극한 조건에서의 나노여과막 기반 반도체 공정수 재활용 가능성에 대한 고찰 Performance and stability evaluation of nanofiltration membranes under extreme oxidation conditions for semiconductor process water reclamation원문보기
본 연구에서는 XUS1207, NF90 Duracid, 및 HydraCore와 같은 내산성 나노여과막을 사용하여 반도체 공정수 처리 및 재활용 가능성을 평가하였다. 화학적 저항성은 반도체 공정수 처리에서 성공적인 적용을 위한 핵심 요소로서, 막의 성능과 내구성에 큰 영향을 미친다. 따라서 극한 산성 및 산화 조건, 예를 들어 황산, 과산화수소, 황산 과산화수소가 섞인 용액인 피라냐 용액에서 단순 침지시킨 막과 연속적으로 압력을 가한 막의 성능 및 막 표면의 물리적, 화학적 특성을 분석하였다. 또한, 막 표면뿐만 아니라 나노여과막의 활성층 내 원소 조성 및 분포 분석을 통하여 ...
본 연구에서는 XUS1207, NF90 Duracid, 및 HydraCore와 같은 내산성 나노여과막을 사용하여 반도체 공정수 처리 및 재활용 가능성을 평가하였다. 화학적 저항성은 반도체 공정수 처리에서 성공적인 적용을 위한 핵심 요소로서, 막의 성능과 내구성에 큰 영향을 미친다. 따라서 극한 산성 및 산화 조건, 예를 들어 황산, 과산화수소, 황산 과산화수소가 섞인 용액인 피라냐 용액에서 단순 침지시킨 막과 연속적으로 압력을 가한 막의 성능 및 막 표면의 물리적, 화학적 특성을 분석하였다. 또한, 막 표면뿐만 아니라 나노여과막의 활성층 내 원소 조성 및 분포 분석을 통하여 박막 내 화학 상태도 분석하여 각 조건 별로 막의 분해 메커니즘을 규명하였다. Fully-aromatic PA (XUS1207 및 NF90)막과 PSA(Duracid)막은 10% 황산 용액에서 화학적 안정성을 보여 성공적인 작동이 가능했지만, SPES (HydraCore) 막은 수투과도 증가와 이온 제거율이 감소함을 보였다. 산화제(1% 과산화수소 용액)가 존재할 때 모든 막이 손상되어 불안정한 작동을 초래했으나, 피라냐 용액(약 pH 0)에서 SPES 막을 제외한 완전 방향족 PA 막과 PSA 막의 손상은 미미했다. 또한, 막 작동 방법에 따라 다르게 나타났으며, 침지시킨 막에서는 막의 성능이 안정적으로 관찰되었지만, 압력을 가할 경우 손상이 발생하였다. 이러한 차이를 고려하여, 산업 폐수 처리 적용에 대한 평가에서 단순 침지시켜 안정성을 평가하는 것이 아니라 실제 작동 조건인 압력 조건 하에서 막 성능을 평가해야 한다. 본 연구는 엄격한 산업 폐수 처리에 대한 NF 막의 잠재적 활용에 대한 귀중한 통찰력을 제공하며, 더욱 효율적이고 지속 가능한 수처리 기술 개발에 기여한다.
본 연구에서는 XUS1207, NF90 Duracid, 및 HydraCore와 같은 내산성 나노여과막을 사용하여 반도체 공정수 처리 및 재활용 가능성을 평가하였다. 화학적 저항성은 반도체 공정수 처리에서 성공적인 적용을 위한 핵심 요소로서, 막의 성능과 내구성에 큰 영향을 미친다. 따라서 극한 산성 및 산화 조건, 예를 들어 황산, 과산화수소, 황산 과산화수소가 섞인 용액인 피라냐 용액에서 단순 침지시킨 막과 연속적으로 압력을 가한 막의 성능 및 막 표면의 물리적, 화학적 특성을 분석하였다. 또한, 막 표면뿐만 아니라 나노여과막의 활성층 내 원소 조성 및 분포 분석을 통하여 박막 내 화학 상태도 분석하여 각 조건 별로 막의 분해 메커니즘을 규명하였다. Fully-aromatic PA (XUS1207 및 NF90)막과 PSA(Duracid)막은 10% 황산 용액에서 화학적 안정성을 보여 성공적인 작동이 가능했지만, SPES (HydraCore) 막은 수투과도 증가와 이온 제거율이 감소함을 보였다. 산화제(1% 과산화수소 용액)가 존재할 때 모든 막이 손상되어 불안정한 작동을 초래했으나, 피라냐 용액(약 pH 0)에서 SPES 막을 제외한 완전 방향족 PA 막과 PSA 막의 손상은 미미했다. 또한, 막 작동 방법에 따라 다르게 나타났으며, 침지시킨 막에서는 막의 성능이 안정적으로 관찰되었지만, 압력을 가할 경우 손상이 발생하였다. 이러한 차이를 고려하여, 산업 폐수 처리 적용에 대한 평가에서 단순 침지시켜 안정성을 평가하는 것이 아니라 실제 작동 조건인 압력 조건 하에서 막 성능을 평가해야 한다. 본 연구는 엄격한 산업 폐수 처리에 대한 NF 막의 잠재적 활용에 대한 귀중한 통찰력을 제공하며, 더욱 효율적이고 지속 가능한 수처리 기술 개발에 기여한다.
In this study, we evaluated the potential of acid-resistant nanofiltration (NF) membranes namely XUS1207, NF90, Duracid, and HydraCore, for treating and reusing semiconductor wastewater. As chemical resistance is a key property for the successful implementation in semiconductor wastewater treatment,...
In this study, we evaluated the potential of acid-resistant nanofiltration (NF) membranes namely XUS1207, NF90, Duracid, and HydraCore, for treating and reusing semiconductor wastewater. As chemical resistance is a key property for the successful implementation in semiconductor wastewater treatment, we tracked the membrane performance under simple immersion and pressurized operation in extreme acidic and oxidizing conditions (i.e., H2SO4, H2O2, and piranha solutions). Furthermore, we investigated the degradation mechanisms of the membranes under each chemical solution. The results varied depending on the membrane operation method. While membrane stability was observed when evaluated using the immersion method, damage occurred under pressurized conditions. Considering these differences, operating the membranes under pressurized conditions is preferable when evaluating them for applications of industrial wastewater treatments. In conclusion, this study offers valuable insights into the potential use of NF membranes for harsh industrial wastewater treatment and contributes to the development of more efficient and sustainable wastewater treatment technologies.
In this study, we evaluated the potential of acid-resistant nanofiltration (NF) membranes namely XUS1207, NF90, Duracid, and HydraCore, for treating and reusing semiconductor wastewater. As chemical resistance is a key property for the successful implementation in semiconductor wastewater treatment, we tracked the membrane performance under simple immersion and pressurized operation in extreme acidic and oxidizing conditions (i.e., H2SO4, H2O2, and piranha solutions). Furthermore, we investigated the degradation mechanisms of the membranes under each chemical solution. The results varied depending on the membrane operation method. While membrane stability was observed when evaluated using the immersion method, damage occurred under pressurized conditions. Considering these differences, operating the membranes under pressurized conditions is preferable when evaluating them for applications of industrial wastewater treatments. In conclusion, this study offers valuable insights into the potential use of NF membranes for harsh industrial wastewater treatment and contributes to the development of more efficient and sustainable wastewater treatment technologies.
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