TWI803039B - 廢水處理方法 - Google Patents
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Abstract
一種廢水處理方法，該廢水含有過氧化氫，包含以下步驟：(a) 將該廢水的pH值調整至10.5以上，以得到一鹼性廢水；及(b) 將一含有二氧化碳的氣體及該鹼性廢水分別引入一捕碳超重力裝置以進行氣液接觸，以使該氣體中的二氧化碳被該鹼性廢水吸收，因而降低該鹼性廢水中的過氧化氫含量，在該捕碳超重力裝置中，該含有二氧化碳的氣體與該鹼性廢水的體積流量比為13：1~1100：1。該廢水處理方法能夠有效降低廢水中的過氧化氫含量，無需消耗大量的催化劑或頻繁更換耗材。
Description
本發明是有關於一種廢水處理方法，特別是指一種利用含有二氧化碳的氣體及超重力裝置來進行的廢水處理方法。
在半導體製程中清洗晶圓時，常會使用含有氨氮(NH3-N)及過氧化氫(H2O2)[即氨-過氧化氫混合物(ammonium-hydrogen peroxide mixture,APM)]的清洗液，因而在使用後會產生大量的APM廢水。
處理含有過氧化氫的APM廢水通常是在其中添加活性碳或過氧化氫酶(catalase)等催化劑來加速過氧化氫分解，然而，由於一個半導體工廠所產生的APM廢水量可高達數百至數千CMD(m3/day)，因此需要消耗非常大量的催化劑或需要頻繁更換耗材。
因此，本發明之目的，即在提供一種廢水處理方法，可以克服上述先前技術的缺點。
於是，本發明含有過氧化氫(H2O2)的廢水處理方法包含以下步驟：(a)將該廢水的pH值調整至10.5以上，以得到一鹼性廢水；及
(b)將一含有二氧化碳的氣體及該鹼性廢水分別引入一捕碳超重力裝置以進行氣液接觸，以使該氣體中的二氧化碳被該鹼性廢水吸收，因而降低該鹼性廢水中的過氧化氫含量，在該捕碳超重力裝置中，該含有二氧化碳的氣體與該鹼性廢水的體積流量比為13：1~1100：1。
本發明之功效在於：該廢水處理方法能夠有效降低廢水中的過氧化氫含量，無需消耗大量的催化劑或頻繁更換耗材。
以下將就本發明內容進行詳細說明：
較佳地，該步驟(a)是將該廢水的pH值調整至11.0~13.5，以得到一鹼性廢水。
較佳地，在該步驟(b)中，該含有二氧化碳的氣體的二氧化碳濃度為0.4%~20.1%。更佳地，在該步驟(b)中，該含有二氧化碳的氣體的二氧化碳濃度為0.4%~4.5%。
較佳地，在該步驟(b)中，該含有二氧化碳的氣體與該鹼性廢水的體積流量比為13：1~600：1。
較佳地，該廢水還含有氨，本發明廢水處理方法還包含一步驟(b')：在該步驟(a)之後及在該步驟(b)之前，將一以空氣為主的氣體及該鹼性廢水分別引入一脫氨超重力裝置以進行氣液接觸，透過氣提降低該鹼性廢水中的氨氮含量，在該脫氨超重力裝置中，該以空氣為主的氣體與該鹼性廢水的體積流量比為500：1~6000：1。更佳地，在該步驟(b')中，在該脫氨超重力裝置中，該以空氣為主的氣體與該鹼性廢水的體積流量比為750：1~3500：1。
更佳地，本發明廢水處理方法還包含一步驟(c)：在該步驟(b)之後，將該鹼性廢水引入一緩衝槽進行靜置，以待該過氧化氫分解產生氧氣。
更佳地，本發明廢水處理方法還包含一步驟(d)：在該步驟(b)之後，將該鹼性廢水引入一逆滲透裝置，以得到一逆滲透水及一濃縮液。又更佳地，本發明廢水處理方法還包含一步驟(d')：在該步驟(b)之後及在該步驟(d)之前，將該鹼性廢水引入一催化劑槽以進一步去除該鹼性廢水中殘留的過氧化氫。
a~d:步驟
b':步驟
d':步驟
本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：〔圖1〕是本發明廢水處理方法的一第一實施例的流程圖；及〔圖2〕是本發明廢水處理方法的一第二實施例的流程圖。
