CN103203172A - 废气处理系统中针对氨及所衍生成的废水的处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种废气处理系统中针对氨及所衍生成的废水的处理方法，该方法为：启动系统及对送入系统机台内氨进行洗涤过滤过程；在洗涤过滤过程中适时供给盐酸与氨进行酸碱值平衡；以及在进行废水排出的前置作业中，适时供给液碱与机台内的废水进行化学反应；通过利用盐酸中和氨(NH₃)，利用液碱处理废水，提高环保水平，使排出的废气及废水均能符合相关法令的规定。

Description

废气处理系统中针对氨及所衍生成的废水的处理方法

技术领域

本发明为废气处理的技术领域，尤其指一种针对氨(NH₃)及所衍生的废水的处理方法，让最后排出的废气及废水皆符合相关法令的规定。

背景技术

在半导体工艺中，硅晶圆必须经反复多次蚀刻、沉积、酸洗等作业，才能制成所需的芯片成品，过程中所加入或生成的有毒物质必须妥善处理，才可将废气或废水排出，避免对周围环境造成严重的污染。

在发光二极管(LED)外延厂蓝光工艺中也会产生多种废气，其中之一为氨(NH₃)，俗称阿摩尼亚，为一种无色但有强烈刺激气味的气体。通常针对此废气的处理是采用湿式废气处理系统，如图1所示，该处理系统包括有两个洗涤塔10及11、沉淀槽12、工作液供给管路13、泵14、化学药剂注入装置15等。废气由该洗条塔10顶部进入，经多道洗涤过滤过程后，再由该洗涤塔11顶部排出，残留的化合物会与工作液暂存于沉淀槽12内。当沉淀槽12内液位达设定值时，再将多余的废水排出。

在上述系统中处理过滤氨的方法，主要是在塔内以水雾处理及以硫酸中和氨(NH3)，利用酸碱平衡反应进行中和。早期工艺中所产生废气量不多，此种废气处理系统即能满足，而排放的废水的氨氮含量也符合规定。但随着近年来设备日新月异，工艺技术不断地提升，所产生的废气量大增，又新增废气(Cl₂)，使得单一系统已无法有效处理，因此厂商必须在有限的厂房内增加数组系统运作，才能克服，这造成厂商投资金额的不断高涨。另外随着环保法规日趋严格，此类排放废水中，具有高浓度的铵氮含量，已不符合现今相关法令的规定，此为目前厂商急须解决的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种针对氨及所衍生的废水的处理方法，本发明的废气处理系统系采用盐酸与氨进行酸碱值平衡，利用液碱与所衍生的废水进行反应，提高环保水平，以让最后排放出的气体与废水皆符合相关的规定。

为达到上述目的，本发明的方法为：启动系统及对送入系统机台内氨进行洗涤过滤过程；在洗涤过滤过程中适时供给盐酸以与氨进行酸碱值平衡；以及在进行废水排出的前置作业中，适时供给液碱以与机台内的废水进行化学反应。

其中，供给盐酸的时机由一第一判断准则决定是否持续对氨进行酸碱中和的洗涤过滤过程，本发明由确认机台内的工作液之酸碱值是否在默认值内，作为判断的基准，若在默认值内则供给盐酸进行酸碱值平衡，以盐酸取代传统的硫酸进行酸碱平衡，配合原本的水雾处理，使排出的气体符合规定。

另外进行废水排放前的前置作业的时机，是由一第二判断准则用以决定，本发明由确认机台内的工作液位高度是否达默认值，作为判断的基准，若达默认值则供给液碱进行化学反应处理，主要在废水欲排出之前，利用液碱与之反应，生成较为稳定及安全的生成物，也同步减少水中氨氮含量，如此排出的废水即符合现今渐趋严格的环保规范。

以下配合附图对本发明的实施方式做更详细的说明，以使本领域技术人员在研读本说明书后能据以实施。

附图说明

图1为现有技术的湿式废气处理系统的示意图；

图2为本发明处理方法所采用的系统的示意图；

图3为本发明处理方法的流程图；

图4为本发明处理方法中供给盐酸进行酸碱值平衡的流程图；

图5为本发明处理方法中的废水排出的前置作业的流程图。

其中，附图标记说明如下：

洗涤塔          10

洗涤塔          11

沉淀槽          12

工作液供给管路  13

泵              14

化学药剂注入装置    15

工作液供给装置      20

泵                  201

管路                202

药剂供给装置        21

供气装置            22

洗涤塔              23

沉淀槽              24

排水装置            25

阀                  251

排水管              252

水位监测装置        26

水质监测单元        27

外部水源供入管      28

具体实施方式

本发明主要系针对发光二极管的工艺中，所产生废气如氨的处理方法、以及所衍生的废水的处理方法，所采用设备为具有洗涤塔与沉淀槽的湿式废气处理系统，为了方便说明，本发明仅就本发明人所设计的其中一种系统作说明，并不因此限制仅能使用此种系统。

