JP3238745B2 - フッ化アンモニウム含有水の処理方法 - Google Patents
フッ化アンモニウム含有水の処理方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はフッ化アンモニウム含有
水の処理方法の改良に関するものである。さらに詳しく
いえば、本発明は、例えば半導体製造工程などから排出
されるフッ化アンモニウム含有水中のフッ素イオンをフ
ッ化カルシウムとして回収するとともにアンモニウムイ
オンを効率よく分解する方法に関するものである。
水の処理方法の改良に関するものである。さらに詳しく
いえば、本発明は、例えば半導体製造工程などから排出
されるフッ化アンモニウム含有水中のフッ素イオンをフ
ッ化カルシウムとして回収するとともにアンモニウムイ
オンを効率よく分解する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体製造分野やその関連分野、各種金
属材料、単結晶材料等の表面処理分野では、多量のエッ
チング剤が使われ、主としてフッ化アンモニウムとフッ
化水素、さらにはこれらに酢酸や硝酸などを含むエッチ
ング廃水が排出される。この廃水を炭酸カルシウム充填
材と接触反応させてフッ化カルシウムとして不溶化し回
収する場合、アンモニウムイオンが十分に存在するとき
には酸によって炭酸カルシウム充填材が崩壊する現象は
起こらないが、アンモニウムイオンが存在しないときと
比べると、フッ素の除去率が低下するという問題があっ
た。
属材料、単結晶材料等の表面処理分野では、多量のエッ
チング剤が使われ、主としてフッ化アンモニウムとフッ
化水素、さらにはこれらに酢酸や硝酸などを含むエッチ
ング廃水が排出される。この廃水を炭酸カルシウム充填
材と接触反応させてフッ化カルシウムとして不溶化し回
収する場合、アンモニウムイオンが十分に存在するとき
には酸によって炭酸カルシウム充填材が崩壊する現象は
起こらないが、アンモニウムイオンが存在しないときと
比べると、フッ素の除去率が低下するという問題があっ
た。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、アンモニウ
ムイオンを含有するフッ素含有水を炭酸カルシウムと接
触させてフッ素を除去する廃水処理工程において、該ア
ンモニウムイオンの存在によって低下するフッ素の除去
率を向上させることを目的とするものである。
ムイオンを含有するフッ素含有水を炭酸カルシウムと接
触させてフッ素を除去する廃水処理工程において、該ア
ンモニウムイオンの存在によって低下するフッ素の除去
率を向上させることを目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、このフッ
素の除去率が低下する原因をアンモニアの影響によるも
のと思考して、しかも、一度炭酸カルシウムにより処理
した処理水中では、原水では除去ができない形のアンモ
ニウムイオンが炭酸アンモニウム塩のイオンに変化して
いることに着目して、この炭酸アンモニウム塩をアンモ
ニアガスとして除去したのちに、アンモニウムイオンの
存在しない環境で炭酸カルシウム充填材と再度接触させ
れば、ロ材からの懸濁物質の流出防止及び高いフッ素除
去率という二律背反的関係にある二つの目的を同時に達
成できることを見出し、この知見に基づき本発明を完成
した。
素の除去率が低下する原因をアンモニアの影響によるも
のと思考して、しかも、一度炭酸カルシウムにより処理
した処理水中では、原水では除去ができない形のアンモ
ニウムイオンが炭酸アンモニウム塩のイオンに変化して
いることに着目して、この炭酸アンモニウム塩をアンモ
ニアガスとして除去したのちに、アンモニウムイオンの
存在しない環境で炭酸カルシウム充填材と再度接触させ
れば、ロ材からの懸濁物質の流出防止及び高いフッ素除
