۱. منابع فاضلاب، آلاینده‌های رایج و ویژگی‌های کیفیت آب
آب‌های فاضل تولیدشده از ساخت ویفرهای نیمه‌هادی (وافر فَب) بسیار پیچیده هستند و از جریان‌های فرآیندی متعددی تشکیل شده‌اند. این آب‌های فاضل عمدتاً در مراحل اچ کردن ویفر، رسوب‌دهی لایه‌های نازک، امپلنت یونی، لیتوگرافی نوری، صاف‌سازی شیمیایی-مکانیکی (سی‌ام‌پی)، تمیزکردن اسیدی و قلیایی و همچنین شست‌وشوی گازهای خروجی تولید می‌شوند. این جریان‌های آب‌های فاضل معمولاً در پنج دسته طبقه‌بندی می‌شوند: آب‌های فاضل حاوی فلورید، آب‌های فاضل اسیدی و قلیایی، آب‌های فاضل آلی، آب‌های فاضل حاوی فلزات سنگین و غلیظ‌شده با شوری بالا.
آلاینده‌های رایج شامل فلوریدها، سیلیکات‌ها، ترکیبات بور و فسفر، فلزات سنگین در مقادیر ردیابی (مانند مس، نیکل و روی)، بقایای فوتورزیست، حلال‌های آلی، مواد کاهنده کشش سطحی، ذرات معلق فوق‌ریز و ناخالصی‌های کلوئیدی است.
آب‌های فاضلۀ کارخانه‌های تولید وفر نیمه‌هادی دارای نوسانات قابل‌توجه در دبی جریان، شرایط اسیدی و قلیایی متناوب، ذرات کلوئیدی بسیار پایدار، قابلیت تجزیۀ زیستی ضعیف، و پتانسیل بالای تشکیل رسوب و خوردگی است. برخی از فلزات سنگین به‌صورت ترکیبات پایدار فلزی وجود دارند که حذف آن‌ها با روش‌های متداول تصفیه دشوار است.
علاوه‌براین، واحدهای تولید نیمه‌هادی باید استانداردهای بسیار سخت‌گیرانه‌ای را در زمینۀ تخلیۀ محیطی و بازیافت آب رعایت کنند؛ بنابراین، آب‌های فاضلۀ کارخانه‌های تولید وفر یکی از پیچیده‌ترین جریان‌های صنعتی از نظر فنی برای تصفیه محسوب می‌شوند.
۲. چالش‌های رایج مشتریان
تصفیۀ آب‌های فاضلۀ تولید وفر نیمه‌هادی با چالش‌های فنی بسیار تخصصی روبه‌رو است.
فلزات سنگین پیچیده‌شده و ترکیبات پایدار فلورید-سیلیکات، با فرآیندهای متداول تصفیه قابل حذف نیستند؛ لذا هنگامی که ویژگی‌های آب‌های فاضله نوسان می‌کند، رعایت استانداردهای تخلیۀ فزاینده‌تر دشوار می‌شود.
ذرات کلوئیدی اولترافین و باقی‌مانده‌های فوتورزیست به‌طور مکرر منجر به تجمع لجن، انسداد لوله‌ها و آلودگی شدید غشا می‌شوند و در نتیجه خاموشی‌های مکرر تجهیزات رخ می‌دهد که تولید پیوسته وفرها را مختل می‌کند.
ازآنجاکه تولید نیمه‌هادی‌ها شامل فرآیندهای متعدد ساخت است که جریان‌های مختلف فاضلاب تولید می‌کنند، تصفیه ترکیبی اغلب نیازمند دوزهای بیش‌ازحد مواد شیمیایی بوده و حجم زیادی لجن تولید می‌کند؛ این امر منجر به افزایش هزینه‌های عملیاتی و دفع می‌شود.
تجهیزات استاندارد تصفیه فاضلاب عموماً مقاومت در برابر خوردگی، قابلیت مقاومت در برابر آلودگی و تمیزی لازم برای تولید نیمه‌هادی‌ها را ندارند و این امر خطر آلودگی ثانویه را افزایش می‌دهد.
علاوه‌براین، کارخانه‌های تولید نیمه‌هادی‌ها به‌طور مداوم ظرفیت تولید خود را گسترش می‌دهند، در حالی‌که چیدمان تمیز و فشرده اتاق‌های تمیز را حفظ می‌کنند. تأسیسات سنتی تصفیه فاضلاب عمرانی فضای زیادی اشغال می‌کنند و انعطاف‌پذیری محدودی برای گسترش آینده فراهم می‌کنند؛ بنابراین نیاز به راه‌حل‌های تصفیه فاضلاب کاملاً یکپارچه و سفارشی ایجاد شده است.