如图2所示，本发明所采用的处理系统的示意图，包括有工作液供给装置20、药剂供给装置21、至少一供气装置22、至少一洗涤塔23(隐藏于内部以虚线表示)、沉淀槽24、排水装置25、水位监测装置26、水质监测单元27、以及外部水源供入管28等。该工作液供给装置20进一步包括泵201、多个管路202，该泵201系用以将沉淀槽24内工作液经管路送至多个洗涤塔23内。水质监测单元27具有管路与管路202相连接，用以监测工作液的酸碱值。数该洗涤塔23位于沉淀槽24之上，内部依序连通。数该供气装置22系集中位于其中一洗涤塔23顶部，用以将氨送入塔内进行洗涤过滤过程，一排气管26系位于另一洗涤塔23的顶部，用以排出过滤后的废气。药剂供给装置21具有多个管路，并连接于沉淀槽24，本实施例由不同管路分别供给盐酸或液碱进入沉淀槽24内。该排水装置25进一步包括有阀251及排水管252，该排水装置25会与该工作液供给装置20的管路202相接，通过控制该阀251的开闭，决定排出多余废水(工作液)的时机。该水位监测装置26则用以监测沉淀槽24内的工作液位。该外部水源供入管28则用以提供纯水进入沉淀槽24内。

如图3所示，为本发明处理方法的流程图。本发明针对氨及所衍生之废水的处理方法包括下列步骤：

步骤301：启动系统及对送入机台内氨进行洗涤过滤过程；

步骤302：在洗涤过滤过程中适时供给盐酸与氨进行酸碱值平衡；以及

步骤303：在进行废水排出的前置作业中，适时供给液碱与机台内的废水进行化学反应。

其中相关的化学反应如下：

NH₃+H₂O------NH₄OH

氨+水------氢氧化铵

NH₄OH+HCL----NH₄Cl+H₂O

氢氧化铵+氯化氢----氯化铵+水

NH₄Cl+N_aOH----N_aCl+2H₂O+N₂

氯化铵+氢氧化钠---氯化钠+水+氮

在步骤301中，当启动系统后，内部会进行各基本程序的监测动作，若系统正常后即开始运作。该工作液供给装置20的泵201持续将沉淀槽24内工作液经管路202送至数洗涤塔23内。该供气装置22则将氨送入洗涤塔23内进行洗涤过滤过程。

之后进行步骤302，在洗涤过滤过程中适时供给盐酸与氨进行酸碱值平衡；而在此过程中何时供给提供或停止盐酸，则依一第一判断准则决定是否供给盐酸与氨进行酸碱值平衡；在本发明中的第一判断准则是由确认机台内的工作液之酸碱值，来决定后续的动作，若酸碱值在默认值内，就供给盐酸进行酸碱值平衡，但此判断准则并不以此为限。请进一步参考第四图，为酸碱值平衡的作动流程示意图。监测机台内的工作液的酸碱值(如步骤401)，此作业由水质监测单元27负责监测由沉淀槽24送出的工作液的酸碱值；判定该酸碱值是否于默认值内(如步骤402)，在本实施例中该酸碱默认值为3～10，如果在默认值内则进行步骤403，由供给盐酸进行酸碱平衡，在本实施中由药剂供给装置21的其中一管路向沉淀槽24内供给盐酸，经该工作液供给装置20送入洗涤塔23与氨进行酸碱平衡，如果酸碱值不在含设值内，代表已达酸碱中和，或盐酸浓度过高，此时不用供给盐酸。其中步骤301及302主要系针对氨的处理作业，相关化学式如下：

