JPH02222773A - ウエーハプロセス排水の処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体工業より排出されるウェーハプロセス排
水の処理方法に関する。

〔従来の技術〕

一般に、半導体工場の排水は、排水源より分類すると、
■ウェーハプロセス排水、■排ガス処理装置排水、■空
調設備排水、■超純水製造装置排水、■生活排水に分類
される。

これらの中で一番処理の難しいのがウェーハプロセス排
水で、この排水は水足が多く、フッ酸、塩酸、硝酸、リ
ン酸、酢酸、フッ化アンモニウム、過酸化水素などを含
んでいる。

ウェーハプロセス排水の処理方法としては、消石灰など
のアルカリ性カルシウム含有化合物を添加することによ
り、　ｐｉ（を中性域とし、フッ素を難溶性フッ化カル
シウムとして沈殿分離するか、あるいはアルカリ性のア
ルミニウム塩または、マグネシウム塩を添加することに
より、フッ素を吸着させて沈殿分離したのち上澄水を生
物処理し、排出する方法が一般的である。

しかしこれらの方法には、排水中に過酸化水素が存在す
ると、フッ素を沈殿分離する際、沈殿物と過酸化水素が
反応し、フロック中に気泡を抱き込み、沈殿分離に不具
合を生じるという問題点がある。

このような問題点を解消するため、酵素であるカタラー
ゼを使用して過酸化水素を分解する方法が提案されてい
る（特開昭６３−２７０５９５号）。この方法によれば
、ウェーハプロセス排水中に、アルカリ性カルシウム含
有化合物を添加して排水中のフッ素イオンをフッ化カル
シウムにした後、ＰＨ５〜９において、カタラーゼを添
加して過酸化水素を分解し、ついで固液分離してウェー
ハプロセス排水を処理している。

しかし、この方法の場合、排水中のＳＳ（懸濁固形物）
濃度が低いと、カタラーゼによる過酸化水素分解時に発
生する酸素のマイ、クロエアがフロックに付着してフロ
ックを浮上させ、沈殿分離に不具合が生じるという問題
点がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の目的は上記のような問題点を解決するため、排
水中のＳＳ濃度が低い場合でも、フロックが浮上するこ
となく、沈殿分離を容易に行うことができるウェーハプ
ロセス排水の処理方法を提案することである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、ウェーハプロセス排水中に、アルカリ性カル
シウム含有化合物を添加して排水中のフッ素イオンをフ
ッ化カルシウムにした後、ＰＨ５〜９において、カタラ
ーゼを添加して過酸化水素を分解し、ついで固液分離す
るウェーハプロセス排水の処理方法において、前記固液
分離により分離された汚泥を前記固液分離する前の排水
と混合することを特徴とするウェーハプロセス排水の処
理方法である。

本発明のウェーハプロセス排水の処理方法では。

排水中にアルカリ性カルシウム含有化合物を添加して排
水中のフッ素イオンをフッ化カルシウムとして沈殿除去
するが、沈殿の際不具合を生じさせる過酸化水素をカタ
ラーゼで分解し、さらにカタラーゼによる過酸化水素分
解の際に生じる酸素のフロックに対する影響を小さくす
るために、−旦固液分離した汚泥を固液分離する市の排
水と混合するものである。

本発明で使用するアルカリ性カルシウム含有化合物とし
ては、消石灰、生石灰などがあげられる。

本発明では過酸化水素の分解に、過酸化水素を特異的に
分解する酵素であるカタラーゼを使用するが、カタラー
ゼはフッ素イオンによりその作用が阻害されるので、ア
ルカリ性カルシウム含有化合物はカタラーゼを使用する
前に排水中に添加しておく必要がある。

アルカリ性カルシウム含有化合物の添加量は。

排水中のイオン濃度が目的とする濃度以下になるように
添加しなければならないが、少なくともカタラーゼの利
用に支障がないフッ素イオン濃度（一般には２０ｐｐｍ
）以下になるように添加するのが好ましい。

カタラーゼの添加量は５万ユニツトのカタラーゼの場合
、はぼつぎのとおりである。

排水中の過酸化水素濃度が１０〜１００ｍｇ／１２のと
きの添加量：５０ｍｇ／Ｑ、排水中の過酸化水素濃度が
１００〜２５０ｍｇ／Ｑのときの添加量：　１００ｍｇ
／４．　　排水中の過酸化水素濃度が２５０〜５００Ｉ
Ｉ１ｇ／Ｑのときの添加量：１５０ｍｇ／（１、排水中
の過酸化水素濃度が５００〜１．ＯＯＯ＋＋＋ｇ／１２
のときの添加ｉｔ　：　２００ｍｇ／　Ｑ、排水中の過
酸化水素濃度が１，０００〜５　、０００ｕ＋ｇ　／　
Ｑのときの添加量：３００Ｂ／１２、排水中の過酸化水
素濃度が５．０００−１０，０００ｍｇ／　Ｑのときの
添加量：　５００ｍｇ／Ｑ。

