป็นเพียงโซลูชันที่ตรงตามข้อกำหนดการปล่อยทิ้งระหว่างการทดสอบครั้งเดียวเท่านั้น นอกจากนี้ยังต้องรักษาการทำงานที่มั่นคงเมื่อปริมาณการผลิตและลักษณะน้ำเสียมีความผันผวน

จากที่สูง-การกำจัดฟลูออไรด์ที่มีความเข้มข้นไปจนถึงการบำบัดขั้นสูง การนำน้ำกลับมาใช้ใหม่ และการลดความเข้มข้น การประสานงานอย่างเหมาะสมทุกขั้นตอนถือเป็นสิ่งสำคัญในการพัฒนาระบบบำบัดน้ำเสียเซมิคอนดักเตอร์ฟลูออไรด์ที่มีความเสถียรและคุ้มค่าในเชิงเศรษฐกิจ

ทำไมต้องเป็นพันธมิตรกับ WTEYA?

•  ใกล้แล้ว ประสบการณ์ในอุตสาหกรรม 20 ปี

•  ได้รับความไว้วางใจจากผู้นำระดับโลก ได้แก่ Foxconn, Huawei, Ganfeng Lithium, เทคโนโลยี Ronbay

•  100+ กรณีความสำเร็จ ทั่วโลก

•  OEM & การปรับแต่งโอเอ็มเอ็ม ใช้ได้

มาเป็นตัวแทนจำหน่าย WTEYA!

เรากำลังขยายความร่วมมือระดับโลก:

• นโยบายสิทธิพิเศษ

• การฝึกอบรมวิชาชีพ

• การสนับสนุนด้านเทคนิคเต็มรูปแบบ

ให้เราช่วยให้คุณได้รับคุณภาพน้ำที่ยอดเยี่ยมและความยั่งยืนในการปฏิบัติงาน!

📲 วอตส์แอป: +86-1800 2840 855
📧 อีเมล: ข้อมูล@wteya.com
🌐 เว็บไซต์: www.wteya.com