去率という二律背反的関係にある二つの目的を同時に達
成できることを見出し、この知見に基づき本発明を完成
した。
【０００５】すなわち、本発明は、 （１）フッ化アンモニウム含有水を炭酸カルシウム充填
層に通水し、アンモニウムイオンを炭酸アンモニウム塩
又は重炭酸アンモニウム塩にして、処理水からアンモニ
アストリッピング塔によりアンモニウムイオンを除去
し、次いで再度炭酸カルシウム充填層に通水することを
特徴とするフッ化アンモニウム含有水の処理方法、及
び、 （２）フッ化アンモニウム含有水を第一炭酸カルシウム
充填塔に通水し、アンモニウムイオンを炭酸アンモニウ
ム塩又は重炭酸アンモニウム塩にして、処理水からアン
モニアストリッピング塔によりアンモニウムイオンを除
去し、次いで第二炭酸カルシウム充填塔に通水すること
を特徴とするフッ化アンモニウム含有水の処理方法、を
提供するものである。本発明について、本発明の一態様
のフロー説明図に基づき説明する。図に示す工程では、
フッ化アンモニウムを含む原水は、配管５により示され
る経路に従って流れ、まず、原水槽１に入り、第１炭酸
カルシウム充填塔２を経由して、アンモニアストリッピ
ング塔３でアンモニアを除去され、次に第２炭酸カルシ
ウム充填塔５により、フッ素を完全に回収されて、排出
される。
層に通水し、アンモニウムイオンを炭酸アンモニウム塩
又は重炭酸アンモニウム塩にして、処理水からアンモニ
アストリッピング塔によりアンモニウムイオンを除去
し、次いで再度炭酸カルシウム充填層に通水することを
特徴とするフッ化アンモニウム含有水の処理方法、及
び、 （２）フッ化アンモニウム含有水を第一炭酸カルシウム
充填塔に通水し、アンモニウムイオンを炭酸アンモニウ
ム塩又は重炭酸アンモニウム塩にして、処理水からアン
モニアストリッピング塔によりアンモニウムイオンを除
去し、次いで第二炭酸カルシウム充填塔に通水すること
を特徴とするフッ化アンモニウム含有水の処理方法、を
提供するものである。本発明について、本発明の一態様
のフロー説明図に基づき説明する。図に示す工程では、
フッ化アンモニウムを含む原水は、配管５により示され
る経路に従って流れ、まず、原水槽１に入り、第１炭酸
カルシウム充填塔２を経由して、アンモニアストリッピ
ング塔３でアンモニアを除去され、次に第２炭酸カルシ
ウム充填塔５により、フッ素を完全に回収されて、排出
される。
【０００６】原水槽１を経た原水は、原水ポンプ６で炭
酸カルシウム充填層を有する第１充填塔２に導入され
る。充填塔へは上向流、下向流いづれの流れでもよい
が、炭酸カルシウムとの反応によってＣＯ2等のガスを
発生することがあるので、塔内の水切れ防止や充填材の
混合・流動化のためには上向流通水の方がよい。又、第
１充填塔の数は、１塔又は２塔以上を使用することがで
きる。本発明の炭酸カルシウム充填層は、炭酸カルシウ
ムと処理水が接触する方式であれば特に制限はなく、例
えば、充填塔の代わりに微細な炭酸カルシウムを用いた
スラリー型の沈殿槽方式を使用することができ、反応槽
−沈殿槽の単段又は多段方式にすることができる。
酸カルシウム充填層を有する第１充填塔２に導入され
る。充填塔へは上向流、下向流いづれの流れでもよい
が、炭酸カルシウムとの反応によってＣＯ2等のガスを
発生することがあるので、塔内の水切れ防止や充填材の
混合・流動化のためには上向流通水の方がよい。又、第
１充填塔の数は、１塔又は２塔以上を使用することがで
きる。本発明の炭酸カルシウム充填層は、炭酸カルシウ
ムと処理水が接触する方式であれば特に制限はなく、例
えば、充填塔の代わりに微細な炭酸カルシウムを用いた
スラリー型の沈殿槽方式を使用することができ、反応槽
−沈殿槽の単段又は多段方式にすることができる。
【０００７】第１炭酸カルシウム充填塔でフッ素を除去
した処理水はアンモニアストリッピング塔３に入り、こ
