[发明专利]含氟废液的回收处理方法及其设备

说明书

技术领域

本发明是有关于一种废液(waste liquid)的回收处理方法及其设备，且特别是有关于一种含氟(fluorine)废液的回收处理方法及其设备。

背景技术

随着气候变迁日益剧烈，全球各地发生涝灾与旱灾的机率也逐渐升高，进而导致越来越不容易有效地保存与利用人类生存所不可或缺的干净水资源。更重要的是，全球人口数量急速成长与工业科技的迅速发展，导致人类对于环境污染日益严重，更使得水资源的保存与利用问题越来越恶化。因此，如何能够有效地回收工业废水(industrial waste water)中的污染物质，以降低污染物质对于环境的污染，已逐渐成为世界各国政府亟待解决的问题之一。

举例来说，在半导体产业中，氟化氢(hydrofluoric acid，化学式为HF，俗称氢氟酸)因具有能够溶解硅晶圆(silicon wafer)的特性，因此经常会被用来对硅晶圆进行浸蚀、清洗与刻划标记等工艺。然而，若未能有效回收上述工艺废水中的氟化物，则排放至环境中的工艺废水将会对环境造成污染。特别是工艺废水中的氟化物若是在动植物体内持续累积，不仅可能会使植物生长受阻与农作物产量减少，更可能会影响动物体内对于钙质的代谢，进而导致骨头与牙齿发生异常性的钙化。因此，部分国家已经立法，或者是倾向于立法，来限制废水中的氟化物含量。

目前市场上通常是直接利用电透析(electro-deionization，EDI)法来回收废水中的氟化物。然而，这种做法必须使用到数量较多的电透析模块才能有效处理大量的废水，因此不仅回收成本会较高，回收效率也会较低。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种含氟废液的回收处理方法，以提高含氟废液的回收效率。

为了解决上述问题，本发明还提供了一种含氟废液的回收处理设备，以降低含氟废液的回收成本。

本发明提供一种含氟废液的回收处理方法，其包括下列步骤：首先，在一含氟废液中加入一碱性溶剂(alkaline solvent)，以形成一碱性废液(alkaline waste liquid)；接着，利用一逆渗透膜(reverse osmosis membrane，RO membrane)将碱性废液分离为一高浓度废液以及一低浓度废液；然后，再将高浓度废液分离为一含阴离子(anions)废液以及一含阳离子(cations)废液，以回收含阴离子废液。

在本发明的一实施例中，上述的含氟废液的成分还包含过氧化氢(hydrogen peroxide，化学式为H₂O₂，俗称双氧水)，并且在将碱性废液分离为高浓度废液以及低浓度废液之前，还包括利用一催化剂(catalyst)去除碱性废液中的过氧化氢。其中，催化剂可为活性碳(activated carbon fibers，ACF)、二氧化锰(manganese dioxide，化学式为MnO₂)或者是铁锰砂(manganese ore)。

在本发明的一实施例中，上述的高浓度废液是利用一电透析模块或者是一离子交换树脂(ion exchange resin)分离为含阴离子废液以及含阳离子废液。

本发明还提供一种含氟废液的回收处理设备，其包括一酸碱值调整槽(pH adjusting tank)、一逆渗透膜、一解离槽(ionization tank)以及一回收槽(collecting tank)，其中逆渗透膜配置于酸碱值调整槽与解离槽之间，并且回收槽连通于解离槽。酸碱值调整槽用以容纳一含氟废液，并且适于注入一碱性溶剂，以使含氟废液形成一碱性废液。逆渗透膜用以将碱性废液分离为一高浓度废液以及一低浓度废液。解离槽用以将高浓度废液分离为一含阴离子废液以及一含阳离子废液。回收槽用以回收含阴离子废液。

在本发明的一实施例中，上述的含氟废液的回收处理设备还包括容纳有一催化剂的一处理单元，而含氟废液的成分还包含过氧化氢，并且处理单元配置于酸碱值调整槽与逆渗透膜之间，用以利用催化剂去除碱性废液中的过氧化氢。其中，催化剂为活性碳、二氧化锰或者是铁锰砂。

在本发明的一实施例中，上述的解离槽中具有一电透析模块或者是一离子交换树脂，并且高浓度废液利用电透析模块或者是离子交换树脂分离为含阴离子废液以及含阳离子废液。

在本发明的一实施例中，上述的解离槽连通于酸碱值调整槽，用以将含阳离子废液当作碱性溶剂注入酸碱值调整槽中。