°カタラーゼ添加時のＰＨは５〜９．好ましくは７〜８
、また水温は０〜５０℃、好ましくは１０〜３０℃が好
ましい。このような条件においてカタラーゼの活性は高
くなる。ｐＨの調節は、例えば水酸化ナトリウム、水酸
化カリウム、塩酸、硫酸などを使用して行えばよい。

本発明では、固液分離に際して凝集処理を行うのが好ま
しい。ここで使用する凝集剤は排水中に分散しているフ
ッ化カルシウムを凝集できるもめであれば特に制限され
ず１例えばポリ塩化アルミニウム、硫酸アルミニウムな
どをあげることができる。凝集剤の添加量も特に限定さ
れないが、通常３００ｍｇ／１２以上添加する。　また
凝集剤とともに凝集助剤を添加するのが好ましく、例え
ばポリアクリルアミド、ポリアクリル酸ソーダ、ポリア
クリルアミド部分加水分解物などのノニオン性またはア
ニオン性高分子凝集助剤を適宜量使用すればよい、凝集
剤および凝集助剤はアルカリ性カルシウム含有化合物を
添加した後に添加する。

凝集処理を行う場合、カタラーゼは凝集剤添加の前後ま
たは同時の任意の時点で添加することができるが、凝集
剤添加と同時に添加するのが好ましい。

本発明では、固液分離により分離された汚泥を固液分離
する前の排水に返送して混合する。汚泥を混合する段階
はアルカリ性カルシウム含有化合物を添加した後から固
液分離する前の段階のどの段階で添加してもよいが、カ
タラーゼ添加前に添加するのが好ましい。また返送して
混合した汚泥が大きいフロックを形成するように添加す
るのが好ましく、アルカリ性カルシウム含有化合物を添
加後、凝集剤を添加し、続いてカタラーゼを添加する場
合、返送する汚泥は凝集剤を添加する凝集反応槽に添加
するのが好ましい。このように凝集反応槽に汚泥を添加
すると、返送中に破砕した汚泥が再び凝集剤により凝集
して大きなフロックを形成し、カタラーゼによる過酸化
水素分解時に発生する酸素のマイクロエアの影響を小さ
くすることができる。

返送する汚泥は、固液分離された汚泥をそのまま使用し
てもよいし、濃縮した汚泥を用いてもよい。返送量は凝
集過程におけるＳＳ濃度が２００ｍｇ／Ｑ以上になるよ
うにするのが好ましい。

このように固液分離により発生した汚泥を固液分離する
前の排水に返送して混合することにより凝集過程におけ
るフロックの絶対量が増えるので、フロック−個当りに
付着するカタラーゼ添加による過酸化水素分解時の酸素
ガスの量を少なくすることができる。このためフロック
の沈降速度が大きくなり、このフロックの浮上を抑制す
ることができる。

以下、本発明のウェーハプロセス排水の処理方法の具体
的な例を図を用いて説明する。

第１図は本発明に係るウェーハプロセス排水の処理方法
を示す系統図であり、１は排水処理装置、２は反応槽、
３は凝集反応槽、４はフロック化槽。

５は沈殿槽、６は汚泥濃縮槽を示す。処理しようとする
ウェーハプロセス排水（被処理排水）７を反応槽２に連
続的に供給し、撹拌機８ａで撹拌しながらアルカリ性カ
ルシウム含有化合物９を連続的に添加して反応させ、フ
ッ素イオンを水に不溶のフッ化カルシウムに転換してフ
ッ素イオンを除去、する。

次に、反応槽２からオーバーフローした流出水１０ａを
連続的に凝集反応槽３に導き、撹拌機８ｂで撹拌しなが
ら凝集剤１１とカタラーゼ１２を連続的に加えて過酸化
水素を分解するとともに、汚泥濃縮槽６の濃縮汚泥１３
の一部を返送汚泥１４として連続的に返送して混合しＳ
Ｓ濃度を調節する。

次に凝集反応槽３からオーバーフローした流出水Ｊｏｂ
を連続的にフロック化槽４に導き、撹拌機８ｃで撹拌し
ながら凝集助剤１５を連続的に添加してＳＳを凝集させ
る。

次にフロック化槽４からオーバーフローした流出水１０
ｃを連続的に沈殿槽５に導き固液分離する。

分離された上澄水１６は処理水パイプ１７を通して排出
し、沈殿した汚泥１８は汚泥移送パイプ１９を通して汚
泥濃縮槽６に導き濃縮する。濃縮された濃縮汚泥１３の
一部は前記のように返送汚泥１４として凝集反応槽３に
返送して混合する。

第１図では、ａ縮汚泥１３を返送汚泥１４として凝集反
応槽３に返送して混合しているが、フロック化槽４に返
送して混合してもよい。また汚泥濃縮槽６の濃縮汚泥１
３の代りに、沈殿槽５で沈殿した濃縮する前の汚泥１８
を返送して混合してもよい。