こで空気吹き込みブロア７で曝気される。処理水中のア
ンモニアはＮＨ4ＨＣＯ3や（ＮＨ4）2ＣＯ3の形で溶存
しているので、空気等のガスで曝気すれば、容易にＮＨ
3ガスとして揮散するが、揮散効率を高めるために、プ
ラスチック等の充填物や多段の棚段とした放出塔を用い
てもよく、又、加温したり減圧して揮散効率を高める手
段を好適に使用することができる。本発明において、第
１充填層で炭酸カルシウムと原水の反応よって、アンモ
ニウムイオンが揮散しやすい炭酸アンモニウム塩又は重
炭酸アンモニウム塩になっているので本発明のアンモニ
ア除去工程が容易になる。なお、第１炭酸カルシウム充
填塔に入る前の原液中のアンモニウムイオンは空気によ
るストリッピングでは除去できない。
した処理水はアンモニアストリッピング塔３に入り、こ
こで空気吹き込みブロア７で曝気される。処理水中のア
ンモニアはＮＨ4ＨＣＯ3や（ＮＨ4）2ＣＯ3の形で溶存
しているので、空気等のガスで曝気すれば、容易にＮＨ
3ガスとして揮散するが、揮散効率を高めるために、プ
ラスチック等の充填物や多段の棚段とした放出塔を用い
てもよく、又、加温したり減圧して揮散効率を高める手
段を好適に使用することができる。本発明において、第
１充填層で炭酸カルシウムと原水の反応よって、アンモ
ニウムイオンが揮散しやすい炭酸アンモニウム塩又は重
炭酸アンモニウム塩になっているので本発明のアンモニ
ア除去工程が容易になる。なお、第１炭酸カルシウム充
填塔に入る前の原液中のアンモニウムイオンは空気によ
るストリッピングでは除去できない。
【０００８】アンモニアガス放出後の処理水中には、通
常フッ素が原水濃度の約１０〜２０％残留している。こ
れは炭酸カルシウムとフッ素の反応をＮＨ4 +1が妨害す
るためである。フッ酸と炭酸カルシウムの反応では充填
材の崩壊があるもののフッ素濃度数mg／ｌの除去率まで
処理できるのに対して、ＮＨ4 +が共存する場合には、フ
ッ化アンモニウムと炭酸カルシウムの反応となり、フッ
素の除去率が低下し、このように１０〜２０％程度のフ
ッ素が液中に残存する。本発明では、このアンモニアに
よるフッ素の除去率低下を防止するため、処理水中のア
ンモニアを除去してから再度炭酸カルシウム充填材と接
触させる点に特徴がある。第１充填塔から出た処理水か
らのアンモニアの除去は、物理的若しくは化学的方法な
ど特に制限はないが、添加物が混入しない物理的手法が
好適であり、空気等によるストリッピング又はゼオライ
トなどによる吸着剤による吸収などが特に好適である。
また、ストリッピングの後にゼオライトを併用してさら
に吸着させることができる。
常フッ素が原水濃度の約１０〜２０％残留している。こ
れは炭酸カルシウムとフッ素の反応をＮＨ4 +1が妨害す
るためである。フッ酸と炭酸カルシウムの反応では充填
材の崩壊があるもののフッ素濃度数mg／ｌの除去率まで
処理できるのに対して、ＮＨ4 +が共存する場合には、フ
ッ化アンモニウムと炭酸カルシウムの反応となり、フッ
素の除去率が低下し、このように１０〜２０％程度のフ
ッ素が液中に残存する。本発明では、このアンモニアに
よるフッ素の除去率低下を防止するため、処理水中のア
ンモニアを除去してから再度炭酸カルシウム充填材と接
触させる点に特徴がある。第１充填塔から出た処理水か
らのアンモニアの除去は、物理的若しくは化学的方法な
ど特に制限はないが、添加物が混入しない物理的手法が
好適であり、空気等によるストリッピング又はゼオライ
トなどによる吸着剤による吸収などが特に好適である。
また、ストリッピングの後にゼオライトを併用してさら
に吸着させることができる。
【０００９】図示したフローシートでは、第１炭酸カル
シウム充填塔を出た処理水は、アンモニアストリッピン
グ塔３に入り、この塔の底に空気吹き込みブロア７によ
り吹き込まれた空気によりアンモニアガスは揮散されて
