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在線濃度測量 | 半導(dǎo)體工業(yè)廢水回收與處理中的應(yīng)用

在線濃度測量 | 半導(dǎo)體工業(yè)廢水回收與處理中的應(yīng)用
安東帕  2021-08-13  |  閱讀:885



半導(dǎo)體行業(yè)中廢水中溶解氨的去除是通過氨與硫酸反應(yīng)生成硫酸銨原理來進(jìn)行的。結(jié)合測量的pH值進(jìn)行在線密度測量,,可以實(shí)時控制廢水處理工藝,并保證維持立法限制,。

半導(dǎo)體行業(yè)中使用的工藝化學(xué)品通常會含有諸如NH3,,H2S或NOx之類的溶解氣體,在釋放到市政廢水系統(tǒng)之前必須進(jìn)行處理,。對于氨水(NH3),,廢水排放標(biāo)準(zhǔn)必須低于一定限值。InGaN 芯片的 EPI 工藝在很大程度上污染了氨水,。為了避免罰款,,必須從廢水中去除溶解的氨。由于NH3的高溶解度,,因此不能像CO2或O2那樣使用吹掃氣 - 真空組合進(jìn)行去除?,F(xiàn)代水處理采用“膜接觸”技術(shù)。 

去除NH3的膜接觸技術(shù)通過添加硫酸(H2SO4)起作用,。H2SO4立即與廢水中的氨反應(yīng)生成硫酸銨(NH42SO4,。氨與硫酸化學(xué)反應(yīng)生成硫酸銨的方程式:

2NH3 + H2SO4 →(NH42SO4

NH3可以高效地從廢水中去除,而添加化學(xué)藥品不會額外污染廢水,。

圖 1:跨膜化學(xué)吸附 

如圖1所示,,廢水不與硫酸直接接觸。為了避免添加的化學(xué)物質(zhì)混合,,在廢水和酸之間設(shè)置了膜,。

帶有氨的廢水流過膜外部的殼側(cè)。硫酸在管腔側(cè)循環(huán),。氨穿過膜并與硫酸反應(yīng)生成硫酸銨(NH42SO4,,其在酸回路中積累。去除銨后,,廢水流入污水系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步處理,。生成的硫酸銨將從液體中分離出來并出售作進(jìn)一步處理。

控制硫酸銨負(fù)荷 

通過增加硫酸銨,,增加了液體的密度,。在線密度傳感器每秒測量一次當(dāng)前密度。pH計(jì)可用于其他控制,,如果H2SO4回路被硫酸銨飽和,,則無法從廢水中吸收額外的氨。因此,,通常會實(shí)現(xiàn)一個2儲罐系統(tǒng)(圖 2),。當(dāng)一個儲罐運(yùn)行時,,另一個儲罐處于等待(空閑)位置。在操作罐中達(dá)到一定的密度上限后,,該工藝將切換到另一個罐,。將已用完的飽和(NH42SO4濃度的容器倒空至40%的水平,然后添加新鮮的H2SO4,。 

圖 2:將廢水中的氨減少到法定限值 

用于工藝控制的在線密度傳感器L-Dens 7400版本TAN,。鉭在所有溫度和濃度下均耐硫酸和硫酸銨。

應(yīng)用場合和優(yōu)勢 

如果從廢水中去除氨氣足夠有效,,則會立即顯示密度測量值與pH值測量值,。如果由于某種原因硫酸濃度太低(pH 計(jì))或硫酸銨濃度太高(濃度傳感器),則可以將用完的操作罐切換為準(zhǔn)備好的閑置罐,。由于被測液體由3種成分組成,,因此不能僅使用密度測量來進(jìn)行單個物質(zhì)的濃度測量。

通過經(jīng)驗(yàn)和密度知識,,可以確定膜脫氣機(jī)的活性,。

測量范圍/精度:

表:使用TAN L-Dens 7400的(NH42SO4測量范圍和精度 

傳感器和二次表

過程密度傳感器 L-Dens 7400

TAN版本在線密度傳感器L-Dens 7400與Anton Paar的Pico 3000變送器結(jié)合使用。 

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