〔発明の効果〕

本発明によれば、ウェーハプロセス排水中に、アルカリ
性カルシウム含有化合物を添加して排水中のフッ素イオ
ンをフッ化カルシウムにした後。

ｐ］１５〜９において、カタラーゼを添加して過酸化水
素を分解し、ついで固液分離するウェーハプロセス排水
の処理方法において、前記固液分離により分離された汚
泥を前記固液分離する前の排水と混合するようにしたの
で、ＳＳ濃度が低いウェーハプロセス排水の場合でも、
カタラーゼによる過酸化水素分解時にフロックが浮上す
ることはなく、沈殿分離を容易に行うことができる。

〔実施例〕

以下に実験例、実施例を示して説明する。

実験例１ ウェーハプロセス排水（ｐＨ２，０，Ｈ，０□含有意２
００ｍｇ／４２）に水酸化カルシウムを添加して排水中
のフッ素イオンを水不溶性のフッ化カルシウムに変化さ
せ、ついで希薄硫酸水溶液を加えてｐＨを７に微調整し
たのち、所定濃度になるようにカタラーゼを添加し１機
械的に２０分間撹拌した。カタラーゼ添加前後の過酸化
水素濃度およびρ■を測定した。

結果を第１表に示す。

実施例１および比較例１ ウェーハプロセス排水（ｐＨ２，０、Ｈ２Ｏ２含有量１
１００ＩＩ／ｆｆ）に水酸化カルシウムを添加して排水
中のフッ素イオンを水不溶性のフッ化カルシウムに変化
させ、ついで希薄硫酸を加えてｐＨを７に微調整した。

次に汚泥濃縮槽よりサンプリングしたスラリー（２ｔｇ
ｔ／ｖ％）を所定量添加した。

次に５万ユニツトのカタラーゼを５０＋ａｇ／Ｑ添加し
、その後市販の１０重量％ポリ塩化アルミニウム水溶液
（ＰＡＣ）を３００ｍｇ、ｌ添加し、さらに市販のアニ
オン系凝集助剤を２ｍｇＩＱ添加した。

次にジャーテスト装置により１５０ｒｐｍで９０秒間。

その後５０ｒｐｍで８０秒間撹拌後、　フロックの沈降
速度および浮上の有無を確認した。なお、スラリー添加
前の排水中のＳＳ濃度は８０ｍｇ／Ｑであった。結果を
第２表に示す。

実施例２ 第１図に示すウェーハプロセスの排水処理装置１を使用
した。２０ｒｎ’容量の反応槽２にウェーハプロセス排
水を６０ｍ／ｈｒの割合で供給し、消石灰を５重量％水
性スラリーとして２ｒｎ’／ｈｒの割合で連続添加した
。２０耐容量の凝集反応ＷＩ３にｐＨが７〜８になるよ
うに１０重量％塩酸を、ポリ塩化アルミニウムの濃度が
４００ｍｇ、ｌになるように１０重量％ポリ塩化アルミ
ニウムを、また５万ユニツトカタラーゼを５０ｍｇ／Ｑ
の濃度になるようにそれぞれ連続添加した。さらに汚泥
濃縮槽６よりＳＳの濃度が１重量％の汚泥を１ｒｒｒ／
ｈｒの割合でポンプにより返送して混合した。２０ｒｒ
ｉ’容量のフロック化槽４に市販のアニオン系凝集助剤
クリフロックＰＡ３６２（栗田工業（株）１１２、登録
商標）を２　ｍｇ／（ｌの濃度になるように連続添加し
た。　この結果有効容積約１００耐の沈殿槽５では水面
へのフロックの浮上はなくなった。

なお、カタラーゼを添加する前の排水中の過酸化水素濃
度は約１５Ｏｎ＋ｇ／１２、　カタラーゼ添加後の凝集
反応槽３における濃度はＬｏｎｇ／１２以下であった。

また）ａツク化槽４におけるＳＳ濃度は約２００ｍｇ／
Ｑであった。

比較例２ 汚泥濃縮槽６の汚泥を返送して混合しない以外は実施例
２と同様に行った。その結果凝集反応槽３における過酸
化水素濃度は１０ｍｇ／１２以下となったが、沈殿槽５
の水面にフロックが浮上しキャリオーバーした。

なお、フロック化槽４におけるＳＳ濃度は５ｋｇ／Ｑで
あった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るウェーハプロセス排水の処理方法
の例を示す系統図である。 ２：反応槽、３：凝集反応槽、４：フロック化槽。 ５：沈殿槽、６：汚泥濃縮槽、７：被処理排水。 ９：アルカリ性カルシウム含有化合物、１１：凝集剤、
１２：カタラーゼ、１３：濃縮汚泥、１４：返送汚泥、
１５：！！集助剤。 代理人　弁理士　柳　原　　　成

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ウェーハプロセス排水中に、アルカリ性カルシウ
   ム含有化合物を添加して排水中のフッ素イオンをフッ化
   カルシウムにした後、ｐＨ５〜９において、カタラーゼ
   を添加して過酸化水素を分解し、ついで固液分離するウ
   ェーハプロセス排水の処理方法において、前記固液分離
   により分離された汚泥を前記固液分離する前の排水と混
   合することを特徴とするウェーハプロセス排水の処理方
   法。