Puolijohdelevyjen valmistustehdasjäteveden käsittelyratkaisu

1. Jätevesien lähteet, tyypilliset saastuttajat ja veden laatuominaisuudet

Puolijohdelevyjen valmistuksesta (Wafer Fab) syntyvä jätevesi on erinomainen monimutkainen ja koostuu useista prosessivirroista. Sitä syntyy pääasiassa levyjen etämisessä, ohutkalvojen pinnoituksessa, ionisuihkutuksessa, valokuvauksessa, kemiallisessa mekaanisessa tasaisuuden parantamisessa (CMP), happo- ja emäksisissä puhdistusprosesseissa sekä kaasupuhdistuksessa. Nämä jätevesivirrat luokitellaan yleensä viiteen luokkaan: fluoridipitoiseen jäteveteen, happamiin ja emäksisiin jätevesiin, orgaaniseen jäteveteen, raskasmetallijäteveteen ja suolapitoiseen keskittymään.

Tyypillisiä saastuttajia ovat fluoridit, silikaatit, boorin ja fosforin yhdisteet, jäljellä olevat raskasmetallit (kuten kupari, nikkeli ja sinkki), valokuvauksessa käytetyt resistenssimateriaalit, orgaaniset liuottimet, pinnaktiiviset aineet, erinomaisen hienojakoiset kelluvat hiukkaset sekä kolloidiset epäpuhtaudet.

Puoljohteiden piilevyn valmistukseen liittyvä jätevesi eroaa muista jätevesistä merkittävillä virtausnopeuden vaihteluilla, vaihtuvilla happamilla ja emäksisillä olosuhteilla, erinomaisen vakaina kolloidihiomakkeina, huonolla biologisella hajoavuudella sekä korkealla skaalautumis- ja korroosioriskillä. Joitakin raskasmetsäjä ovat muodostaneet vakaan metallikompleksien muodon, jota ei voida poistaa tavallisilla käsittelymenetelmillä.

Lisäksi puoljohteiden valmistuslaitokset ovat alisteita erinomaisen tiukille ympäristöön liittyville jätevesien päästö- ja uudelleenkäyttöstandardeille, mikä tekee piilevyn valmistukseen liittyvästä jätevedestä yhden haastavimmista teollisista jätevesivirroista käsittelyn kannalta.

2. Yleisimmät asiakkaiden haasteet

Puoljohteiden piilevyn valmistukseen liittyvän jäteveden käsittelyssä on useita erityisen erikoistuneita teknisiä haasteita.

Kompleksoidut raskasmetallit ja vakaat fluori-silikaattiyhdisteet ovat vaikeita poistaa tavallisilla käsittelyprosesseilla, mikä vaikeuttaa noudattamista yhä tiukenevien päästöstandardejen mukaan, kun jäteveden ominaisuudet vaihtelevat.

Erittäin hienojakoiset kolloidiset hiukkaset ja valokemikaalijäämät aiheuttavat usein saostumien kertymisen, putkistojen tukkeutumisen ja vakavan kalvojen saastumisen, mikä johtaa laitteiston useisiin pysäytyksiin ja katkaisee jatkuvan piirisilicon tuotannon.

Koska puolijohteiden valmistuksessa suoritetaan lukuisia eri valmistusprosesseja, jotka tuottavat erilaisia jätevesivirtoja, yhdistetty käsittely vaatii usein liiallista kemikaalien lisäystä ja tuottaa suuria määriä saostumia, mikä johtaa korkeisiin käyttö- ja hä disposal-kustannuksiin.

Standardit jätevesikäsittelylaitteet eivät yleensä täytä puolijohteiden valmistukseen vaadittavia korroosionkestävyys-, saastumisenestovaihtoehto- ja puhtausvaatimuksia, mikä lisää toissijaisen saastumisen riskiä.

Lisäksi puolijohdetehdaslaitokset laajentavat jatkuvasti tuotantokapasiteettiaan säilyttäen samalla tiukat puhdastilavaatimukset. Perinteiset siviili- ja jätevesikäsittelylaitokset vaativat suurta maanpintaa ja tarjoavat rajallista joustavuutta tulevaan laajentamiseen, mikä lisää kysyntää täysin integroituja ja mukautettuja jätevesikäsittelyratkaisuja kohtaan.