۳. فرآیند درمان و پیکربندی تجهیزات اصلی
برای پاسخ به ویژگی‌های متنوع و فنی پیچیده فاضلاب تولید صفحه‌های نیمه‌هادی، از فرآیند تصفیه کاملاً یکپارچه‌ای استفاده می‌کنیم که شامل مراحل زیر است:
جمع‌آوری جداگانه → شکستن ترکیبات پیچیده و تنظیم کیفیت آب → حذف فلوئورید و سیلیکا → لخته‌سازی و ته‌نشینی → تصفیه بیولوژیکی → تصفیه پیشرفته با غشا → کاهش حجم محلول غلیظ
جریان‌های فاضلاب به‌صورت جداگانه جمع‌آوری و هم‌سطح‌سازی می‌شوند تا نوسانات هیدرولیکی و کیفیت آب به حداقل برسند.
فرآیند ویژه‌ای برای ساده‌سازی ترکیبات سنگین فلزی پایدار، پیش از آنکه سیستم دقیق حذف فلورید و سیلیس، آلاینده‌های مشخص را به‌صورت انتخابی از بین ببرد، انجام می‌شود.
پس از آن، فاضلاب تحت فرآیند انعقاد و ته‌نشینی قرار می‌گیرد و سپس اکسیداسیون پیشرفته برای تجزیه ترکیبات آلی مقاوم به کار گرفته می‌شود.
سیستم تصفیه بیولوژیکی، COD باقی‌مانده را بیشتر حذف می‌کند؛ سپس آب از سیستم فیلتراسیون فوق‌العاده (UF) و غشای اسمز معکوس (RO) مقاوم در برابر گرفتگی عبور می‌کند تا تصفیه پیشرفته انجام شود.
آب بازیافت‌شده با کیفیت بالا در فرآیندهای شست‌وشوی تولید نیمه‌هادی‌ها مجدداً مورد استفاده قرار می‌گیرد، درحالی‌که فاضلاب غلیظ‌شده برای کاهش حجم بیشتر جهت دفع مؤثر و بازیابی منابع، فرآوری می‌شود.
تجهیزات اصلی شامل:
- سیستم‌های جمع‌آوری و همگون‌سازی جداگانه مقاوم در برابر خوردگی
- واکنش‌دهنده‌های شکستن پیوند فلزات سنگین
- واکنشگرهای حذف فلورید با بازده بالا
- سیستم‌های هوشمند تزریق مواد شیمیایی
- سیستم‌های فیltrاسیون غشایی مقاوم در برابر گرفتگی
- ابزارهای نظارت بر کیفیت آب به‌صورت آنلاین
- سیستم‌های کنترل الکتریکی کاملاً خودکار
۴. مزایای این راه‌حل
این راه‌حل به‌طور خاص برای مقابله با شرایط پیچیده فاضلاب در تأسیسات ساخت وافر نیمه‌هادی طراحی شده است.
فرآیند درمانی اختصاصی، فلزات سنگین، ترکیبات فلوئورید-سیلیکات و آلاینده‌های آلی مقاوم را به‌طور مؤثر حذف می‌کند و همیشه آب تصفیه‌شده‌ای تولید می‌کند که هم الزامات زیست‌محیطی تخلیه و هم نیازهای بازیابی آب در تأسیسات را برآورده می‌سازد.
ما راه‌حل‌های تجهیزاتی کاملاً سفارشی‌سازی‌شده را بر اساس چیدمان اتاق تمیز، ویژگی‌های فاضلاب، ظرفیت تولید و فضای قابل‌نصب موجود ارائه می‌دهیم. پوسته‌های تجهیزات مقاوم در برابر خوردگی، مواد مقاوم در برابر سایش، کانال‌های جریان ضداتصال و تجهیزات ماژولار فشرده، عملکرد بهینه را در شرایط سخت کاری نیمه‌هادی تضمین می‌کنند.
تمام تجهیزات اصلی، اجزای کنترل الکتریکی و سیستم‌های تصفیه آب مطابق با استانداردهای CE، UL و ISO گواهی‌دهی شده‌اند و نیازمندی‌های سخت‌گیرانهٔ ایمنی و انطباق را برای مجتمع‌های تولید پیشرفتهٔ نیمه‌هادی‌ها در سراسر جهان برآورده می‌کنند.
