(3.231.229.89) 您好!臺灣時間:2019/12/15 21:03
字體大小: 字級放大   字級縮小   預設字形  
回查詢結果

詳目顯示:::

我願授權國圖
本論文永久網址: 
line
研究生:蘇葉瀚
研究生(外文):Ye-Han Su
論文名稱:二氧化矽與氧化鋁廢水混合混凝處理之研究
指導教授:秦靜如秦靜如引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:國立中央大學
系所名稱:環境工程研究所在職專班
學門:工程學門
學類:環境工程學類
論文出版年:2019
畢業學年度:107
語文別:中文
論文頁數:81
中文關鍵詞:CMP研磨廢水二氧化矽氧化鋁空間障礙
外文關鍵詞:CMP wastewaterSilicaAluminum oxideSteric repulsion
相關次數:
  • 被引用被引用:0
  • 點閱點閱:9
  • 評分評分:系統版面圖檔系統版面圖檔系統版面圖檔系統版面圖檔系統版面圖檔
  • 下載下載:0
  • 收藏至我的研究室書目清單書目收藏:0
CMP(化學機械研磨)是半導體製造業的重要工藝。製程中所使用研磨液及後清洗液均會導致CMP研磨廢水濁度提高。CMP研磨顆粒屬奈米等級且具有較高介達電位,一般混凝沉澱效能不佳,因此著手研究二氧化矽與
氧化鋁廢水混合處理之特性與作用機制。
本研究以二氧化矽研磨液及氧化鋁研磨液稀釋200倍來模擬實廠排放廢水 透過不同混和比例:100%二氧化矽、70%二氧化矽+30%氧化鋁及50%二氧化矽+50%氧化鋁確認對混凝效果之影響。由實驗結果發現當廢水pH 為7時殘餘濁度最低,殘餘濁度隨著pH上升而增加。另外當廢水pH為7且PACl添加量為600ppm時,殘餘濁度會隨著氧化鋁濃度增加而增加,原因為氧化鋁研磨液本身濁度較高。
另外針對陽離子和陰離子助凝劑不同混合比例對於去除濁度、總懸浮固體、化學需氧量和粒徑分析的影響進行研究。由實驗結果發現陽離子和陰離子助凝劑加藥量絕大部分取決於二氧化矽與氧化鋁混合比例。當氧化鋁混合比例上升時,總懸浮固體較高,原因為氧化鋁顆粒粒徑大於玻璃纖維濾紙孔徑0.1μm及氧化鋁密度高於二氧化矽。
通常混合研磨廢水中含有較高濃度氧化鋁時會得到較高殘餘濁度,儘管二氧化矽與氧化鋁三種混合比例的去除效率相似。建議當廢水中存在兩種不同的CMP研磨顆粒時,70%二氧化矽+30% 氧化鋁可得到更好的混凝效果。
CMP(chemical mechanical polishing) is an important process in semiconductor industry. Both of polishing slurry and post cleaning result in high turbidity of CMP wastewater. CMP particles are in nano scale and have high zeta potentials, which are difficult to remove by coagulation and flocculation. In this study, chemical coagulation treatment of mixing silica and alumina oxide CMP wastewater was studied.
The wastewater was prepared by diluting silica and aluminum oxide (Al2O3) slurries to 200 times. Effects of mixing ratio on coagulation were examined by 100% silica, 70% silica and 30% Al2O3, and 50% silica and 50% Al2O3. It was found that the residual turbidity was the lowest when the solution pH was 7 and increased with increasing pH. Also, when the solution pH was 7 and PACl was 600 ppm, the residual turbidity increasing with increasing amount of Al2O3, which is because the Al2O3 slurry had much higher turbidity.
Effects of the mixing ratio of cationic and anionic polymers on the removal of turbidity, suspended solids (TSS), chemical oxygen demands (COD),and particle size distribution were also investigated. It was found that the dosing of cationic and anionic polymer was greatly dependent on the ratio of silica and Al2O3. The TSS was higher when there were more Al2O3 nanoparticles, which was because the particle size of Al2O3 was larger than the pore size of the filter (0.1 m) and the density of Al2O3 was higher than that of silica.
In general, higher ratio of Al2O3 leaded to higher residual turbidity though the removal efficiencies for three mixing ratio of silica and Al2O3 were similar. It is suggested that when there are two different CMP nanoparticles in wastewater, 70% silica and 30% Al2O3 would have better coagulation performance.