除去することができる。このアンモニアストリッピング
塔は２塔以上使用することができる。アンモニアストリ
ッピング塔３を出た処理水は第２炭酸カルシウム充填塔
４に入り、アンモニウムイオンの妨害のない環境で炭酸
カルシウム充填材とフッ素の反応を再度行わせ、高いフ
ッ素除去率を達成することができる。第２充填塔４を１
塔又は２塔以上使用できる点及びスラリー沈澱槽等など
の他の方式による炭酸カルシウム接触方法を使用できる
点などの装置の機構、操作等は総て第１炭酸充填層と同
一である。
シウム充填塔を出た処理水は、アンモニアストリッピン
グ塔３に入り、この塔の底に空気吹き込みブロア７によ
り吹き込まれた空気によりアンモニアガスは揮散されて
除去することができる。このアンモニアストリッピング
塔は２塔以上使用することができる。アンモニアストリ
ッピング塔３を出た処理水は第２炭酸カルシウム充填塔
４に入り、アンモニウムイオンの妨害のない環境で炭酸
カルシウム充填材とフッ素の反応を再度行わせ、高いフ
ッ素除去率を達成することができる。第２充填塔４を１
塔又は２塔以上使用できる点及びスラリー沈澱槽等など
の他の方式による炭酸カルシウム接触方法を使用できる
点などの装置の機構、操作等は総て第１炭酸充填層と同
一である。
【００１０】本発明の対象となるフッ化アンモニウム含
有水としては、いわゆるバッファードフッ酸（フッ酸と
フッ化アンモニウム混合液）によるエッチング廃水の
他、任意のフッ化アンモニウム含有水が挙げられる。た
とえば、フッ酸によるエッチング廃水を炭酸カルシウム
充填塔に通水してフッ素をフッ化カルシウムとして固定
する方法において、共存酸による炭酸カルシウム充填材
の崩壊を防止するためにアンモニアを原水に添加する方
法を当発明者らは先に開発したが、このようにフッ酸含
有水にアンモニアを添加したような廃水も本発明の対象
となる。このアンモニア添加フッ酸廃水を本発明で適用
する場合、添加すべきアンモニアは後段において除去さ
れたアンモニアをそのまま利用することができ、好まし
い。
有水としては、いわゆるバッファードフッ酸（フッ酸と
フッ化アンモニウム混合液）によるエッチング廃水の
他、任意のフッ化アンモニウム含有水が挙げられる。た
とえば、フッ酸によるエッチング廃水を炭酸カルシウム
充填塔に通水してフッ素をフッ化カルシウムとして固定
する方法において、共存酸による炭酸カルシウム充填材
の崩壊を防止するためにアンモニアを原水に添加する方
法を当発明者らは先に開発したが、このようにフッ酸含
有水にアンモニアを添加したような廃水も本発明の対象
となる。このアンモニア添加フッ酸廃水を本発明で適用
する場合、添加すべきアンモニアは後段において除去さ
れたアンモニアをそのまま利用することができ、好まし
い。
【００１１】
【実施例】本発明を実施例によりさらに詳細に説明す
る。 実施例１ pH５.９で、フッ酸とフッ化アンモニウムを１０ｇ−Ｆ
／Ｌ含むエッチング廃液（ＮＨ４として９５００mg／
Ｌ）を原水として試験を行った。（Ｌはリットルであ
る）まず、この原水を内径３０mmのカラムに平均粒径
０.３２mmの炭酸カルシウム１００mlを充填した充填層
に空間速度２Ｌ／ｈｒで通水した。この結果、pH９.
３、フッ素含有量１８８０mg／Ｌ、懸濁物質５mｇ／Ｌ
以下の処理水が得られた。次にこの処理水を、処理水１
Ｌあたり空気を２Ｌ／分で２４時間曝気した後、上記と
同じ条件の別の第２カラムに通水した。この結果、pH
７.４、フッ素含有量９０mg／Ｌの処理水が得られた。
る。 実施例１ pH５.９で、フッ酸とフッ化アンモニウムを１０ｇ−Ｆ
／Ｌ含むエッチング廃液（ＮＨ４として９５００mg／
Ｌ）を原水として試験を行った。（Ｌはリットルであ
る）まず、この原水を内径３０mmのカラムに平均粒径
０.３２mmの炭酸カルシウム１００mlを充填した充填層
に空間速度２Ｌ／ｈｒで通水した。この結果、pH９.
