CMP-slurry-spildevandsbehandlingsløsning

1. Spildevandskilder, typiske forurenende stoffer og vandegenskaber

CMP (Chemical Mechanical Planarization)-slampeaffaldsvand er et kritisk procesaffaldsvand, der dannes under fremstilling af halvlederskiver. Det stammer primært fra kemisk-mekanisk polering (CMP), rengøring af skiver efter CMP, bortskaffelse af brugt slamp og rengøring af renrumsgulve.

I forhold til konventionelt industriel affaldsvand viser CMP-slampeaffaldsvand meget specialiserede egenskaber. De primære forureninger består af nanostørrelses silica- (SiO₂-) og ceria- (CeO₂-) slibepartikler samt spor mængder metalioner såsom kobber (Cu) og aluminium (Al), polereslampe-dispergeringsmidler, benzotriazol (BTA)-korrosionsinhibitorer og rester af syrer og baser.

Spildevandet er karakteriseret ved ekstremt høj uigennemsigtighed og usædvanligt stabile kolloidale partikler. På grund af de ultrafine partikelstørrelser er opløste faste stoffer svære at fælde ud og kan ikke effektivt adskilles ved hjælp af konventionelle behandlingsteknologier. Selvom den samlede COD er relativt lav, viser spildevandet høj viskositet, betydelig skorbdannelsespotentiale og hyppige svingninger i vandkvaliteten, hvilket gør rørledningsblokeringer og membranforurening til almindelige driftsudfordringer.

Desuden kræver halvlederproduktion ultrarenset genbrugsvand, der opfylder yderst strenge procesvandskrav, hvor vandkvalitetskravene langt overstiger dem for konventionel industrielt spildevands-genbrug.

2. Almindelige kundeudfordringer

CMP-spildevandsbehandling indebærer flere meget specialiserede tekniske udfordringer, der er unikke for halvlederproduktion.

Stabile nano-skala kiselsøl-kolloider er svære at fjerne ved hjælp af konventionelle sedimenteringsprocesser, hvilket resulterer i slamopbygning, alvorlig membranforurening, hyppig membranskift og uplanlagte systemnedbrud, der direkte påvirker kontinuiteten i waferproduktionen.

Resterede poleringskemikalier og spor af tungmetaller kan medføre miljømæssige overholdelsesrisici, hvis de ikke fjernes fuldstændigt.

Da halvlederfabrikationsfaciliteter kræver genbrugsvand af ekstraordinært høj renhed, er konventionelle vandbehandlingssystemer ofte ikke i stand til konsekvent at opnå den krævede vandkvalitet, hvilket resulterer i lave vandgenbrugsrater og øgede driftsomkostninger.

Standardiseret spildevandsbehandlingsudstyr er generelt ikke designet til CMP-slammens højviskøse og ultrafine partikelegenskaber og tilbyder utilstrækkelig tilstand mod tilstoppelse og korrosion.

Desuden udvider halvlederfabrikker ofte deres produktionskapacitet, mens konventionelle behandlingsanlæg optager store arealer og tilbyder begrænset fleksibilitet ved kapacitetsopgraderinger. Som følge heraf kræves der i stigende grad integrerede og tilpassede spildevandsbehandlingsløsninger, der specifikt er designet til avanceret halvlederfremstilling.

3. Behandlingsproces og konfiguration af kerneudstyr

For at håndtere de primære udfordringer ved CMP-spildevand – herunder stabile koloider, ultrafine partikler og membranforurening – anvender vi en dedikeret behandlingsproces, som består af:

Adskilt indsamling → Præcisionsvandconditionering og koagulering → Højtydende flokulation og sedimentation → Præcisionsfiltrering → Avanceret membranrensning → Genbrug af ultrarenset vand

CMP-spildevand indsamles adskilt og jævnes for at sikre stabile behandlingsforhold.

Præcis pH-justering destabiliserer kolloidale partikler, mens et højtydende koagulations- og flokulationsanlæg hurtigt aggregerer og sætter nano-skala slibepartikler til bunds.

Efter bundfældning fjernes størstedelen af opløste faste stoffer og kolloidale forureninger, inden vandet ledes gennem præcisionsfiltrering og aktiveret kuladsorption, hvilket eliminerer resterende organiske forbindelser og sporaf metalurenheder.

Endelig sikrer et ultrafiltrationssystem (UF) kombineret med et anti-forureningssystem baseret på omvendt osmose (RO) avanceret desalination og rensning og producerer genbrugsvenligt vand af høj kvalitet, der er egnet til waferpolering og rengøringsprocesser.

