工業排水的處理方法和處理裝置的製作方法

2023-06-01 00:16:21

專利名稱：工業排水的處理方法和處理裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及從各種生產設備排出的工業排水的處理方法和處理裝置。
背景技術：
在各種工業中，從有限的水資源的節約和地球環境保全的觀點出發，正在積極地進行工業排水的回收。另外，根據生產中的產品使用了各種各樣的藥品，因此必須進行排水處理。例如，在半導體製造工廠中，為了半導體的蝕刻處理而使用大量的氫氟酸，含有氟尚子的工業排水被大量地排出。
含有氟離子的工業排水的處理，歷來進行的是以下方法，即，加入氯化鈣、氫氧化鈣、碳酸鈣、硫酸鈣等鈣鹽使排水中的氟離子不溶解，然後進行固液分離將氟從排水中除去。由於氟離子的排出標準值為8mg/L以下，所以各製造商實施不超過該標準值那樣的排水處理。在專利文獻I中，已公開如下含氟水的處理方法，即，在向含氟水中添加鈣鹽使氟形成氟化鈣而進行沉澱分離的方法中，特徵在於，基於該含氟水中的氟離子量和與鈣產生難溶性鹽的氟離子以外的離子量，設定上述鈣鹽的添加量。現有技術文獻專利文獻專利文獻I :日本特開2001 - 212574號公報

發明內容
發明要解決的課題如果能夠正確地把握工業排水中所含的氟離子等處理對象成分的濃度，則能夠使處理藥劑的使用量最適合化。例如，作為測定氟離子的測量儀器，有使用選擇性地透過氟離子的氟化鑭的離子電極方式的測量儀器。該測量儀器價格低、操作容易，被廣泛用於排水處理的監視，但容易受排水中的陰離子或金屬離子等共存成分的影響，很多時候實際的濃度和測量濃度產生乖離。只要是離子色譜法等精密分析，就能夠正確地測量處理對象成分的濃度，但測量需要時間和勞力，在處理對象成分的濃度發生變動的情況下，不能立即對應。因此，目前存在如下問題，即，以過剩地添加處理藥劑來滿足排水標準值的方式進行處理，處理藥劑的消耗成本和汙泥處理成本增加。因而，本發明的目的在於提供工業排水的處理方法和工業排水的處理裝置，能夠將處理藥劑的使用量控制在所需最小限，並且對處理對象成分可靠地進行處理，經濟地處理工業排水。用於解決課題的方法本發明提供一種工業排水的處理方法，對工業排水中所包括的處理對象成分用處理藥劑處理後進行排水，其特徵在於，包括測量上述工業排水中的上述處理對象成分的濃度的工序；取得對上述處理對象成分濃度的測量結果帶來影響的共存成分的濃度數據的工序；求得修正濃度的工序，上述修正濃度是基於上述共存成分的濃度對上述處理對象成分的測量濃度進行修正後的濃度；取得上述工業排水的流量和排水時間的數據的工序；基於上述處理對象成分的修正濃度和上述工業排水的流量及排水時間，計算出上述處理藥劑的添加量的工序；和按上述算出的添加量添加上述處理藥劑的工序。根據本發明的工業排水的處理方法，對工業排水中的處理對象成分的測量濃度，基於對該測量結果帶來影響的共存成分的濃度進行修正，基於其修正濃度和工業排水的流量及排水時間計算處理藥劑的添加量，按算出的添加量添加處理藥劑，由此將處理藥劑的使用量控制在所需最小限，並且能夠可靠地處理處理對象成分，能夠進行經濟的排水處理。優選本發明的工業排水的處理方法的取得上述共存成分的濃度數據的工序，是通過取得作為上述工業排水之源的水溶液的配合數據和/或上述共存成分的測量數據而完成的；取得上述工業排水的流量和排水時間的數據的工序，是通過取得產生上述工業排水 的生產工序的工藝數據而完成的。根據該方式，通過取得作為工業排水之源的水溶液的配合數據和/或共存成分的測量數據，對於容易變動的成分能夠根據測量數據而求得，對於不易變動的成分能夠由配合數據求得，所以能夠簡便迅速地求得共存成分的濃度。另外，通過取得產生工業排水的生產工序的工藝數據，能夠簡便迅速地求得工業排水的流量和排水時間。