1. A szennyvíz forrásai, a tipikus szennyező anyagok és a vízminőségi jellemzők
A félvezető-nyerslemez-gyártás (Wafer Fab) során keletkező szennyvíz rendkívül összetett, és több folyamatszállító ágat foglal magában. Főként a nyerslemezek etcholásakor, vékonyréteg-lekicsinyítés során, ionimplantáláskor, fotolitográfiáskor, kémiai-mechanikai síkításkor (CMP), savas és lúgos tisztításkor, valamint kifúvó gázmosáskor keletkezik. Ezeket a szennyvízáramokat általában öt kategóriába sorolják: fluoridtartalmú szennyvíz, savas és lúgos szennyvíz, szerves szennyvíz, nehézfém-tartalmú szennyvíz, valamint magas sótartalmú koncentrátum.
A tipikus szennyező anyagok közé tartoznak a fluoridok, szilikátok, bór- és foszforvegyületek, nyomokban előforduló nehézfémek (például réz, nikkel és cink), fényérzékeny festék-maradványok, szerves oldószerek, felületaktív anyagok, ultrafinom lebegő részecskék és kolloid szennyeződések.
A félvezető-technológiai szilíciumlapkák gyártásánál keletkező szennyvíz jellemzően nagy mértékben ingadozó átfolyási sebességgel, váltakozó savas és lúgos körülményekkel, erősen stabil kolloid részecskékkel, alacsony biológiailag lebonthatósággal, valamint magas lerakódási és korróziós hajlammal bír. Egyes nehézfémek stabil fémkomplexek formájában fordulnak elő, amelyeket a hagyományos kezelési módszerekkel nehéz eltávolítani.
Ezen felül a félvezető-gyártó létesítmények rendkívül szigorú környezetvédelmi kibocsátási és víz újrafelhasználási szabványoknak vannak alávetve, ami miatt a szilíciumlapka-gyártásból származó szennyvíz az egyik legnagyobb technikai kihívást jelentő ipari szennyvízáram a kezelés szempontjából.
2. Gyakori ügyfélkérdések
A félvezető-technológiai szilíciumlapkák gyártásánál keletkező szennyvíz kezelése számos különösen specializált műszaki kihívással jár.
A komplexképződött nehézfémek és a stabil fluorid-szilikát vegyületek nehezen távolíthatók el a hagyományos kezelési eljárásokkal, ezért a szennyvíz jellemzőinek ingadozása esetén egyre szigorúbb kibocsátási szabványok betartása nehézkes.
Az ultrafin kolloid részecskék és a fényérzékeny réteg maradványai gyakran okoznak iszaplerakódást, csővezeték-elzáródást és súlyos membránfertőződést, amely gyakori berendezésleállásokhoz vezet, és megszakítja a folyamatos szilíciumlapkák gyártását.
Mivel a félvezető-gyártás számos különböző gyártási folyamatból áll, amelyek eltérő szennyvízáramokat termelnek, a kombinált kezelés gyakran túlzott vegyszeradagolást igényel, és nagy mennyiségű iszap keletkezését eredményezi, ami magas üzemeltetési és elhelyezési költségekhez vezet.
A szokásos szennyvízkezelő berendezések általában nem rendelkeznek elegendő korrózióállósággal, fertőződés-ellenállással vagy tisztasággal a félvezető-gyártáshoz, így növelik a másodlagos szennyeződés kockázatát.
Ezen felül a félvezető-gyártó üzemek folyamatosan bővítik a termelési kapacitásukat, miközben kompakt tisztasági osztályú gyártóterületeket tartanak fenn. A hagyományos polgári szennyvízkezelő létesítmények nagy területet foglalnak el, és korlátozott rugalmasságot nyújtanak a jövőbeli bővítésre, így kialakult a teljesen integrált és testreszabott szennyvízkezelési megoldások iránti kereslet.
3. Kezelési folyamat és alapfelszerelés konfigurációja
A félvezető-nyomtatott áramkör-gyártó üzemek szennyvizének sokféle és technikailag igényes jellemzőinek kezelésére egy teljesen integrált kezelési folyamatot alkalmazunk, amely a következő lépésekből áll:
Elkülönített gyűjtés → Komplexképződés megszüntetése és vízminőség-beállítás → Fluorid- és szilícium-dioxid-eltávolítás → Koaguláció és ülepítés → Biológiai kezelés → Fejlett membrános tisztítás → Koncentrátum-térfogat csökkentése
Az egyes szennyvízáramokat külön gyűjtik és kiegyenlítik, hogy minimalizálják a hidraulikai és vízminőségi ingadozásokat.
Egy külön, a bonyolult vegyületek lebontására szolgáló folyamat előzetesen feloldja a stabil nehézfém-komplexeket, majd egy pontos fluorid- és szilícium-dioxid-eltávolító rendszer szelektíven eltávolítja a jellemző szennyező anyagokat.
A szennyvíz ezután koaguláción és ülepítésen megy keresztül, majd haladva egy fejlett oxidációs folyamaton, amely lebontja az ellenálló szerves vegyületeket.
Egy biológiai tisztító rendszer tovább csökkenti a maradék COD-értéket, mielőtt a víz átmegy egy ultrafiltrációs (UF) rendszeren és egy lerakódás-ellenes fordított ozmózis (RO) membránrendszeren a fejlett tisztítás érdekében.
A magas minőségű újrahasznosított vizet újra felhasználják a félvezetők gyártásában alkalmazott tisztítási folyamatokhoz, míg a koncentrált szennyvíz további térfogatcsökkentésen megy keresztül a hatékony elhelyezés és erőforrás-visszanyerés érdekében.