本發明將就以下實施例來作進一步說明，但應瞭解的是，該等實施例僅為例示說明之用，而不應被解釋為本發明實施之限制。
參閱圖1，本發明廢水處理方法的一第一實施例的具體步驟如下：
(a)使用氫氧化鈉將一含有氨及過氧化氫(H2O2)的APM廢水的pH值調整至10.5以上，以得到一鹼性廢水。
(b)將一含有二氧化碳的氣體及該鹼性廢水分別引入一捕碳超重力裝置以進行氣液接觸，以使該氣體中的二氧化碳被該鹼性廢水吸收，因而降低該鹼性廢水中的過氧化氫含量。在本發明的具體實施例中，該捕碳超重力裝置包括一捕碳旋轉填充床，該捕碳旋轉填充床的轉速為900rpm。
(c)在該步驟(b)之後，將該鹼性廢水引入一緩衝槽進行靜置，以待該過氧化氫分解產生氧氣。
(d')在該步驟(c)之後，將該鹼性廢水引入一催化劑槽以進一步去除該鹼性廢水中殘留的過氧化氫。在本發明的具體實施例中，該催化劑槽中容置有活性碳。
(d)在該步驟(d')之後，將該鹼性廢水引入一逆滲透裝置，以得到一逆滲透水(約85%)及一濃縮液(約15%)。
<實施例1~8及比較例1~4>
在實施例1~8及比較例1~4中，引入該捕碳超重力裝置的氣體的二氧化碳濃度、鹼性廢水的pH值及過氧化氫濃度(Cin)分別如下表1所示。在該捕碳超重力裝置中，該含有二氧化碳的氣體的體積流量(QG)、該鹼性廢水的體積流量(QL)、該含有二氧化碳的氣體與該鹼性廢水的體積流量比(QG：QL)分別如下表1所示。
在實施例1~8及比較例1~4中，在該步驟(b)之後，該鹼性廢水的過氧化氫濃度(Cout)及過氧化氫去除率(η)分別如下表2所示。
由表2可以看出，實施例1~8的廢水處理方法的過氧化氫去除率皆明顯高於比較例1~4，顯示實施例1~8的廢水處理方法能夠有效降低廢水中的過氧化氫含量。
參閱圖2，本發明廢水處理方法的一第二實施例的具體步驟如下：
(a)使用氫氧化鈉將一含有氨及過氧化氫(H2O2)的APM廢水的pH值調整至10.5以上，以得到一鹼性廢水。
(b')在該步驟(a)之後，將一以空氣為主的氣體及該鹼性廢水分別引入一脫氨超重力裝置以進行氣液接觸，透過氣提降低該鹼性廢水中的氨氮含量。在本發明的具體實施例中，該脫氨超重力裝置包括一脫氨旋轉填充床，該脫氨旋轉填充床的轉速為900rpm。
(b)在該步驟(b')之後，將一含有二氧化碳的氣體及該鹼性廢水分別引入一捕碳超重力裝置以進行氣液接觸，以使該氣體中的二氧化碳被該鹼性廢水吸收，因而降低該鹼性廢水中的過氧化氫含量。在本發明的具體實施例中，該捕碳超重力裝置包括一捕碳旋轉填充床，該捕碳旋轉填充床的轉速為900rpm。
(c)在該步驟(b)之後，將該鹼性廢水引入一緩衝槽進行靜置，以待該過氧化氫分解產生氧氣。
(d')在該步驟(c)之後，將該鹼性廢水引入一催化劑槽以進一步去除該鹼性廢水中殘留的過氧化氫。在本發明的具體實施例中，該催化劑槽中容置有活性碳。
(d)在該步驟(d')之後，將該鹼性廢水引入一逆滲透裝置，以得到一逆滲透水(約85%)及一濃縮液(約15%)。
<實施例9~10及比較例5~6>
在實施例9~10及比較例5~6中，引入該脫氨超重力裝置的鹼性廢水的氨氮濃度(C' in)及pH值分別如下表3所示。在該脫氨超重力裝置中，該以空氣為主的氣體的體積流量(Q' G)、該鹼性廢水的體積流量(Q' L)、該以空氣為主的氣體與該鹼性廢水的體積流量比(Q' G：Q' L)分別如下表3所示。
【表3】
在實施例9~10及比較例5~6中，在該步驟(b')之後，該鹼性廢水的氨氮濃度(C' out)、氨氮去除率(η')、過氧化氫濃度(Cin)分別如下表4所示。
