I. Sources des eaux usées, polluants typiques et caractéristiques de la qualité de l’eau
Les eaux usées issues de la fabrication de wafers en silicium proviennent principalement des procédés de gravure, de polissage, de nettoyage de surface, de dépôt de couches minces, de photolithographie et de rinçage des salles propres. Elles constituent l’un des flux d’eaux usées les plus importants et les plus complexes dans la fabrication de semi-conducteurs à base de silicium. Ces eaux usées sont généralement classées en : eaux usées contenant du fluorure, eaux usées de procédés acides ou alcalines, eaux usées organiques issues du nettoyage, eaux usées contenant des complexes de métaux lourds, ainsi que le concentrât à forte teneur en sels provenant de la production d’eau ultrapure (UPW).
Les contaminants typiques comprennent les fluorures, les silicates, les colloïdes ultrafins de silice, les sels acides et alcalins, ainsi que des ions cuivre et nickel en traces, accompagnés de résidus de photorésist et de tensioactifs. Les eaux usées présentent des fluctuations importantes du pH, des colloïdes très stables, un fort potentiel d’entartrage et une biodégradabilité médiocre. Certains métaux lourds existent sous des formes complexes stables, difficiles à éliminer par précipitation conventionnelle. Comme la fabrication de wafers exige une eau de processus d’une pureté extrêmement élevée, les normes relatives à la réutilisation et au rejet des eaux usées sont nettement plus strictes que celles applicables aux eaux usées industrielles classiques.
II. Défis courants rencontrés par les clients
Les colloïdes de silice ultrafins et les complexes de fluorosilicate sont difficiles à séparer, provoquant fréquemment des sédiments dans les canalisations, l’encrassement des membranes et des arrêts de production. Les variations des eaux usées peuvent entraîner des concentrations excessives de fluorure et de métaux lourds, augmentant ainsi les risques de non-conformité environnementale. Le traitement conventionnel en flux mixte nécessite une forte consommation de produits chimiques, génère de grands volumes de boues dangereuses et entraîne des coûts d’exploitation élevés. Les équipements standards manquent souvent d’une résistance suffisante à la corrosion et aux encrassements, tandis que les systèmes traditionnels en construction civile occupent une empreinte au sol importante et sont difficiles à agrandir, rendant des solutions sur mesure indispensables.
III. Procédure de traitement et équipements principaux
Le procédé recommandé comprend la collecte séparée, le prétraitement, la décomplexation, l’élimination des fluorures et de la silice, la coagulation et la sédimentation, l’oxydation avancée, le traitement par ultrafiltration (UF) et membrane d’osmose inverse (RO) anti-encrassement, ainsi que la réduction du volume du concentrat. Une égalisation séparée permet de minimiser les chocs hydrauliques. La décomplexation élimine les complexes de métaux lourds, tandis qu’une élimination spécifique des fluorures et de la silice supprime les contaminants clés. L’oxydation avancée dégrade les matières organiques résiduelles, et le système UF-RO produit une eau réutilisable adaptée au nettoyage des wafers. Les équipements principaux comprennent des bacs d’égalisation résistants à la corrosion, des réacteurs de décomplexation, des réacteurs d’élimination des fluorures et de la silice, des systèmes intelligents de dosage, des modules membranaires anti-encrassement, des analyseurs en ligne de qualité de l’eau et des systèmes de commande automatisée (PLC).
IV. Avantages de la solution
La solution traite efficacement l’accumulation de colloïdes de silice, l’élimination du fluorure, la maîtrise des métaux lourds et l’entartrage des membranes, tout en garantissant une conformité stable aux normes d’évacuation et de réutilisation de l’eau. Des équipements modulaires sur mesure sont disponibles, dotés de structures résistantes à la corrosion, de canaux d’écoulement anti-obstruction et d’agencements compacts. L’ensemble des principaux équipements est certifié CE, UL et ISO. Le taux de réutilisation de l’eau dépasse 95 %, la fréquence de maintenance et la production de boues sont nettement réduites, et la conception modulaire automatisée permet une extension future de la capacité.
V. Références de projet et documents justificatifs
Bofu a mis en œuvre avec succès des systèmes de traitement des eaux usées pour plusieurs installations de fabrication de wafers en silicium de 8 pouces et de 12 pouces. Un projet phare, doté d’une capacité de traitement de 1 200 m³/jour, fonctionne de manière fiable depuis plusieurs années : il élimine l’encrassement des membranes lié à la silice et maîtrise les niveaux de fluorure et de silicate, tout en satisfaisant aux exigences environnementales et aux critères d’acceptation de l’usine. Les documents justificatifs comprennent des technologies brevetées, des certifications CE/UL/ISO, des rapports indépendants sur la qualité de l’eau, des certificats d’acceptation de projet et des références de projets réalisés.
VI. Périmètre des services et flux de projet
Bofu fournit des services clés en main EPC complets, incluant l’étude de site, l’analyse des eaux usées, la conception sur mesure des procédés et des équipements, la fabrication, l’installation, la mise en service, l’exploitation et la maintenance, les mises à niveau du système ainsi que la fourniture continue de consommables tout au long de la durée de vie du système.
Flux de travail :
1. Étude de site et analyse de la qualité de l’eau.
2. Conception sur mesure du procédé, devis et plan d’implantation.
3. Fabrication des équipements et travaux sur site.
4. Installation, mise en service et vérification des performances.
5. Assistance à l’acceptation environnementale et formation des opérateurs.
6. Maintenance à long terme, inspections, mises à niveau et assistance technique.
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