第三章 實驗材料設備與方法
3.3 實驗項目及步驟
本實驗主要是要探討SO42-及PO43-對F-競爭鈣鹽的影響，實驗分幾 部分來做探討，第一部份採集某晶圓製造廠之8 吋及 12 吋廢水處理設 施的含氟廢水，分別分析廢水中F-、SO42-及PO43-的濃度，並以其平均 值來作為後續實驗廢水的濃度基準；並針對12 吋晶圓廠內使用氫氟酸 或混酸的生產機台排水進行採樣，以瞭解晶圓製造過程中排水之特性。
第二部分主要是討論在有硫酸根離子及磷酸根離子存在的狀況 下，欲達到氟離子正常排放標準所需添加之鈣氟比及原水pH 條件，並 探討硫酸根、磷酸根與氟離子競爭鈣鹽的關係。
第三部分主要是以第二部分所得之經濟操作參數，改變氯化鈣的加 入時間，來探討不同時間長短加入相同氯化鈣劑量對去除 F-、SO4
2-及 PO43-之探討；及加入氯化鈣後是否調整廢水之pH 維持廢水之酸鹼度，
來探討反應槽pH 對去除效果之影響。
並藉由各沈澱物種之過飽和度指數大小來判斷其沈澱物形成之趨 勢為何。
3.3.1 8 吋及 12 吋晶圓廠含氟廢水水質特性分析比較
分別採取某晶圓廠中8 吋及 12 吋含氟廢水儲槽之廢水，並分析廢 水中 F-、SO42-及 PO43-的濃度，比較 8 吋及 12 吋含氟廢水的特性，所 佔陰離子濃度的比例。
藉由 24 小時自動連續採樣器進行機台中含氟廢水排水採樣，採樣 器每小時自動採樣一次，每次採樣體積為250 ml，連續進行採樣 24 hr，
將採集之 24 瓶水樣充分混合後，並分析 pH、F-、SO42-、PO43-及導電 度，了解各種不同機台含氟廢水排放的特性。
3.3.2 最佳原水 pH 條件及加藥比（鈣氟比）測試 25.2 ml（Ca/F=2）、31.5 ml（Ca/F=2.5）、37.8 ml（Ca/F=3），並以 2500 rpm 轉速攪拌反應 30 min 後靜置。
6. 分別量測反應後 pH，再調整 pH 值至 3、4、5、6、7、8，並取上澄 液分析F-、SO42-及PO43-。
7. 將廢水 pH 分別調整至 4、5、6、7、8，重複步驟 4-6，分析其濃度。
3.3.3 不同氯化鈣加藥時間及反應槽最終 pH 測試
藉由3.3.2 實驗中得到最佳原水反應的 pH 值及鈣氟比，在實驗中 改變鈣鹽添加時間，對鈣鹽對反應速率及時間的影響，分析相同鈣鹽 對不同加藥時間對去除F-、SO42-及PO43-的影響。
表3.2 不同加藥時間及反應前後 pH 調整實驗操作變數表
實驗項目 實驗條件 分析項目
原水pH 5
鈣氟比（Ca/F） 1
氯化鈣加藥時間 5 sec、2 min、5 min 反應槽最終pH 5
pH、F-、SO42-、PO4
3-實驗步驟：
1. 分別取實驗 3.3.2 的調整廢水 500 ml，以 NaOH 調整其 pH 至 5。
2. 分別取實驗 3.3.2 步驟 5.的氯化鈣稀釋液 12.6 ml（Ca/F=1）為最佳 加藥量，分不同時間5 sec、2 min、5 min 將氯化鈣加入廢水中反應，
並維持2500 rpm 轉速攪拌 30 min。
3. 分別量測反應後 pH 值的變化，取上澄液分析 F-、SO42-及PO43-的濃 度比例。
4. 重複步驟 1-3，於步驟 2.加入氯化鈣後再以 NaOH 調整反應槽 pH，
使反應槽pH 維持 5。
3.3.4 沈澱物飽和指數計算
沈澱物形成的趨勢判斷主要是依據飽和指數SI（Saturation Index）
的大小來判定，SI 之計算方式如下：
SI = log （IP / Ksp) IP : Ion Product
Ksp：Solubility Constant 當SI＞0 時，IP＞Ksp 沈澱物形成 當SI＝0 時，IP＝Ksp 反應平衡 當SI＜0 時，IP＜Ksp 沈澱物溶解
故SI 值愈大，形成沈澱物的趨勢就愈大，SI 愈小形成沈澱物之趨 勢愈小，而SI 小於或等於 0 時，則不反應亦即無沈澱物之產生。藉由 探討在不同pH 之反應初期那個物種之形成趨勢最大，以此結果與實驗 數據進行比對。