由表4可以看出，實施例9~10及比較例5~6的廢水處理方法能夠透過氣提降低廢水中的氨氮含量，其中實施例9~10的廢水處理方法的氨氮去除率(η')稍微高於比較例5~6的廢水處理方法。
在實施例9~10及比較例5~6中，引入該捕碳超重力裝置的氣體的二氧化碳濃度、鹼性廢水的pH值、過氧化氫濃度(Cin)分別如下表5所示。在該捕碳超重力裝置中，該含有二氧化碳的氣體的體積流量(QG)、該鹼性廢水的體積流量(QL)、該含有二氧化碳的氣體與該鹼性廢水的體積流量比(QG：QL)分別如下表5所示。
在實施例9~10及比較例5~6中，在該步驟(b)之後，該鹼性廢水的過氧化氫濃度(Cout)及過氧化氫去除率(η)分別如下表6所示。
由表6可以看出，實施例9~10的廢水處理方法的過氧化氫去除率皆明顯高於比較例5~6，顯示實施例9~10的廢水處理方法能夠有效降低廢水中的氨氮與過氧化氫含量。
可選擇地，可以串接多個該捕碳超重力裝置，使該鹼性廢水依序在各個捕碳超重力裝置中與含有二氧化碳的氣體進行氣液接觸。可選擇地，可以串接多個該脫氨超重力裝置，使該鹼性廢水依序在各個脫氨超重力裝置中與該以空氣為主的氣體進行氣液接觸。
綜上所述，本發明廢水處理方法藉由調整該廢水的pH值，並藉由將含有二氧化碳的氣體引入該捕碳超重力裝置與其接觸，能夠有效降低廢水中的過氧化氫含量，無需消耗大量的催化劑或頻繁更換耗材。本發明廢水處理方法還可以進一步藉由將以空氣為主的氣體引入該脫氨超重力裝置與其接觸，能夠進一步透過氣提降低廢水中的氨氮含量，故確實能達成本發明之目的。
惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
a~d···· 步驟
d′······ 步驟
Claims (8)
- 一種廢水處理方法，該廢水含有過氧化氫，該廢水處理方法包含以下步驟：(a)將該廢水的pH值調整至10.5以上，以得到一鹼性廢水；及(b)將一含有二氧化碳的氣體及該鹼性廢水分別引入一捕碳超重力裝置以進行氣液接觸，以使該氣體中的二氧化碳被該鹼性廢水吸收，因而降低該鹼性廢水中的過氧化氫含量，該含有二氧化碳的氣體的二氧化碳濃度為0.4%~4.5%，在該捕碳超重力裝置中，該含有二氧化碳的氣體與該鹼性廢水的體積流量比為13：1~1100：1。
- 如請求項1所述的廢水處理方法，其中，該步驟(a)是將該廢水的pH值調整至11.0~13.5，以得到一鹼性廢水。
- 如請求項1所述的廢水處理方法，其中，在該步驟(b)中，該含有二氧化碳的氣體與該鹼性廢水的體積流量比為13：1~600：1。
- 如請求項1所述的廢水處理方法，該廢水還含有氨，該廢水處理方法還包含一步驟(b')：(b')在該步驟(a)之後及在該步驟(b)之前，將一以空氣為主的氣體及該鹼性廢水分別引入一脫氨超重力裝置以進行氣液接觸，透過氣提降低該鹼性廢水中的氨氮含量，在該脫氨超重力裝置中，該以空氣為主的氣體與該鹼性廢水的體積流量比為500：1~6000：1。
- 如請求項4所述的廢水處理方法，其中，在該步驟(b')中，在該脫氨超重力裝置中，該以空氣為主的氣體與該鹼性廢水的體積流量比為750：1~3500：1。
- 如請求項1所述的廢水處理方法，還包含一步驟(c)：(c)在該步驟(b)之後，將該鹼性廢水引入一緩衝槽進行靜置，以待該過氧化氫分解產生氧氣。
- 如請求項1所述的廢水處理方法，還包含一步驟(d)：(d)在該步驟(b)之後，將該鹼性廢水引入一逆滲透裝置，以得到一逆滲透水及一濃縮液。
- 如請求項7所述的廢水處理方法，還包含一步驟(d')：(d')在該步驟(b)之後及在該步驟(d)之前，將該鹼性廢水引入一催化劑槽以進一步去除該鹼性廢水中殘留的過氧化氫。
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