حل معالجة مياه الصرف الناتجة عن تصنيع رقائق السيليكون

أولاً: مصادر مياه الصرف، الملوثات النموذجية وخصائص نوعية المياه

تنتج مياه الصرف الناتجة عن تصنيع رقائق السيليكون أساساً من عمليات تآكل الرقائق، وتلميعها، وتنظيف أسطحها، وترسيب الطبقات الرقيقة، والطباعة الضوئية، وغسل غرف النظافة العالية. وهي إحدى أكبر تيارات مياه الصرف تعقيداً في تصنيع أشباه الموصلات القائمة على السيليكون. وتُصنَّف مياه الصرف عموماً إلى: مياه صرف تحتوي فلوريد، ومياه صرف عملية حمضية/قلوية، ومياه صرف تنظيف عضوية، ومياه صرف تحتوي معقدات المعادن الثقيلة، ومحلول مركز عالي الملوحة ناتج عن إنتاج ماء فائق النقاء (UPW).

تشمل الملوثات النموذجية الفلوريدات والسيليكات والكولويديات السيليكا فائقة الدقة والأملاح الحمضية والقلوية، وأيونات النحاس والنيكل على شكل آثار، إضافةً إلى بقايا مادة الفوتوريزيست والمواد السطحية الفعالة. وتتميّز مياه الصرف الناتجة بتقلبات كبيرة في درجة الحموضة (pH)، وكولويديات ذات استقرار عالٍ، وقدرة ترسيبية قوية، وقابلية بيولوجية ضعيفة للتحلّل. وبعض المعادن الثقيلة موجودة على هيئة معقدات مستقرة يصعب إزالتها بالترسيب التقليدي. وبما أن تصنيع الرقائق يتطلّب ماء عمليات عالي النقاء للغاية، فإن معايير إعادة استخدام مياه الصرف والتصريف تكون أكثر صرامةً بكثيرٍ من تلك المطبَّقة على مياه الصرف الصناعي التقليدية.

ثانياً: التحديات الشائعة التي تواجه العملاء

يصعب فصل مستعلقات السيليكا فائقة الدقة ومعقدات الفلوروسيليكات، ما يؤدي في كثير من الأحيان إلى ترسب المواد في الأنابيب، وتلوث الأغشية، وانقطاع الإنتاج. وقد تؤدي التقلبات في مياه الصرف الصحي إلى ارتفاع تركيزات الفلورايد والمعادن الثقيلة بشكل مفرط، ما يزيد من مخاطر عدم الامتثال للمتطلبات البيئية. وتتطلب معالجة التدفقات المختلطة بالطرق التقليدية استهلاكًا عاليًا للمواد الكيميائية، وتُنتج كميات كبيرة من الطين الخطر، وتؤدي إلى تكاليف تشغيل مرتفعة. وغالبًا ما تفتقر المعدات القياسية إلى مقاومة كافية للتآكل وأداء كافٍ لمكافحة الترسبات، بينما تحتل الأنظمة المبنية مدنيًّا مساحات أرضية واسعة ويصعب توسيعها، ما يجعل الحلول المخصصة ضرورية.

ثالثًا: عملية المعالجة والمعدات الأساسية

تتكوّن العملية الموصى بها من جمعٍ منفصل، ومعالجة أولية، وتفكيك المعقدات، وإزالة الفلورايد والسليكا، والتلبد والترسيب، والأكسدة المتقدمة، ومعالجة الأغشية شبه الدقيقة (UF) وأغشية التناضح العكسي المقاومة للتلوث (RO)، وتقليل حجم المحاليل المركزية. ويقلل التماسك المنفصل من الصدمات الهيدروليكية إلى أدنى حدٍّ ممكن. أما تفكيك المعقدات فيُزيل معقدات المعادن الثقيلة، بينما تؤدي إزالة الفلورايد والسليكا المخصصة إلى التخلص من الملوثات الرئيسية. وتزيل الأكسدة المتقدمة المركبات العضوية المتبقية، ويُنتج نظام الأغشية شبه الدقيقة والتناضح العكسي ماءً معاد تدويره يناسب غسل الرقائق. وتشمل المعدات الأساسية خزانات تماسك مقاومة للتآكل، ومفاعلات تفكيك المعقدات، ومفاعلات إزالة الفلورايد والسليكا، وأنظمة الجرعات الذكية، ووحدات الأغشية المقاومة للتلوث، ومحللات جودة المياه الإلكترونية، وأنظمة التحكم الآلي القائمة على وحدات التحكم المنطقية (PLC).