NH₃+H₂O------NH₄OH

氨+水------氢氧化铵

NH₄OH+HCL----NH₄Cl+H₂O

氢氧化铵+氯化氢----氯化铵+水

本发明主要由盐酸取代传统的硫酸，除了仍能达到酸碱平衡而过滤氨外，所生成的化合物，在进行后续的废水处理上，有着直接的帮助。

当洗涤过滤过程不断进行时，外部的纯水会经外部水源供入管28送入机台内，当机台的沉淀槽24内的工作液达默认值时，就必须进行排放废水的动作，但排放前须进行一化学反应处理，使排放出的废水符合相关法令的规定。如步骤303，在进行废水排出的前置作业中，适时供给液碱与机台内的废水进行化学反应，而何时启动废水排出的前置作业呢？本发明则依第二判断准则决定是否进行废水排出的前置作业，该前置作业包括供给液碱与机台内的废水进行化学反应。此处的废水指欲排出之前的工作液。在本发明中第二判断准则为：由确认机台内的工作液位高度是否达默认值，来决定后续的动作，即若达默认值则供给液碱进行化学反应处理。详细的流程如图5所示，废水排出的前置作业的流程图。监测机台工作液位高度(如步骤501)，在本实施例中由该水位监测装置26来负责；判断液位是否达默认值(如步骤502)，如果不是则回复至监测前的状态；如果达默认值则进行步骤503，供给液碱进行化学反应，在本实施例由药剂供给装置21的其中一管路向沉淀槽24内供给液碱，以对工作液进行化学反应。之后如步骤504，监测工作液的酸碱值，确保相关化学反应确实进行中，在本实施例中由该水质监测单元27负责监测工作液的酸碱值。步骤505确认酸碱值是否在默认值内，在本实施例中该酸碱默认值是小于12。如果是在默认值内，则回复至步骤503，继续供给液碱进行反应。如果不是在默认值内，代表酸碱值达12，工作液已完成所需的化学反应，则进行步骤506，将沉淀槽24内的废水(即多余的工作作液)排出一些，在本实施例中，利用是开启该阀251，使废水经排水管252排出。其中该酸碱值的默认值可为10～12中的一个数值。

在步骤303中主要是针对欲排出的工作液(即废水)的处理程序，相关的化学反应式如下：

NH₄Cl+N_aOH----N_aCl+2H₂O+N₂

氯化铵+氢氧化钠---氯化钠+水+氮

由此可知所生成包含有氯化钠、水、氮，生成较为稳定及安全的生成物，也能减少水中氨氮含量，如此排出的废水即符合现今渐趋严格的环保规范。

综上所述，本发明针对氨及所衍生成的废水的处理方法，利用原系统内的水涤以及由盐酸与氨进行酸碱值平衡，处理后所衍生成的废水再与液碱进行化学反应，本发明的处理方法有效过滤氨，又让排放的废水符合相关的规定，符合专利申请的要件。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施例的保护范围。即凡依本发明申请专利范围所作的均等变化及修饰，皆为本发明的专利保护范围。

Claims (9)

1.一种废气处理系统中针对氨及所衍生成的废水的处理方法，包括有下列步骤：

启动系统及对送入系统机台内氨进行洗涤过滤过程；

在洗涤过滤过程中适时供给盐酸以与氨进行酸碱值平衡；以及

在进行废水排出的前置作业中，适时供给液碱以与机台内的废水进行化学反应；

其中，依第一判断准则决定是否供给盐酸以与氨进行酸碱值平衡；以及

依第二判断准则决定是否进行废水排出的前置作业，该前置作业包括供给液碱以与机台内的废水进行化学反应。

2.如权利要求1所述的废气处理系统中针对氨及所衍生成的废水的处理方法，其中在洗涤过滤过程中何时供给或停止提供盐酸，是依一第一判断准则决定是否供给盐酸以与氨进行酸碱值平衡。

3.如权利要求2所述的废气处理系统中针对氨及所衍生成的废水的处理方法，其中该第一判断准为由确认机台内的工作液的酸碱值是否在默认值内，若在默认值内则供给盐酸进行酸碱值平衡。

4.如权利要求2所述的废气处理系统中针对氨及所衍生成的废水的处理方法，其中该酸碱值的默认值为3～10。

5.如权利要求1所述的废气处理系统中针对氨及所衍生成的废水的处理方法，其中该酸碱值平衡步骤进一步包括有：

监测机台内的工作液的酸碱值；

判定该酸碱值是否于默认值内；

如果在默认值内则供给盐酸进行酸碱平衡。

6.如权利要求1所述的废气处理系统中针对氨及所衍生成的废水的处理方法，其中何时启动废水排出的前置作业，则是依一第二判断准则决定是否进行废水排出的前置作业。

7.如权利要求6所述的废气处理系统中针对氨及所衍生成的废水的处理方法，其中该第二判断准则为由确认机台内的工作液位高度是否达默认值，若达默认值则供给液碱与废水进行化学反应。

8.如权利要求7所述的废气处理系统中针对氨及所衍生成的废水的处理方法，其中该酸碱值为小于12。

9.如权利要求1所述的废气处理系统中针对氨及所衍生成的废水的处理方法，其中进行废水排出的前置作业进一步包括有：

监测机台工作液位高度；

判断液位是否达默认值；

如果达默认值则供给液碱与工作液进行化学反应处理；

监测工作液的酸碱值；

确认酸碱值是否在默认值内，如果是则继续供给液碱；以及

如果不是在默认值内则将多余工作液排出。

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