فرآیند تصفیهٔ جداگانه مقاومت عالی در برابر نوسانات هیدرولیکی و کیفیت آب ارائه می‌دهد و به‌طور قابل‌توجهی فراوانی نگهداری، گرفتگی غشاها و تولید لجن را کاهش می‌دهد.
نرخ بازیابی آب از ۹۵ درصد فراتر می‌رود و مصرف آب تازه و هزینه‌های عملیاتی را به‌طور قابل‌توجهی کاهش داده، در عین حال بازده کلی تولید را بهبود می‌بخشد.
طراحی ماژولار و یکپارچه، فضای نصب را به حداقل می‌رساند، امکان گسترش انعطاف‌پذیر در آینده را فراهم می‌کند و عملیات کاملاً خودکار را برای تولید پیوستهٔ نیمه‌هادی‌ها با حجم بالا پشتیبانی می‌کند.
۵. مراجع پروژه و اسناد پشتیبان
ما با موفقیت پروژه‌های تصفیهٔ فاضلاب را برای چندین واحد تولید وفر (ویفر) نیمه‌هادی ۱۲ اینچی و ۸ اینچی انجام داده‌ایم.
یک پروژهٔ نماینده، سیستم جامع تصفیه فاضلاب و بازیافت آب برای یک واحد پیشرفتهٔ ساخت وفر است که ظرفیت تصفیه‌اش ۱۲۰۰ مترمکعب در روز می‌باشد.
این سیستم عملکرد پایدار بلندمدتی داشته و موفقیت‌آمیز به حل مسائل مربوط به غلظت‌های بیش‌ازحد فلوئورید و سیلیس، فلزات سنگین باقی‌مانده و گرفتگی غشاها پرداخته است. این پروژه هم بازرسی‌های رسمی پذیرش زیست‌محیطی و هم ارزیابی دقیق کیفیت آب توسط کارخانه را با موفقیت پشت سر گذاشته است و از این‌رو تولید پایدار وفر و ادامهٔ فرآیندهای تولیدی را تضمین می‌کند.
مدارک پشتیبان شامل:
- مجوزهای اختراع فرآیند اختصاصی تصفیه فاضلاب نیمه‌هادی‌ها
- گواهینامه‌های انطباق با استانداردهای سی‌ئی، یو‌ال و آی‌اس‌او
- گزارش‌های آزمایش کیفیت آب تأییدشده توسط طرف سوم
- مدارک تکمیل و تأیید پروژه
- پروژه‌های مرجع برای تولیدکنندگان پیشروی نیمه‌هادی‌ها
۶. محدوده خدمات و فرآیند همکاری
ما راه‌حل‌های جامع تحویل کلید در دست (EPC) برای تصفیه فاضلاب را برای مجتمع‌های ساخت ویفر نیمه‌هادی ارائه می‌دهیم، از جمله بررسی محل، نمونه‌برداری و تحلیل فاضلاب، مهندسی فرآیند سفارشی، طراحی تجهیزات غیراستاندارد، ساخت، نصب، راه‌اندازی، خدمات بهره‌برداری و نگهداری، ارتقای سیستم و تأمین مواد مصرفی در طول عمر سیستم.
فرآیند استاندارد همکاری
- بررسی محل و تحلیل فاضلاب — انجام بازدید در محل، جمع‌آوری نمونه‌های فاضلاب و ارائه گزارش جامع تحلیل کیفیت آب.
- طراحی مهندسی سفارشی — توسعه فرآیند تصفیه اختصاصی، راه‌حل تجهیزات سفارشی و پیشنهاد تجاری متناسب با نیازهای فرآیند ساخت ویفر.
- تولید تجهیزات و اجرای پروژه — آغاز ساخت تجهیزات سفارشی و نصب در محل پس از تأیید قرارداد
- نصب و راه‌اندازی – انجام کامل نصب، راه‌اندازی یکپارچه و بهره‌برداری آزمایشی مداوم تا زمانی که تمامی اهداف عملکردی تصفیه به‌طور پایدار حاصل شوند.
- پذیرش پروژه و آموزش فنی – کمک به رویه‌های پذیرش محیط‌زیستی و ارائه آموزش جامع برای اپراتورها.
- پشتیبانی فنی بلندمدت – انجام بازرسی‌های دوره‌ای، نگهداری پیشگیرانه، بهینه‌سازی سیستم، ارتقای تجهیزات و پشتیبانی فنی ۲۴ ساعته و ۷ روز هفته.
EN