3. Käsittelyprosessi ja ydinvälineiden konfiguraatio

Puolijohdepiirisarjan jätevesien monimuotoisten ja teknisesti vaativien ominaisuuksien hoitamiseksi käytämme täysin integroitua käsittelyprosessia, joka koostuu seuraavista vaiheista:

Erillinen keruu → Kompleksien hajottaminen ja veden laadun säätö → Fluoridin ja piidioksidin poisto → Koagulaatio ja sedimentaatio → Biologinen käsittely → Edistynyt kalvojen puhdistus → Konsentraatin tilavuuden pienentäminen

Yksittäiset jätevesivirrat kerätään ja tasataan erillisesti, jotta hydraulisen kuorman ja veden laadun vaihtelut voidaan minimoida.

Erikoisprosessi purkaa vakaita raskasmetallikomplekseja ennen tarkkaa fluori- ja piioksidin poistojärjestelmää, joka valikoivasti poistaa tyypillisiä kontaminaantteja.

Jätevesi käsitellään sitten koagulaation ja sedimentaation jälkeen edistyneellä hapettamisella hankalien orgaanisten yhdisteiden hajottamiseksi.

Biologinen käsittelyjärjestelmä poistaa lisäksi jäljelle jääneen COD:n, minkä jälkeen vesi kulkee ultrafiltraatio- (UF) järjestelmän ja epäpuhtauksia vastustavan käänteisosmoosin (RO) kalvojärjestelmän läpi edistyneen puhdistuksen varmistamiseksi.

Korkealaatuista kierrätettyä vettä käytetään uudelleen puolijohdevalmistuksen puhdistusprosesseissa, kun taas konsentroitua jätevettä käsitellään lisätilavuuden vähentämiseksi tehokkaan hävityksen ja resurssien talteenoton varmistamiseksi.

Ydinlaitteet sisältävät:

• Korroosioluokan erilliset keruu- ja tasausjärjestelmät
• Raskasmetallien kompleksien hajottamiseen tarkoitetut reaktorit
• Korkean tehokkuuden fluoridin poistorakenteet
• Älykkäät kemikaalien annostelujärjestelmät
• Epäsuotuisan saastumisen estävät kalvo-suodatusjärjestelmät
• Verkkoyhteydellä toimivat veden laadun seurantalaiteet
• Täysin automatisoidut sähköiset ohjausjärjestelmät

4. Ratkaisun edut

Tämä ratkaisu on erityisesti suunniteltu käsittelemään puolijohdelevyjen valmistustilojen monimutkaisia jätevesiolosuhteita.

Ainutlaatuinen käsittelyprosessi poistaa tehokkaasti raskasmetallit, fluori-silikaattiyhdisteet ja hankalasti hajoavat orgaaniset kontaminantit, tuottaen samalla jatkuvasti käsitteltyä vettä, joka täyttää sekä ympäristöön päästettävän jäteveden vaatimukset että tehtaan veden uudelleenkäytön vaatimukset.

Tarjoamme täysin mukautettuja laitelatkuita perustuen puhdastilojen asettelun, jäteveden ominaisuuksien, tuotantokapasiteetin ja saatavilla olevan asennustilan perusteella. Mukautetut korroosionkestävät laitelokit, kulumisesta kestävät materiaalit, tukkeutumisen estävät virtauskanavat ja tiukat modulaariset laitteet varmistavat optimaaliset suorituskykyominaisuudet vaativissa puolijohdealan käyttöolosuhteissa.

Kaikki keskitetyt laitteet, sähköiset ohjauskomponentit ja vedenkäsittelyjärjestelmät ovat sertifioitu CE-, UL- ja ISO-standardien mukaisiksi, täyttäen edistyneiden puolijohdetehdaslaitosten tiukat turvallisuus- ja vaatimustenmukaisuusvaatimukset maailmanlaajuisesti.