中文摘要I
英文摘要III
誌謝V
目 錄VI
圖目錄IX
表目錄XI

第一章 緣起與目的 1
1.1 研究緣起 1
1.2 研究目的 2
第二章 文獻回顧 4
2.1 化學機械研磨原理與研磨液種類介紹 4
2.1.1 化學機械研磨原理說明 4
2.1.2 研磨液種類介紹 5
2.2 CMP廢水處理說明 6
2.2.1 廢水中二氧化矽型態介紹 6
2.2.2 二氧化矽對水回收再利用之影響 6
2.2.3 二氧化矽去除技術 7
2.2.4 CMP廢水處理方法 9
2.3 混凝原理介紹 10
2.3.1 去穩定機制 10
2.3.2 壓縮電雙層 11
2.3.3 吸附及電性中和 11
2.3.4 沉澱掃曳 12
2.3.5 吸附及架橋作用 12
2.4 影響混凝作用之因素 13
2.4.1 pH及鹼度 13
2.4.2 廢水中鹽類 13
2.4.3 水中微粒之存在 14
2.4.4 攪拌之影響 14
2.4.5 混凝劑種類及劑量 14
2.5 助凝劑種類及劑量 17
2.6 助凝劑的凝集機制 20
第三章 研究方法 21
3.1 研究方法與內容 21
3.2 化學機械研磨廢水水質特性 23
3.3 實驗設備與實驗藥品 23
3.4 實驗流程 26
3.4.1 瓶杯試驗(Jar Test) 26
3.4.2 檢測分析方法 27
第四章 結果與討論 29
4.1 多元氯化鋁混凝處理不同混合濃度研磨廢水之評估 29
4.2 助凝劑混凝處理不同混合濃度研磨廢水之評估 41
4.3 不同混合濃度研磨廢水對COD處理之影響 47
4.4 不同混合濃度研磨廢水對總懸浮固體處理之影響 50
4.5 粒徑分析 52
4.6 膠羽之SEM分析 58
第五章 結論與建議 60
5.1 結論 60
5.2 建議 61
第六章 參考文獻 63
1.戴寶通,「化學機械研磨技術積體電路製造關鍵技術」,工業材料,Vol 37,pp.26-29(1996)。
2.蔣本基,「工業污染防治技術手冊」,經濟部(1990)。
3.張俊彥,「積體電路製程及設備技術手冊」,經濟部(1997)。
4.陳嘉平,「CMP技術及其在半導體製程上的應用」,化學技術,第7卷,第12期,pp.47-52(1997)。
5.楊叢印,「結合電過濾/電透析技術處理CMP廢水同步產製電解水之研究」,博士論文,國立中山大學環境工程研究所,(2003)。
6.江建志,「氧化鈰粉體之合成及其在化學機械研磨漿料之特性探討」,碩士論文,逢甲大學化學工程學系,(2003)。
7.賴建宏,「天然濁水混凝最適加藥量與顆粒表面介達電位之關係研究」,國立交通大學環境工程研究所,(2010)。
8.黃富昌、林平和、曹正文、吳宇蓁、張侑昌、蔡崇平、楊仁宏、陳德鴻、李昇雨、吳懿云,「工業區汙水處理廠對化學機械研磨廢水處理之成本效益評估」,台灣環境資源永續發展研討會,(2009)。
9.陳麗梅,「CMP氧化膜用研磨液」,化工技術,第5卷,第10期,pp.38-41(1997)。
10.王建榮、林必窕、林慶福等編譯,「半導體平坦化CMP技術」,(2000)。
11.蔡明蒔,「化學機械研磨後清洗技術簡介」,奈米通訊,第6卷,第1期,pp.6-7(1999)。
12.鄭建南,「化學機械研磨廢水相關處理技術」環保技術e報,第19期,p.3-4(2004)。
13.「水再生利用風險之研究」,經濟部水利署,(2001)。
14.王冬信,「電子業超純水循環系統」,化工技術雜誌,第2期,No.7,第52-61頁,(1994)。
15.余光昌、黃汝賢、姜樹成,「石灰-蘇打灰軟化法處理硬水之加藥量及化學汙泥產生量」,自來水會刊雜誌,第30期,第1-9頁(1989)。
16.呂維明、呂文芳,「過濾技術」,高立圖書。
17.周瑋珊,「過濾結合粉狀活性碳應用於自來水處理之研究」,(2000)。
18.長庚大學呂幸江副教授,超純水技術專,http://www.fansi.net/。
19.徐振勝、陳文宏,環工化學精要,淑馨出版社。
20.陳啟明,「NF薄膜程序應用於自來水淨水工程之探討」,國立屏東科技大學食品科學系碩士班碩士論文,(2004)。
21.陳靜生,水環境化學,曉園出版社有限公司,(1992)。
22.「新竹科學工業園區汙水處理廠放流水回收再利用技術評估計畫」,新竹科學工業園區管理局,(2002)。
23.楊金鐘、楊叢印,「結合電化學及薄膜技術處理暨回收晶圓廠化學機械研磨廢水」,高科技工業環保技術及安全衛生研討會論文集,(2001)。
24.經濟部水利署,節水季刊17期,http://www.wra.gov.tw/。
25.蔡信行,聚合物化學,文京圖書。
26.蔡騰龍,工業水處理,正文書局,(1998)。
27.呂嘉敏,「混凝程序去除高科技產業廢水中非晶形二氧化矽之特性研究」,碩士論文,朝陽科技大學環境工程與管理系,(2003)。
28.台北自來水事業處,「高殘餘濁度水處理技術探討」,研究報告,台北(1998)。
29.邱彥斌,「利用 Fe3O4磁性顆粒處理化學機械研磨廢水」,碩士論文,國立中央大學,(2009)。
30.劉雅瑄、駱尚廉、官文惠等,「高分子聚合物對淨水水質影響評估」,第19屆自來水研究發表會論文集,Nov.15,台北,pp.22-29(2002)。