３、フッ素含有量１８８０mg／Ｌ、懸濁物質５mｇ／Ｌ
以下の処理水が得られた。次にこの処理水を、処理水１
Ｌあたり空気を２Ｌ／分で２４時間曝気した後、上記と
同じ条件の別の第２カラムに通水した。この結果、pH
７.４、フッ素含有量９０mg／Ｌの処理水が得られた。
【００１２】比較例１ 上記実施例１において、第２カラム通水の前に処理水を
曝気しないで、同じ操作を行ったところ、pH７.５、フ
ッ素含有量７８０mg／Ｌの処理水が得られた。この例か
ら、アンモニアを除去するとフッ素除去率が著しく向上
することが分かる。
曝気しないで、同じ操作を行ったところ、pH７.５、フ
ッ素含有量７８０mg／Ｌの処理水が得られた。この例か
ら、アンモニアを除去するとフッ素除去率が著しく向上
することが分かる。
【００１３】
【発明の効果】本発明は、フッ化アンモニウム含有廃水
の炭酸カルシウム層によるフッ素除去工程において、フ
ッ素除去率を向上させる利点があり、本発明によってフ
ッ素含有排水に懸濁物質が流出すること及びフッ素除去
率の向上を同時に達成することができる。
の炭酸カルシウム層によるフッ素除去工程において、フ
ッ素除去率を向上させる利点があり、本発明によってフ
ッ素含有排水に懸濁物質が流出すること及びフッ素除去
率の向上を同時に達成することができる。
【００１４】
【図１】図１は本発明方法を実施する１態様のフローシ
ートの説明図である。
ートの説明図である。
【００１５】
１ 原水槽 ２ 第１炭酸カルシウム充填塔 ３ アンモニアストリッピング塔 ４ 第２炭酸カルシウム充填塔 ５ 配管 ６ ポンプ ７ 空気吹き込みブロア
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高土居 忠 東京都新宿区西新宿３丁目４番７号 栗 田工業株式会社内 (72)発明者 三木 正博 大阪府大阪市阿倍野区帝塚山一丁目23番 14−521 (72)発明者 福留 敏郎 大阪府南河内郡千早赤阪村大字小吹68− 335 (72)発明者 前野 又五郎 大阪府和泉市光明台２−42−６ (56)参考文献 特開 昭50−127872（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−85095（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C02F 1/58,1/20
Claims (2)
- 【請求項１】フッ化アンモニウム含有水を炭酸カルシウ
ム充填層に通水し、アンモニウムイオンを炭酸アンモニ
ウム塩又は重炭酸アンモニウム塩にして、処理水からア
ンモニアストリッピング塔によりアンモニウムイオンを
除去し、次いで再度炭酸カルシウム充填層に通水するこ
とを特徴とするフッ化アンモニウム含有水の処理方法。 - 【請求項２】フッ化アンモニウム含有水を第一炭酸カル
シウム充填塔に通水し、アンモニウムイオンを炭酸アン
モニウム塩又は重炭酸アンモニウム塩にして、処理水か
らアンモニアストリッピング塔によりアンモニウムイオ
ンを除去し、次いで第二炭酸カルシウム充填塔に通水す
ることを特徴とするフッ化アンモニウム含有水の処理方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12997492A JP3238745B2 (ja) | 1992-04-23 | 1992-04-23 | フッ化アンモニウム含有水の処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12997492A JP3238745B2 (ja) | 1992-04-23 | 1992-04-23 | フッ化アンモニウム含有水の処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05301092A JPH05301092A (ja) | 1993-11-16 |
| JP3238745B2 true JP3238745B2 (ja) | 2001-12-17 |
Family
ID=15023046
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12997492A Expired - Lifetime JP3238745B2 (ja) | 1992-04-23 | 1992-04-23 | フッ化アンモニウム含有水の処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3238745B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3192557B2 (ja) | 1994-08-26 | 2001-07-30 | シャープ株式会社 | 排水処理装置および排水処理方法 |
| KR100449417B1 (ko) * | 2002-09-12 | 2004-09-22 | 주식회사 세화엔스텍 | 불특정 혼합 폐수로부터 질소제거를 위한 복합처리 방법 |
| JP5276898B2 (ja) * | 2008-05-27 | 2013-08-28 | オルガノ株式会社 | フッ素およびアンモニアの回収装置ならびに回収方法 |
| JP4838826B2 (ja) * | 2008-05-27 | 2011-12-14 | オルガノ株式会社 | フッ素およびアンモニアの回収装置ならびに回収方法 |
| JP6750168B2 (ja) * | 2017-03-23 | 2020-09-02 | 株式会社Ｎｓｃ | エッチング廃液処理システムおよびエッチング廃液処理方法 |
| CN107365005B (zh) * | 2017-07-28 | 2019-12-03 | 盛隆资源再生（无锡）有限公司 | 一种硝酸型含氟含氨氮废水的处理方法 |
-
1992
- 1992-04-23 JP JP12997492A patent/JP3238745B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05301092A (ja) | 1993-11-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20010904 |
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