在线浓度测量 | 半导体工业废水回收与处理中的应用_密度传感器_半导体

在线浓度测量 | 半导体工业废水回收与处理中的应用

2021/9/3 9:26:15

半导体行业中废水中溶解氨的去除是通过氨与硫酸反应生成硫酸铵原理来进行的。结合测量的pH值进行在线密度测量，可以实时控制废水处理工艺，并保证维持立法限制。

半导体行业中使用的工艺化学品通常会含有诸如NH3，H2S或NOx之类的溶解气体，在释放到市政废水系统之前必须进行处理。对于氨水（NH3），废水排放标准必须低于一定限值。InGaN 芯片的 EPI 工艺在很大程度上污染了氨水。为了避免罚款，必须从废水中去除溶解的氨。由于NH3的高溶解度，因此不能像CO2或O2那样使用吹扫气 - 真空组合进行去除。现代水处理采用“膜接触”技术。

去除NH3的膜接触技术通过添加硫酸（H2SO4）起作用。H2SO4立即与废水中的氨反应生成硫酸铵（NH4）2SO4。氨与硫酸化学反应生成硫酸铵的方程式：

2NH3 + H2SO4 →（NH4）2SO4

NH3可以高效地从废水中去除，而添加化学药品不会额外污染废水。

图 1：跨膜化学吸附

如图1所示，废水不与硫酸直接接触。为了避免添加的化学物质混合，在废水和酸之间设置了膜。

带有氨的废水流过膜外部的壳侧。硫酸在管腔侧循环。氨穿过膜并与硫酸反应生成硫酸铵（NH4）2SO4，其在酸回路中积累。去除铵后，废水流入污水系统进行进一步处理。生成的硫酸铵将从液体中分离出来并出售作进一步处理。

控制硫酸铵负荷

通过增加硫酸铵，增加了液体的密度。在线密度传感器每秒测量一次当前密度。pH计可用于其他控制，如果H2SO4回路被硫酸铵饱和，则无法从废水中吸收额外的氨。因此，通常会实现一个2储罐系统（图 2）。当一个储罐运行时，另一个储罐处于等待（空闲）位置。在操作罐中达到一定的密度上限后，该工艺将切换到另一个罐。将已用完的饱和（NH4）2SO4浓度的容器倒空至40％的水平，然后添加新鲜的H2SO4。