一种低浓度含氟废水的处理方法技术

本发明专利技术提供一种低浓度含氟废水的处理方法，用于蚀刻废液处理工艺的后续处理，降低能耗费用的同时，回收得到高浓度的氟化氢铵溶液，提高资源利用效果，并降低排放水的的含氟量，保证环境安全；其包括以下步骤，将含氟处理废水通入预反应罐与回收氢氟酸溶液进行预处理，得到氟化氢铵溶液；然后通入微滤过滤器进行过滤，再采用电渗析装置进行两级电渗析处理，一级电渗析装置处理得到一级淡水和一级浓水，一级淡水进入淡水储罐，一级浓水经一级浓水罐进入二级电渗析装置处理得到二级淡水和二级浓水，二级淡水回用于一级电渗析装置，二级浓水进入浓水储罐。级浓水进入浓水储罐。级浓水进入浓水储罐。

【技术实现步骤摘要】
一种低浓度含氟废水的处理方法


[0001]本专利技术涉及工业废水处理
，具体为一种低浓度含氟废水的处理方法。

技术介绍

[0002]半导体刻蚀工艺产生的蚀刻废液主要含有氢氟酸和氟化铵，通过蒸发浓缩的废液处理工艺可得到氟化氢铵产品，从而实现资源的回收利用，然而，在蒸发浓缩过程中，蒸出的馏分会夹带一定量的氟及氨氮，导致经冷凝后形成的处理废水中含有质量分数大约为0.5～5%的氟化铵，即含氟量约为2500～26000mg/L、氨氮含量约为2300～25000mg/L，这种含氟处理废水若直接排放会造成环境污染，若回用于蒸发浓缩的废液处理工艺，则由于浓度较低导致能耗费用较高，且蒸发浓缩时会有雾沫夹带，因此再次蒸发浓缩的馏分仍然无法达到排放标准，影响环境安全。

