반도체 불산폐수의 처리 및 공정 내 재이용 가능성 연구 :A study on the Treatment of Hydrofluoric Acid Wastewater from Semiconductor Manufacturing Process and the Possibility of Reuse

이수정

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자료유형: 학위논문

저자정보: 이수정 (서울시립대학교, 서울시립대학교 일반대학원)

지도교수: 한인섭

발행연도: 2019

저작권: 서울시립대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

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이 논문의 연구 히스토리 (2)

2022

반도체 불산폐수의 처리 및 공정 내 재이용 가능성 연구

이수정 , 한인섭 대한환경공학회지 2022.06 학술저널

2019

반도체 불산폐수의 처리 및 공정 내 재이용 가능성 연구

이수정 환경공학과 2019.01 학위논문

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세계적으로 인구증가, 도시화, 산업발전, 이상기후 등에 따른 물 수요의 증가에 따라 이에 대한 수자원의 확보가 필요한 실정이다. 우리나라는 여름철 집중강우와 봄철의 극심한 가뭄으로 인해 계절별 사용가능한 수자원의 차이가 큰 물 스트레스국이다. 따라서 대체 수자원의 확보를 통해 강수량에 의존했던 기존 취수방식을 벗어나 안정적인 원수 공급이 필요한 실정이다. 최근에는 하·폐수를 처리 후 방류하는 것이 아닌 재이용하는 것으로 많은 연구가 이루어지고 있다.
국내 산업폐수 배출량은 매년 증가하는 추세이며 이 중 전자폐수는 2016년 기준 총 폐수발생량 734,000 ㎥/day, 총 폐수배출량 676,000 ㎥/day로 산업업종 중 폐수발생량 및 배출량이 1위로 가장 많다.
본 연구는 반도체 생산공정에서 발생하는 불산폐수에 대하여 불소침전 및 UF, RO 막여과 공정을 적용하여 처리하고, 그 처리수에 대하여 공정 내 재이용 가능성 여부를 판단하고자 하였다.
Ca(OH)2와 PAC를 이용하여 2단 불소침전을 선행하고, UF, RO 막여과를 통하여 콜로이드 입자 및 기타 금속이온 등을 제거하여 각 수요처별 재이용 수질기준 만족여부를 판단하였다. 불소침전 실험결과 불소 농도는 초기농도 144 mg/L에서 약 9.70 mg/L로 감소하였으며 방류수 수질기준을 충분히 만족하였다. UF 여과의 경우 수질에 큰 변화는 발견되지 않았으나 일부 콜로이드 물질의 제거로 인한 탁도의 감소가 확인되었다. 또한 RO 여과를 통해 기타 금속이온이 재이용처 수질기준 이하로 제거되어 공정수로 사용가능함을 확인할 수 있었다.
본 연구를 통하여 반도체 생산공정에서 발생하는 불소폐수를 기존의 복잡한 처리방식을 거치지 않고 침전 및 막여과방식을 이용하여 재이용할 수 있음을 확인하였으며 향후 이 처리공정을 통하여 공정 내 재이용수 확보가 가능한 것으로 평가할 수 있었다.

As demand for water increases around the world due to population growth, urbanization, industrial development, abnormal climate, etc, securing water resources has emerged as an important issue. Korea is classified as a country that is stressed by water shortage with a large difference in seasonally available water resources due to localized heavy rain in summer and extreme drought in spring. Accordingly, The ways to supply raw water steadily should be sought away from the existing water intake system which relied on precipitation through securing alternative water resources. Recently, a lot of researches have been conducted to reuse sewage and wastewater rather than discharge them after treatment.
Industrial wastewater discharge in Korea are increasing every year and among them, the amount and discharge of electronic wastewater are the top in the industry; in 2016, the total amount of wastewater generated was 734,000 ㎥/day, the total discharge of 676,000 ㎥/day.
By eliminating F- and other ions through precipitation of F- and UF, RO membrane filtration using the Hydrofluoric acid wastewater generated from the semiconductor production processes, this study aimed to investigate the possibility of the reclaimed wastewater in the processes.
For the experiment, first, the 2-stage precipitation of F- was done using Ca(OH)2 and PAC and it aimed to judge whether the water quality standards for reuse by scrubber, cooling tower were satisfied by eliminating colloidal particles and other metal ions through the UF, RO membrane filtration. As a result of the F- precipitation experiment, F- concentration was reduced to about 9.70 mg/L and satisfied the effluent standard sufficiently. For the UF filtration, no significant change in water quality was observed, however, a decrease in turbidity due to removal of some colloidal materials was observed. In addition, it also turned out to be used as process water by eliminating other metal ions below the water quality standard of scrubber, cooling tower through the RO filtration.
This study found that the Hydrofluoric acid wastewater generated from the semiconductor production processes can be reused by precipitation and filtration methods without going through the existing complicated treatment methods. In the future, through such treatment procedures, it is expected to be able to secure the reclaimed wastewater in the process.

#불소 #UF #RO #Ca(OH)2 침전 #PAC #Membrane #폐수 재이용

1. 서 론 1
2. 연구 배경 3
2.1 반도체 폐수 3
2.2 불산폐수의 처리 6
2.3 막여과 10
3. 연구 방법 16
3.1 재이용수 요구수질 16
3.2 수질분석 17
3.3 불소침전 실험방법 19
3.4 막여과 실험방법 24
4. 결과 및 고찰 28
4.1 불산폐수의 침전 처리수 수질 30
4.2 막여과 처리수의 수질 50
5. 결 론 64
References 66
Abstract 70

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