本發明的工業排水的處理方法的求得所述修正濃度的工序優選如下所述那樣完成，g卩，對每個共存成分預先求得修正率，對各共存成分的濃度乘以各自的修正率而計算出由該共存成分引起的誤差量，計算出由各共存成分引起的誤差量的總量，並根據該總量修正上述測量濃度。根據該方式，通過對每個共存成分預先求得修正率，能夠迅速地求得由共存成分引起的修正量。本發明的工業排水的處理方法，優選上述處理對象成分為氟離子，上述處理藥劑為鈣鹽。另外，本發明提供一種工業排水的處理裝置，對工業排水中所含的處理對象成分用處理藥劑處理後進行排水，其特徵在於包括處理對象成分濃度測量裝置，其測量上述工業排水中的上述處理對象成分的濃度；取得對上述處理對象成分濃度的測量結果帶來影響的共存成分的濃度數據的共存成分濃度數據取得機構；取得上述工業排水的流量和排水時間的數據的取得機構；向上述工業排水添加上述處理藥劑的處理藥劑添加機構；運算裝置，其基於上述共存成分的濃度修正上述處理對象成分的測量濃度，並且基於該修正後的濃度和上述工業排水的流量及排水時間，計算出上述處理藥劑的添加量；控制裝置，其接受來自上述運算裝置的信號，按上述計算出的添加量添加上述處理藥劑。優選本發明的工業排水的處理裝置的上述共存成分濃度數據取得機構，由作為上述工業排水之源的水溶液的配合資料庫和/或上述共存成分的測量裝置構成；取得上述工業排水的流量和排水時間的數據的取得機構，由產生上述工業排水的生產工序的工藝資料庫構成。優選本發明的工業排水的處理裝置，還具有對每個上述共存成分預先求得修正率的修正資料庫，上述運算裝置對各共存成分的濃度乘以從上述修正資料庫獲得的各自的修正率，計算出由該共存成分引起的誤差量，且計算出由各共存成分引起的誤差量的總量，根據該總量修正上述處理對象成分的測量濃度，由此獲得上述修正後的濃度。優選本發明的工業排水的處理裝置中，上述工業排水是在半導體製造工序的蝕刻處理中產生的、含有氟離子的排水，上述處理藥劑為鈣鹽，上述處理對象成分濃度測量裝置是使用了選擇性地透過氟離子的氟化鑭的離子電極方式的簡易型氟化物離子濃度計。發明效果根據本發明，對工業排水中的處理對象成分的測量濃度，基於對該測量結果帶來影響的共存成分的濃度進行修正，且基於其修正濃度和工業排水的流量及排水時間，計算出處理藥劑的添加量，按計算出的添加量添加處理藥劑，由此將處理藥劑的使用量控制在所需最小限，並且能夠可靠地處理處理對象成分，能夠進行經濟的排水處理。



圖I是本發明的工業排水的處理裝置的概略結構圖； 圖2是相同排水處理裝置中的運算裝置的流程圖；符號說明I半導體製造設備3原水水箱4沉澱槽5鈣鹽箱6凝聚劑箱11工藝數據信號發送器12氟離子濃度計20運算裝置21氟離子渡度計算部22處理藥劑添加量計算部30控制裝置LI L4 配管P1、P2 泵
具體實施例方式下面，參照附圖對本發明的工業排水的處理裝置的實施方式進行說明。但是，這些例子不限定本發明的範圍。在圖1、2中，表示適用於在半導體製造設備I的半導體製造工序的蝕刻處理中產生的、含有氟離子的工業排水的處理的一實施方式。因此，在本實施方式中，氟離子相當於本發明中的處理對象成分。另外，作為工業排水，不限定於從半導體製造設備排出的排水，而且還能夠適用於從例如液晶製造、太陽能電池製造、金屬表面加工等生產設備排出的工業排水的處理。如圖I所示，該工業排水處理裝置被適用於半導體製造設備I的排水處理。半導體製造設備I進行蝕刻處理工序和洗淨處理工序，含氟離子的工業排水通過配管LI流出到裝置外。在半導體製造設備I設置有存儲有原料和洗淨液的配合組成等的配合資料庫10。另外，設置有發送該設備中的工藝數據信號的工藝數據信號發送器U。作為該工藝數據信號，例如能夠舉出產生排水的各處理的處理時間(開始時間、結束時間等)、通過各處理而產生的排水時間(開始時間、結束時間等)、通過各處理而產生的排水量等。