Kernemateriel omfatter:

• Intelligente pH-justerings- og kemiske konditioneringsanlæg
• Højeffektive koagulations- og flokulationsreaktorer
• Præcisionsfiltreringsenheder
• Anti-foulings membranfiltrationssystemer
• Systemer til rensning med aktivt kul
• Fuldt automatiserede kemikaliedoseringssystemer
• Online-systemer til vandkvalitetsovervågning med høj præcision

4. Løsningsfordele

Denne løsning er specifikt udviklet til affaldsvand fra slurry-polering (CMP) inden for halvlederindustrien og løser effektivt branchens mest udfordrende problemer, herunder svær kolloidalseparation og alvorlig membranfouling.

Den eksklusive behandlingsproces fjerner effektivt ultrafine kvarts-partikler, spor af tungmetaller og resterende organiske forureninger, samtidig med at der konsekvent produceres genbrugsvand, der opfylder standarderne for genbrug af procesvand inden for halvlederindustrien.

Vi lever fuldt tilpassede udstyrsløsninger, der er tilpasset halvlederens rene rummiljø, anlæggets layout og affaldsvandets egenskaber. Tilpassede strømningskanaler, der ikke tilstoppes, udstyrsgehuse af korrosionsbestandigt materiale samt præcisionsfiltreringsstrukturer sikrer optimal ydelse under de krævende driftsforhold, der er karakteristiske for CMP-affaldsvand.

Alle kerneelektriske styresystemer, mekanisk udstyr og komponenter til vandbehandling er certificeret i henhold til CE-, UL- og ISO-standarder og opfylder de internationale sikkerhedskrav for avancerede produktionsfaciliteter i Europa og Nordamerika.

Systemet viser fremragende modstandsevne over for hydrauliske og vandkvalitetsvariationer, hvilket betydeligt reducerer membranforurening, vedligeholdelsesfrekvensen og udstyrets nedetid.

Vandtilbagevindingsraterne overstiger 95 %, hvilket betydeligt reducerer forbruget af friskt vand og driftsomkostningerne.

Dens modulære, integrerede design minimerer installationspladsen, samtidig med at det tillader fleksibel fremtidig udvidelse. Fuldt automatiseret, intelligent drift understøtter de kontinuerlige, højpræcise produktionskrav, som moderne halvlederwafer-fremstillingss faciliteter stiller.

5. Projektreferencer og dokumentationsstøtte

Vi har gennemført flere succesfulde CMP-slurry-spildevandsbehandlingsprojekter for halvlederwafer-fremstillingss faciliteter.

Et repræsentativt projekt er et CMP-affaldsvandsrecirkuleringsprojekt til en 12-tommers halvlederwaferfabrik med en behandlingskapacitet på 1.000 m³/dag.

Systemet har vist langvarig stabil drift og løser fuldstændigt problemerne med kolloidale aflejringer, membranforurening og ustabil afløbsvandkvalitet. Genbrugsvandet opfylder konsekvent standarderne for ultraren halvledervand og har med held gennemgået både miljømæssige overholdelsesinspektioner og fabriksaccepttest.

Understøttende dokumentation omfatter:

• Egne patenter på CMP-spildevandsbehandlingsprocessen
• CE-, UL- og ISO-certificeringscertifikater
• Uafhængige, præcisionsbaserede vandkvalitetstestrapporter
• Dokumentation for projektafslutning og godkendelse
• Referenceprojekter inden for halvlederindustrien

6. Serviceomfang og samarbejdsproces

Vi leverer omfattende EPC-turnkey-løsninger til behandling af CMP-slurry-affaldsvand, herunder stedets undersøgelse, affaldsvandsprøvetagning og -analyse, tilpasset procesingeniørarbejde, design af ikke-standardudstyr, fremstilling af udstyr, installation, idriftsætning, drift og vedligeholdelse, systemopgraderinger samt levering af forbrugsartikler i hele systemets levetid.

Standard samarbejdsgang

• Stedets undersøgelse og vandprøvetagning – Udfører en undersøgelse på stedet, indsamler affaldsvandsprøver og udarbejder en omfattende analyse af vandkvaliteten.
• Tilpasset ingeniørdesign – Udvikling af en dedikeret behandlingsproces, en tilpasset udstyrsopløsning og et kommercielt forslag baseret på de faktiske driftsbetingelser i fabrikken.
• Udstyrsfremstilling og byggeaktiviteter – Påbegyndelse af fremstilling af tilpasset udstyr og lokal byggeaktivitet efter kontraktbekræftelse.
• Installation og idriftsættelse – Gennemførelse af installation, integreret idriftsættelse og prøvedrift, indtil der opnås stabil overholdelse af kravene til vandkvaliteten.
• Projektgodkendelse og træning – Støtte ved projektgodkendelsesprocedurer og levering af professionel operatørtræning.
• Langsigtede tekniske supportydelser – Levering af rutinemæssige inspektioner, forebyggende vedligeholdelse, systemoptimering, udstyrsopgraderinger og 24/7 teknisk support.