技术实现思路

[0003]针对现有蚀刻废液蒸发浓缩处理工艺得到的处理废水含氟量不达标、直接排放导致环境污染，回用于废液处理工艺耗能较大的缺点，本专利技术提供了一种低浓度含氟废水的处理方法，用于蚀刻废液处理工艺的后续处理，降低能耗费用的同时，回收得到高浓度的氟化氢铵溶液，提高资源利用效果，并降低排放水的的含氟量，保证环境安全。
[0004]本专利技术采用如下技术方案：其特征在于，其包括以下步骤，S1：将氟化铵质量分数为0.5～5%的含氟处理废水通入预反应罐，加入质量分数为10～50%的回收氢氟酸溶液进行预处理，所述含氟处理废水与所述回收氢氟酸溶液的用量为所述氟化铵和氢氟酸的摩尔比1：1.05～1：1.2，常温常压下反应15～30分钟，得到氟化氢铵溶液；S2：然后通入微滤过滤器进行过滤，并控制所述氟化氢铵溶液通过所述微滤过滤器的压力为0.5mpa
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0.05mpa；得到氟化氢铵过滤液；S3：再采用电渗析装置进行两级电渗析处理，一级电渗析装置处理2h，得到一级淡水和一级浓水，所述一级浓水经一级浓水罐进入二级电渗析装置，所述一级淡水进入淡水储罐，所述二级电渗析装置处理1h，得到二级淡水和二级浓水，所述二级淡水回用于所述一级电渗析装置，所述二级浓水进入浓水储罐。
[0005]其进一步特征在于：S2中，过滤时， 使用增压泵控制所述压力；S2中，所述微滤过滤器采用聚四氟乙烯（PTFE）滤芯，膜孔径为10μm；S3中，所述电渗析装置的电渗析膜为均相膜；S3中，所述电渗析装置的电极为钛涂铱钽电极；S1中，所述预反应罐设有搅拌装置。
[0006]本专利技术的有益效果是：本方法用于蚀刻废液处理工艺的后续处理，工艺简单，不仅可避免次生危废或者产生二次污染，而且在降低能耗费用的同时，可回收得到较高浓度的
氟化氢铵溶液，回用于蚀刻废液处理工艺的蒸发系统、提高资源的利用效果，经本方法后还可降低排放水的的含氟量，使其符合排放标准，保证环境安全，或者用于其他处理工艺中的冲洗水、循环冷却水的用水点，提高资源利用率。
附图说明
[0007]图1为本专利技术的工艺流程图；图2为本专利技术的系统结构示意图；图3为一级/二级电渗析装置的结构示意图。
具体实施方式
[0008]下面结合应用例以及附图对本专利技术作进一步的说明：如图1～3所示，本专利技术提供一种低浓度含氟废水的处理方法，其包括以下步骤，S1：将存储于废水罐1中的氟化铵质量分数为0.5～5%的含氟处理废水通入预反应罐3，加入存储于回收酸罐2的质量分数为10～50%的回收氢氟酸溶液，优选的，回收氢氟酸溶液是自半导体行业的清洗废液中回收得到，采用回收氢氟酸溶液不仅可以降低成本，而且可以提高半导体行业清洗废液的回收利用效果；含氟处理废水与回收氢氟酸溶液的用量为氟化铵和氢氟酸的摩尔比1：1.05～1：1.2，在常温常压下反应15～30分钟，得到氟化氢铵溶液；预反应罐3设有搅拌装置，搅拌装置为搅拌桨301，可使氢氟酸与氟化铵充分反应，提高处理效果。
[0009]S2：然后通入微滤过滤器5进行过滤，并使用增压泵4控制氟化氢铵溶液通过微滤过滤器的压力为0.5mpa
±
0.05mpa，微滤过滤器4采用聚四氟乙烯（PTFE）滤芯，膜孔径为10μm，得到氟化氢铵过滤液；微滤过滤器可以去除不溶性杂质和大分子有机物，既可保护后续处理段电渗析装置的电渗析膜，防止膜孔堵塞，延长电渗析装置的使用寿命，还可提高处理废水的回收效果。
[0010]S3：再采用电渗析装置6、9进行两级电渗析处理，一级电渗析装置6处理2h，可使得到的一级浓水中氟化氢铵质量分数达到5%～8%，一级淡水的氟离子含量低于2mg/L、氨氮含量低于2mg/L，符合《城市污水再生利用工业用水水质标准（GB/T 19923
‑
2005）》中“回用于工艺水的氨氮小于等于10mg/L”以及《污水综合排放标准（GB 8978
‑
1996）》中“排放水氨氮浓度小于15 mg/L，氟离子浓度小于10mg/L”的排放标准，一级浓水经一级浓水罐8进入二级电渗析装置9，一级淡水进入淡水储罐7，可直接排放，保证环境安全，或者接入工业用水系统，例如用作反冲洗工艺中的冲洗水、循环冷却水以及氟化铵废水回收系统的工艺水等，提高资源利用效果；二级电渗析装置9处理1h，可使得到的二级浓水中氟化氢铵质量分数达到10%～22.3%，二级淡水回用于所述一级电渗析装置6，二级浓水进入浓水储罐10，二级浓水可回用于蚀刻废液处理工艺的蒸发系统，例如三效蒸发器中，采用两级电渗析逐步浓缩，即可保证浓缩效果，还可减轻单个电渗析装置的负荷，延长使用寿命、保证生产安全。
[0011]如图3所示，电渗析装置的电渗析膜为均相膜，均相膜具有良好的电化学性能，即低电阻和高渗透选择性，低电阻能够降低运行过程的电压，从而降低电渗析过程的运行能耗，高渗透选择性使得电渗析过程具有较高的运行效率；电渗析膜包括交错布置的阴离子交换膜和阳离子交换膜；电渗析装置的电极为钛涂铱钽电极，耐氟及耐腐蚀性能好，可延长
电极使用寿命，避免频繁更换电极，电极包括正电极12和负电极11。
[0012]经测算，处理一吨氟化铵质量分数为1%的含氟处理废水，得到氟化氢铵质量分数为12.5%的二级浓水，在浓缩阶段，通过本方法采用两级电渗析处理所需电量约为26.7kW
·
h，能耗费用约为30元，而若通过废液处理工艺的蒸发浓缩方式处理则需蒸汽约为200kg，能耗费用约为56元，从而本方法用于蚀刻废液处理工艺的后续处理，工艺简单，不仅可避免次生危废或者产生二次污染，而且在降低能耗费用的同时，可回收得到较高浓度的氟化氢铵溶液，回用于蚀刻废液处理工艺的蒸发系统，得到的一级淡水还可回用于工业用水系统，资源利用效果好。
[0013]实施例1：氟化铵质量分数为0.97%的含氟处理废水与质量分数为40%的回收氢氟酸溶液进行预处理，按照氟化铵和氢氟酸的摩尔比为1:1.05，即1t的含氟处理废水加入14kg的回收氢氟酸溶液，在预反应罐3中常温常压条件下反应15分钟，通入微滤过滤器5进行过滤，再进入一级电渗析装置6处理2h，得到的一级浓水中氟化氢铵质量分数为5.3%，以及氟离子含量为1.本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低浓度含氟废水的处理方法，其特征在于，其包括以下步骤，S1：将氟化铵质量分数为0.5～5%的含氟处理废水通入预反应罐，加入质量分数为10～50%的回收氢氟酸溶液进行预处理，所述含氟处理废水与所述回收氢氟酸溶液的用量为所述氟化铵和氢氟酸的摩尔比1：1.05～1：1.2，常温常压下反应15～30分钟，得到氟化氢铵溶液；S2：然后通入微滤过滤器进行过滤，并控制所述氟化氢铵溶液通过所述微滤过滤器的压力为0.5mpa
±
0.05mpa；得到氟化氢铵过滤液；S3：再采用电渗析装置进行两级电渗析处理，一级电渗析装置处理2h，得到一级淡水和一级浓水，所述一级浓水经一级浓水罐进入二级电渗析装置，所述一级淡水进入淡水储罐，所述二级电渗析装置处理1...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱立京，王堃，刘围，周漪雯，
申请(专利权)人：江苏电科环保有限公司，
类型：发明
国别省市：