配管LI設置有氟離子濃度計12，且連結於原水水箱3。在本實施方式中，氟離子濃度計12相當於本發明中的處理對象成分濃度測量裝置。作為氟離子濃度計，只要是能夠連續地進行測量的濃度計即可，能夠使用目前在排水處理中通常使用的濃度計。例如，使用了選擇性地透過氟離子的氟化鑭的離子電極方式的簡易型氟化物離子濃度計，由於其便宜且操作性良好，所以能夠優選使用。配管L2自原水水箱3延伸與沉澱槽4連接。鈣鹽箱5內的鈣鹽經由泵Pl流入配管L2。通過接受來自運算裝置20的信號、利用控制裝置30控制泵Pl來調節鈣鹽的添加量， 使得鈣鹽的添加量成為由運算裝置20算出的添加量。作為鈣鹽，使用氯化鈣、氫氧化鈣、碳酸鈣、硫酸鈣等。在本實施方式中，鈣鹽相當於本發明中的處理藥劑。凝聚劑箱6內的凝聚劑經由泵P2流入沉澱槽4中。作為凝聚劑，能夠舉出聚氯鋁等。在沉澱槽4的底部設有配管L3，沉澱在底部的汙泥通過配管L3被排出到系統外。另夕卜，在沉澱槽4的上部側壁設有配管L4，上部澄清的水被排放到下水(下水道)。接著，舉出使用上述的處理裝置對在半導體製造設備I的半導體製造工序的蝕刻處理中產生的、含有氟離子的工業排水進行處理的情況為例，對本發明的工業排水的處理方法的一實施方式進行說明。使從半導體製造設備I排出的工業排水通過配管LI暫時地貯存在原水水箱內。用氟離子濃度計12測量流過配管LI的工業排水的氟離子濃度，輸入運算裝置20。另外，將半導體製造設備I的工藝數據信號，從工藝數據信號發送器11輸入運算裝置20。另外，從配合資料庫10取得對氟離子濃度計12的氟離子濃度的測量結果帶來影響的共存成分的濃度數據，輸入運算裝置20。作為共存成分的濃度數據，除配合資料庫10以外，也可以使用取出從半導體製造設備I排出的工業排水的一部分並進行分析後的測量值。另外認為，如果在生產工序中使用的原料和洗淨液被確定，則共存成分的濃度數據大體上就不會變動，因此不需要每次進行工業排水的分析，僅在有使用原料的變更或產品變更的情況下進行測量即可。進而，作為共存成分的濃度數據，僅僅一部分的共存成分使用對工業排水進行分析後的測量值，關於其他成分也可以使用配合資料庫10的值。貯存在原水水箱3的工業排水被從配管L2抽出，添加鈣鹽並輸送到沉澱槽4。接受來自運算裝置20的信號，通過利用控制裝置30控制泵Pl來調節鈣鹽的添加量，使得鈣鹽的添加量成為由運算裝置20算出的添加量。下面，對在運算裝置20進行的鈣鹽的添加量的計算處理，參照圖2進行說明。該運算裝置20具備氟離子濃度計算部21和處理藥劑添加量計算部22。在氟離子濃度算出部21，參照對每個共存成分預先求出了修正率的修正資料庫，將各共存成分的濃度乘以各自的修正率計算誤差量，將由各共存成分引起的誤差量的總量和氟離子濃度計12的測量值進行合計，計算被修正後的氟離子濃度，即計算推測的真的氟離子濃度。S卩，進行下式(I)、(2)的運算，計算推測的真的氟離子濃度。(各共存成分引起的誤差量的總量)=(成分A1的濃度X成分A1的修正率)+(成分A2的濃度X成分A2的修正率)……+ (成分An的濃度X成分An的修正率)……(I)(真的氟離子濃度)=(氟離子濃度計11的測量值)+(各共存成分引起的誤差量的總量)......(2)在此，修正資料庫的修正率，根據共存的成分的濃度Xi，在以氟離子濃度計12的測量受到真的氟離子濃度影響的值(真的濃度一測量值)為Xf時，能夠用Xf/Xi求得。例如，簡易型氟化物離子傳感器(東亞DKK制)的鈣離子、鎂離子、鋁離子、鐵離子、磷酸離子、硫酸離子、硝酸離子的修正率，為表I所示的值。表I
權利要求