رابعًا: المزايا الحلّية

تحلّ هذا الحلُّ بشكلٍ فعّالٍ تراكم الغرويات السيليكا، وإزالة الفلورايد، والتحكم في المعادن الثقيلة، وتَكَوُّن الترسبات على الأغشية، مع ضمان الامتثال المستقر لمعايير التصريف وإعادة استخدام المياه. وتتوفر معدّات وحدوية مخصصة ذات هياكل مقاومة للتآكل، وقنوات تدفق مضادة للانسداد، وتخطيطات مدمجة. وجميع المعدات الرئيسية حاصلة على شهادات المطابقة من الاتحاد الأوروبي (CE) والمعيار الأمريكي (UL) والمنظمة الدولية للمعايير (ISO). وتتجاوز نسبة إعادة استخدام المياه ٩٥٪، كما تنخفض وتيرة الصيانة وكمية الطين الناتج بشكلٍ كبير، ويتيح التصميم الآلي الوحدوي التوسّع في الطاقة الإنتاجية مستقبلاً.

خامساً: المشاريع المرجعية والوثائق الداعمة

نَفَّذَتْ شَرِكَةُ بوفو بِنَجَاحٍ نِظَامَاتٍ لِعِلاجِ مِيَاهِ الصرفِ الصِّنَاعِيِّ في عِدَّةِ مَصَانِعَ لإنتاجِ رُقَاقَاتِ السِّيلِيكُونِ بِأَقْطَارٍ تَبْلُغُ ٨ بوصَةً و١٢ بوصَةً. وَيُعَدُّ المَشْرُوعُ الرَّائِدُ، الَّذِي تَبْلُغُ طَاقَتُهُ التَّشْغِيلِيَّةُ ١٢٠٠ متر٣/يَوْمٍ، مَشْرُوعًا نَاجِحًا جَدًّا، وَقَدْ عَمِلَ بِثَبَاتٍ لِعَامِينِ عَلَى الأَقَلِّ، مُلْغِيًا تَشَكُّلَ الطَّبَقَاتِ العَالِقَةِ عَلَى الأَغْشِيَةِ النَّاتِجَةِ عَنِ السِّيلِيكَا، وَمُسَيْطِرَةً عَلَى مُسْتَوَيَاتِ الفُلُورَايْدِ وَالسِّيلِيكَاتِ، وَمُجْتَازًا لِاشْتِرَاطَاتِ القَبُولِ البِيئِيَّةِ وَقَبُولِ المَصَانِعِ. وَتَشْمَلُ الوَثَائِقُ الدَّاعِمَةُ التِّقْنِيَاتِ المَسْجَّلَةِ بِبَرَاءَاتِ الاخْتِرَاعِ، وَشَهَادَاتِ الاِسْتِحْقَاقِ مِنْ CE/UL/ISO، وَتَقَارِيرَ الجَوْدَةِ المَاءِ مِنْ أَطْرَافٍ ثَالِثَةٍ، وَشَهَادَاتِ قَبُولِ المَشَارِيعِ، وَالمَشَارِيعِ المَرْجِعِيَّةِ.

سادسًا: نِطَاقُ الخِدْمَاتِ وَمَسَارُ العَمَلِ فِي المَشْرُوعِ

تُقَدِّمُ شَرِكَةُ بوفو خِدْمَاتٍ كَامِلَةً لِلتَّصْمِيمِ وَالتَّنْفِيذِ وَالتَّسْلِيمِ (EPC) جَاهِزَةٍ لِلاسْتِخْدَامِ، وَتَشْمَلُ هَذِهِ الخِدْمَاتِ فَحْصَ المَوْقِعِ، وَتَحْلِيلَ مِيَاهِ الصَّرْفِ، وَتَصْمِيمَ المَعَالَجَةِ وَالمُعَدَّاتِ حَسَبَ المُتَطَلَّبَاتِ، وَالتَّصْنِيعَ، وَالتَّثْبِيتَ، وَالتَّجْرِيبَ، وَالتَّشْغِيلَ وَالصِّيَانَةَ، وَتَحْدِيثَ النِّظَامَاتِ، وَتَأْمِينَ المُسْتَهْلَكَاتِ طَوَالَ عُمْرِ الخِدْمَةِ.

سير العمل:

أوَّلًا: فَحْصُ المَوْقِعِ وَتَحْلِيلُ جَوْدَةِ المَاءِ.
ثَانِيًا: تَصْمِيمُ مَعَالَجَةٍ مُخصَّصٍ، وَإِعْدَادُ العَرْضِ السِّعْرِيِّ، وَالتَّخطِيطِ المَكَانِيِّ.
ثَالِثًا: تَصْنِيعُ المُعَدَّاتِ وَإِنْجَازُ الأَعْمَالِ المَيدَانِيَّةِ.
٤. التركيب والتشغيل والتحقق من الأداء.
٥. المساعدة في قبول البيئة وتدريب المشغلين.
٦. الصيانة طويلة المدى والتفتيش والترقيات والدعم الفني.