31.翁韻雅,「以高分子凝集劑處理高殘餘濁度原水之研究」,碩士論文,國立成功大學環境工程學系,(2003)。
32.歐陽嶠輝,「下水道工程學」,長松文化興業股份有限公司,(2002)。
33.工業汙染防治技術手冊,「化學混凝處理單元設計與操作」,(1994)。
34.工業汙染防治技術手冊,「廢水處理常用化學藥劑手冊」,(1994)。
35.邱信菖,「攪拌系統中膠體顆粒凝絮機制與穩態分析」,碩士論文,國立中央大學,(2005)。
36.張晉,「水處理工程與設計上冊」,鼎茂圖書出版,(1996)。
37.蘇揚根,「奈米微氣泡浮除技術於半導體工業化學機械研磨廢水處理之應用」,碩士論文,國立交通大學,(2004)。
38.楊博丞,「ODOBEZ高壓浮除系統助凝劑加藥模式探討-以工業區綜合性廢水處理為例」,碩士論文,國立中央大學,(2012)。
39.廖昌郁,「以鋁鹽混凝劑處理二氧化矽顆粒廢水鋁型態分佈及轉化特性的影響」,碩士論文,國立交通大學,(2006)。
40.高肇藩,「給水工程 (衛生工程。自來水篇)」,編著者發行,台南,(1978)
41.DUNCAN J SHAW著,張有義、郭蘭生譯,膠體及界面化學入門,高立圖書。
42.Larry D. Benefield著,楊萬發譯,水及廢水處理化學,茂昌圖書。
43.Takashi Asano, D著,洪仁陽等譯,水回收再利用,國立編譯館,(2002)。
44.劉訓瑜,「化學機械研磨廢水混凝沉澱效能之評估」,碩士論文,國立交通大學,(2000)。
45.Wang,Y. Liu,C., Feng, M. S., and Tseng, W. T.,Exothermic reaction and temperature measurement for tungsten CMP technology and its application on endpoint detection,Materials Chemistry and Physics,Vol.52, pp.1125-1134(1998)
46.Olga,Burgos-Montes.,and Rodrigo Moreno,“Stability of concentrated suspensions of Al2O3–SiO2 measured by multiple light scattering”, Journal of the European Ceramic Society,29, 603–610,(2009)
47.J,H. Hsu and B,T. Liu,“Electrostatic Potential Distribution for Spheroidal Surfaces in Symmetric Electrolyte Solutions ”, Journal of Colloid and Interface Science, Vol.192,No.481(1997)
48.Dentel, S. K., Gucciardi, B. M., Bober, T. A. and Resta, J. J.,“Procedures Manual for Polymer Selection in Water Treatment Plants”,AWWARF,Denver, CO80235,(1989)
49.Grrgory, J., “Rates of Flocculation of Latex Particles by Cationic Polymer”Jour. of Colloid Interface Sciencn , Vol.42,pp.448,(1973)
50.Iler, R.K. “The Chemistry of Silica,”John Wiley and Sons,New York, N. Y.(1979)
51.Comb, L. F., “Silica – Slica Chemistry and Reverse Osmosis”, Ultrapure Water.(1996)
52.Amirtharagjah, A. snd O’Melia, C. R., “Chap 6:Coagulation and Flocculation”,Water Quality and Treatment. 5th,AWWA, pp. 6.1,(1990)
53.J. Gregory, “Effects of polymers on colloid stability,” in K. J. Ives (ed.), The SciientificBasis of Flocculation, Sijthoff and Noordhoff, The Netherlands,(1978)
連結至畢業學校之論文網頁點我開啟連結
註: 此連結為研究生畢業學校所提供,不一定有電子全文可供下載,若連結有誤,請點選上方之〝勘誤回報〞功能,我們會盡快修正,謝謝!
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
第一頁 上一頁 下一頁 最後一頁 top
系統版面圖檔 系統版面圖檔