1.一種工業排水的處理方法,對工業排水中所包含的處理對象成分用處理藥劑處理後進行排水，其特徵在於，包括 測量所述工業排水中的所述處理對象成分的濃度的工序； 取得對所述處理對象成分濃度的測量結果帶來影響的共存成分的濃度數據的工序；求得修正濃度的工序，所述修正濃度是基於所述共存成分的濃度對所述處理對象成分的測量濃度進行修正後的濃度； 取得所述工業排水的流量和排水時間的數據的工序； 基於所述處理對象成分的修正濃度和所述工業排水的流量及排水時間，計算出所述處理藥劑的添加量的工序；和 按所述計算出的添加量添加所述處理藥劑的工序。
2.如權利要求I所述的工業排水的處理方法，其特徵在於 取得所述共存成分的濃度數據的工序，是通過取得作為所述工業排水之源的水溶液的配合數據和/或所述共存成分的測量數據而完成的，取得所述工業排水的流量和排水時間的數據的工序，是通過取得產生所述工業排水的生產工序的工藝數據而完成的。
3.如權利要求I或2所述的工業排水的處理方法，其特徵在於 求得所述修正濃度的工序是如下完成的，即，對每個共存成分預先求得修正率，對各共存成分的濃度乘以各自的修正率而計算出由該共存成分引起的誤差量，計算出由各共存成分引起的誤差量的總量，並根據該總量來修正所述測量濃度。
4.如權利要求I 3中任一項所述的工業排水的處理方法，其特徵在於 所述處理對象成分為氟離子，所述處理藥劑為鈣鹽。
5.一種工業排水的處理裝置，對工業排水中所包含的處理對象成分用處理藥劑處理後進行排水，其特徵在於，包括 處理對象成分濃度測量裝置，其測量所述工業排水中的所述處理對象成分的濃度；取得對所述處理對象成分濃度的測量結果帶來影響的共存成分的濃度數據的共存成分濃度數據取得機構； 取得所述工業排水的流量和排水時間的數據的取得機構； 向所述工業排水添加所述處理藥劑的處理藥劑添加機構； 運算裝置，其基於所述共存成分的濃度修正所述處理對象成分的測量濃度，並且基於該修正後的濃度和所述工業排水的流量及排水時間，計算出所述處理藥劑的添加量；和控制裝置，其接受來自該運算裝置的信號，按所述計算出的添加量添加所述處理藥劑。
6.如權利要求5所述的工業排水的處理裝置，其特徵在於 所述共存成分濃度數據取得機構，由作為所述工業排水之源的水溶液的配合資料庫和/或所述共存成分的測量裝置構成，取得所述工業排水的流量和排水時間的數據的取得機構，由產生所述工業排水的生產工序的工藝資料庫構成。
7.如權利要求5或6所述的工業排水的處理裝置，其特徵在於 還具有對每個所述共存成分預先求得修正率的修正資料庫，所述運算裝置，對各共存成分的濃度乘以從所述修正資料庫獲得的各自的修正率，計算出由該共存成分引起的誤差量，且計算出由各共存成分引起的誤差量的總量，並根據該總量來修正所述處理對象成分的測量濃度，由此獲得所述修正後的濃度。
8.如權利要求5 7中任一項所述的工業排水的處理裝置，其特徵在於 所述工業排水是在半導體製造工序的蝕刻處理中產生的、含有氟離子的排水，所述處理藥劑為鈣鹽，所述處理對象成分濃度測量裝置是使用了選擇性地透過氟離子的氟化鑭的離子電極方式的簡易型氟化物離子濃度計。
全文摘要
本發明提供將處理藥劑的使用量控制在所需最小限、且可靠地處理處理對象成分而能經濟地處理工業排水的工業排水的處理方法和處理裝置。使用如下處理裝置進行排水處理，該處理裝置包括測量工業排水中的處理對象成分的濃度的處理對象成分濃度測量裝置；取得對處理對象成分濃度的測量結果帶來影響的共存成分的濃度數據的共存成分濃度數據取得機構；取得工業排水流量和排水時間的數據的取得機構；向工業排水添加處理藥劑的處理藥劑添加機構；運算裝置，基於共存成分的濃度修正處理對象成分的測量濃度，基於該修正後的濃度和工業排水流量及排水時間計算出處理藥劑的添加量；控制裝置，接受來自運算裝置的信號按上述計算出的添加量添加處理藥劑。
文檔編號C02F1/58GK102815774SQ201210183950
公開日2012年12月12日 申請日期2012年6月5日 優先權日2011年6月7日
發明者田口和之, 中田榮壽 申請人:富士電機株式會社