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PV用シリコンウエハー製造工程では、ウエハーの切断、テクスチャリングおよび洗浄、酸・アルカリ研磨、接着剤除去、ウエハー切断時の冷却、作業場の清掃などの工程で排水が発生します。この排水は、シリコンウエハー製造全体における最大の排水発生源です。
太陽電池製造排水とは異なり、シリコンウエハー製造排水は、フッ素濃度が高く、コロイド状二酸化ケイ素（SiO₂）濃度が高く、濁度が高く、かつ酸性・アルカリ性の排水が交互に排出されるという特徴があります。
主な汚染物質にはフッ素、コロイド状懸濁二酸化ケイ素（SiO₂）、酸・アルカリ塩、微量の切断油剤残留物、およびカルシウムやマグネシウムなどの硬度成分イオンが含まれます。全有機炭素量（COD）は比較的低いものの、コロイド状二酸化ケイ素の濃度は極めて高いのが特徴です。
排水量が大きく、水理的な変動も著しい。ウエハー切断工程の排水には、微細なシリコン粒子が大量に含まれており、容易に沈降してスケールを発生させる。また、酸性洗浄排水とアルカリ性洗浄排水が交互に排出されることで、pHが急激に変動し、塩分濃度が継続的に上昇する。適切な処理を行わないと、重度のスケール付着、膜の目詰まり、および処理水へのフッ素濃度の過剰な上昇が生じる。
排水処理システムは、適用される事業系排水規制および再生水の再利用基準を遵守しなければならない。
シリコンウエハー産業における排水処理には、極めて専門性の高い課題が複数存在する。
従来の処理プロセスでは、超微細なコロイド状シリカの除去が一般に不十分であり、沈降速度が遅く、均質化槽内に汚泥が堆積し、膜の目詰まりが重度化し、膜の早期交換を余儀なくされる。
従来のフッ素除去技術は、排水条件の変動への適応性が限られており、フッ素排出基準を超えるリスクが高まります。
シリコンウエハー製造では大量の工程用水を必要としますが、従来の処理システムでは水回収率が比較的低く、結果として新鮮水の消費量および運転コストが高くなります。
さらに、標準化された処理装置は、ウエハー製造に特有の強酸性・強アルカリ性・スケール付着性・腐食性といった厳しい運転条件下でしばしば不適切であり、装置の頻繁な故障や保守作業の増加を招きます。
生産能力の継続的な拡大に伴い、従来の民間向け廃水処理施設は広い設置面積を要し、処理能力の増強にも柔軟性が乏しいため、現代の大型・連続式シリコンウエハー製造には不向きです。
シリコンウエハー製造工程から発生する高シリカ・高フッ素・高濁度の排水に対応するため、当社では以下の成熟した処理プロセスを採用しています。
分別集水 → シリカ・フッ素除去のための凝集処理 → 水質軟化 → 精密ろ過 → 高性能膜による水再利用 → 濃縮液の体積削減
高濁度のウエハー切断排水および酸性／アルカリ性の工程排水は、それぞれ別系統で集水・均質化することで、流量および水質の変動を最小限に抑えています。
専用の凝集・沈殿装置により、コロイド状シリカの脱安定化と同時に、高い効率でのフッ素除去を実現します。
処理水はその後、砂ろ過および活性炭ろ過を経て、残留する浮遊物質および微量の有機汚染物質を除去します。
最後に、超濾過（UF）システムと耐汚染性逆浸透（RO）膜システムを組み合わせることで、ウエハー洗浄および冷却用途に適した高品質の再生水を生成します。
残った濃縮液は、さらに体積削減処理を経て、全体の処理システムが長期にわたり安定して運転できるようになります。
主要な装置には以下が含まれます：
当社のソリューションは、太陽光発電用シリコンウエハー産業向けに特化して設計されており、シリカ除去、フッ素除去、スケール防止を目的としたターゲット型の対策を提供します。また、排水基準およびプロセス用水の再利用要件の両方を確実に満たす処理水を継続的に供給します。
当社は、工場の処理能力、排水の特性、設置可能なスペース、運転条件に応じて設計された、完全カスタマイズ型の非標準設備を提供しています。シリコンウエハー製造工程で見られる高流量・高腐食性・高摩耗性という過酷な環境に対応するため、強化耐食性ハウジング、耐摩耗性配管、詰まり防止型フィルター構造を特別に設計しており、設備の信頼性と寿命を大幅に向上させます。
すべての主要電気システム、機械装置、水処理部品は、CE規格、UL規格、ISO規格への適合認証を取得しています。
これらの国際的に認められた認証は、運用上の安全性の高さ、法規制への適合性、および国内外のプロジェクトにおける円滑な受入を保証します。
当社独自の前処理シリカ除去技術により、コロイドによる膜汚染を効果的に抑制し、メンテナンス頻度を大幅に低減するとともに、膜の寿命を延長します。
本システムは95％を超える水の再利用率を実現し、真水使用量および廃水排出コストを大幅に削減します。
モジュール式の一体型設計により設置スペースを最小限に抑えつつ、将来的な柔軟な拡張が可能です。完全自動化・スマート制御による運転により、人的負荷を軽減し、厳格な環境規制への適合を維持しながら、安定的かつ長期的な運転を実現します。
当社は、トップクラスの太陽光用シリコンウエハー製造メーカー向けに多数の排水処理プロジェクトを成功裏に完了しており、シリコンウエハー製造排水の処理および水の再利用に関する豊富な実績を有しています。
代表的なプロジェクトとして、処理能力1,500 m³／日を有する「15 GW級シリコンウエハー切断・洗浄排水処理および水再利用プロジェクト」があります。
このシステムは長期にわたり信頼性高く稼働し、シリコン粉末の堆積、膜のスケーリング、フッ素濃度の過剰上昇といった課題を完全に解決しました。環境認証検査にも無事合格し、年間35万m³以上の淡水使用量削減を実現しました。
添付資料には以下が含まれます：
シリコンウエハー製造メーカー向けに、現地調査・水質分析・カスタマイズ設計・非標準機器の設計・製造・据付・試運転・環境規制対応支援・運用保守サービス・システム更新工事までを含む、包括的なEPC一括請負型廃水処理ソリューションを提供しています。
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