A fő berendezések közé tartoznak:
- Korrózióálló, elkülönített gyűjtő- és kiegyenlítő rendszerek
- Nehézfémek komplexképződésének megszüntetésére szolgáló reaktorok
- Nagy hatékonyságú fluorid-eltávolító reaktorok
- Intelligens vegyszeradagoló rendszerek
- Kifogásolhatatlan membránszűrő rendszerek
- Online vízminőség-mérő eszközök
- Teljesen automatizált villamos vezérlőrendszerek
4. A megoldás előnyei
Ez a megoldás kifejezetten a félvezető lapkák gyártására szolgáló létesítményekben előforduló összetett szennyvízfeltételek kezelésére lett kialakítva.
A tulajdonunkat képező kezelési eljárás hatékonyan eltávolítja a nehézfémeket, a fluorid-szilikát vegyületeket és az ellenálló szerves szennyező anyagokat, miközben állandóan olyan tisztított vizet állít elő, amely megfelel mind az környezetvédelmi kibocsátási szabályozásoknak, mind a gyári víz újrafelhasználási követelményeinek.
Teljesen testre szabott berendezési megoldásokat kínálunk a tisztasági osztály szerinti tisztaterem elrendezés, a szennyvíz jellemzői, a termelési kapacitás és a rendelkezésre álló telepítési hely alapján. A testre szabott, korrózióálló berendezésházak, kopásálló anyagok, eldugulás-ellenes áramlási csatornák és kompakt moduláris berendezések biztosítják a maximális teljesítményt a félvezetőipari működési körülmények között.
Az összes alapfelszerelés, elektromos vezérlőelem és vízkezelő rendszer CE-, UL- és ISO-szabványok szerint tanúsított, így megfelel a világ szerte működő fejlett félvezető-gyártó létesítmények szigorú biztonsági és megfelelési követelményeinek.
A szétválasztott kezelési folyamat kiváló ellenállást nyújt a hidraulikai és vízminőségi ingadozásokkal szemben, jelentősen csökkentve a karbantartási gyakoriságot, a membránok szennyeződését és a szennyiszap-képződést.
A vízvisszanyerési arány meghaladja a 95 %-ot, ami jelentősen csökkenti az édesvíz-fogyasztást és az üzemeltetési költségeket, miközben javítja az általános termelési hatékonyságot.
A moduláris integrált tervezés minimális telepítési helyet igényel, rugalmas jövőbeli bővítést tesz lehetővé, és támogatja a teljesen automatizált üzemeltetést a folyamatos, nagy mennyiségű félvezető-gyártáshoz.
5. Projektreferenciák és támogató dokumentáció
Sikeresen befejeztük szennyvízkezelési projekteket több 12 hüvelykes és 8 hüvelykes félvezető-nyomólapgyártó létesítmény számára.
Egy jelentős projekt egy komplex szennyvízkezelő és vízújrafelhasználó rendszer egy fejlett félvezető-lemezgyártó létesítmény számára, napi 1200 m³ kezelési kapacitással.
A rendszer hosszú távon stabilan működött, sikeresen megoldva a túlzott fluorid- és szilícium-dioxid-koncentrációk, a maradék nehézfémek és a membránok lerakódása okozta problémákat. A projekt mind az környezetvédelmi elfogadási ellenőrzéseken, mind a szigorú gyári vízminőségi ellenőrzéseken is sikeresen átment, így biztosítva a stabil félvezető-lemez-gyártást és a folyamatos gyártási műveleteket.
A támogató dokumentációk közé tartoznak:
- Saját félvezető-szennyvízkezelési eljárásokra vonatkozó szabadalmak
- CE-, UL- és ISO-minősítési tanúsítványok
- Független, akkreditált vízminőségi vizsgálati jelentések
- Projekt befejezésének és átvételének dokumentumai
- Vezető félvezető-gyártók referenciaprojektjei
6. Szolgáltatási kör és együttműködési folyamat
Komplex EPC kulcsrakész szennyvízkezelési megoldásokat nyújtunk félvezető lapkák gyártására szolgáló létesítmények számára, ideértve a helyszínfelmérést, a szennyvízmintavételt és -analízist, az egyedi folyamatmérnöki tervezést, a nem szabványos berendezések tervezését, gyártását, telepítését, üzembe helyezését, az üzemeltetési és karbantartási szolgáltatásokat, a rendszerfrissítéseket, valamint az élettartamra szóló fogyóeszköz-ellátást.
Szabványos együttműködési folyamat
- Helyszínfelmérés és szennyvízanalízis – Helyszíni vizsgálat végzése, szennyvízminták gyűjtése és részletes vízminőségi elemzési jelentés készítése.
- Egyedi mérnöki tervezés – A lapkagyártási folyamat követelményeinek megfelelően különleges kezelési folyamat, egyedi berendezésmegoldás és kereskedelmi ajánlat kialakítása.
- Berendezések gyártása és építése – A szerződéskötést követően megkezdődik az egyedi berendezések gyártása és a helyszíni telepítés.
- Telepítés és üzembe helyezés – A teljes telepítés, az integrált üzembe helyezés és a folyamatos próbafuttatás mindaddig, amíg az összes szennyvízkezelési teljesítménycél egyenletesen el nem érhető.
- Projekt átadása és műszaki képzés – Segítség nyújtása az környezetvédelmi elfogadási eljárásokhoz és átfogó üzemeltetői képzés biztosítása.
- Hosszú távú műszaki támogatás – Rendszeres ellenőrzések, megelőző karbantartás, rendszeroptimalizálás, berendezésfrissítések és 24/7 műszaki támogatás nyújtása.
EN