Erillinen käsittelyprosessi tarjoaa erinomaisen vastustuskyvyn hydraulisille ja vedenlaatuvaihteluille, mikä vähentää huomattavasti huoltotarvetta, kalvojen saastumista ja lietteen muodostumista.

Veden talteenottoprosentti ylittää 95 %, mikä vähentää merkittävästi raakavesenkulutusta ja käyttökustannuksia samalla kun kokonaistuotannon tehokkuutta parannetaan.

Modulaarinen integroitu suunnittelu minimoi asennustilan, mahdollistaa joustavan tulevan laajentamisen ja tukee täysin automatisoitua toimintaa jatkuvaa, suuritehoista puolijohdetuotantoa varten.

5. Hankkeita koskevat viitteet ja tukevat asiakirjat

Olemme onnistuneesti suorittaneet jätevedenkäsittelyprojekteja useille 12-tuumaisille ja 8-tuumaisille puolijohdepiirisirujen valmistuslaitoksille.

Esimerkkiprojekti on kattava jätevesien käsittely- ja veden uudelleenkäyttöjärjestelmä edistyneen piirisilikon valmistustehdaslaitoksen tarpeisiin, jonka käsittelykapasiteetti on 1 200 m³/päivä.

Järjestelmä on osoittanut pitkäaikaista vakavaa toimintaa ja ratkaissut onnistuneesti liialliset fluori- ja piioksidi-pitoisuudet, jäännösrasvametallit sekä kalvojen saastuminen. Projekti läpäisi sekä ympäristöviranomaisten hyväksyntätarkastukset että tehtaan tiukat veden laatuvaatimukset, mikä varmistaa vakaan piirisilikon tuotannon ja jatkuvan valmistuksen.

Tukevat dokumentit sisältävät:

• Omien puolijohdejätevesien käsittelyprosessien patentit
• CE-, UL- ja ISO-sertifikaattitodistukset
• Kolmannen osapuolen akkreditoitujen veden laatumittausten raportit
• Hankkeen valmius- ja hyväksyntäasiakirjoja
• Viitteitä johtavien puolijohdevalmistajien projekteihin

6. Palvelun laajuus ja yhteistyöprosessi

Tarjoamme kattavia EPC-avainvalmisratkaisuja puolijohdelevyjen valmistustilojen jätevesien käsittelyyn, mukaan lukien alueen tutkimuksen, jätevesinäytteiden ottamisen ja analysoinnin, mukautetun prosessisuunnittelun, ei-standardien laitteiden suunnittelun, valmistuksen, asennuksen, käynnistämisen, käyttö- ja huoltopalvelut, järjestelmien päivitykset sekä elinkaaren ajan kulutustavaratoimitukset.

Standardiytetty yhteistyöprosessi

• Alueen tutkimus ja jätevesianalyysi – Suoritamme paikan päällä tapahtuvan tutkimuksen, keräämme jätevesinäytteitä ja laadimme kattavan vedenlaatuanalyysiraportin.
• Mukautettu insinöörisuunnittelu – Kehitämme erityisen käsittelyprosessin, mukautetun laiteratkaisun ja kaupallisen ehdotuksen perustuen puolijohdelevyjen valmistusprosessin vaatimuksiin.
• Laitteiden valmistus ja rakentaminen – Aloitamme mukautettujen laitteiden valmistuksen ja paikan päällä tapahtuvan asennuksen sopimuksen vahvistamisen jälkeen.
• Asennus ja käyttöönotto – Täydellinen asennus, integroitu käyttöönotto ja jatkuva kokeilukäyttö, kunnes kaikki käsittelysuoritusvaatimukset saavutetaan johdonmukaisesti.
• Hankehyväksyntä ja tekninen koulutus – Tukea ympäristöhyväksyntämenettelyissä ja kattava käyttäjäkoulutus.
• Pitkäaikainen tekninen tuki – Tarjotaan säännöllisiä tarkastuksia, ennakoivaa huoltoa, järjestelmän optimointia, laitteiden päivityksiä ja 24/7 teknistä tukea.