Puslaidininkių plokštelių gamybos nuotekų valymo sprendimas

1. Nuotekų šaltiniai, tipiški teršalai ir vandens kokybės charakteristikos

Iš puslaidininkių plokštelių gamybos (Wafer Fab) susidarančios nuotekos yra labai sudėtingos ir susideda iš kelių technologinių srautų. Jos daugiausia susidaro plokštelių rūgštinės ir šarminės apdorojimo, plonų plėvelių nusodinimo, jonų implantavimo, fotolitografijos, cheminio mechaninio išlyginimo (CMP), rūgštinio ir šarminio valymo bei išmetamųjų dujų neutralizavimo metu. Šie nuotekų srautai paprastai skirstomi į penkias kategorijas: fluoridų turinčios nuotekos, rūgštinės ir šarminės nuotekos, organinės nuotekos, sunkiųjų metalų nuotekos bei didelės druskos koncentracijos koncentratas.

Tipiški teršalai apima fluoridus, silikatus, borą ir fosforo junginius, pėdsakuose esančius sunkiuosius metalus (pvz., varį, niklį ir cinką), fotoatspindžio medžiagų likučius, organinius tirpiklius, paviršiaus aktyviuosius medžiagas, ultrafinas suspenduotas daleles bei koloidines priemaišas.

Puslaidininkių plokštelių gamybos nuotekos pasižymi dideliais srauto kiekio svyravimais, kaitaliomis rūgštinėmis ir šarminėmis sąlygomis, labai stabiliomis koloidinėmis dalelėmis, prasta biologine skaidomumu bei dideliu užkalkėjimo ir korozijos pavojumi. Kai kurie sunkieji metalai egzistuoja kaip stabilūs metalų kompleksai, kuriuos sunku pašalinti naudojant įprastas valymo metodes.

Be to, puslaidininkių gamybos įmonės turi laikytis itin griežtų aplinkos išmetimo ir vandens pakartotinio naudojimo standartų, todėl plokštelių gamybos nuotekos yra vienos techniškai sudėtingiausių pramoninių nuotekų rūšių.

2. Dažniausiai klientų kylančios problemos

Puslaidininkių plokštelių gamybos nuotekų valymas kelia keletą itin specializuotų techninių iššūkių.

Kompleksiniai sunkieji metalai ir stabilūs fluoro-silikato junginiai sunkiai pašalinami naudojant įprastas valymo procedūras, todėl vis griežtesniems išmetimo standartams atitikti tampa vis sunkiau, kai nuotekų charakteristikos svyruoja.

Ultrafinezės koloidinės dalelės ir fotoatspindžio medžiagų likučiai dažnai sukelia dumblų kaupimąsi, vamzdynų užsikimšimą ir rimtą membranų užterštumą, dėl ko įranga dažnai sustabdoma ir nutrūksta nuolatinė plokštelės gamyba.

Kadangi puslaidininkių gamyba apima daugybę gamybos procesų, kurie sukuria skirtingus nuotekų srautus, jungtinis šių nuotekų valymas dažnai reikalauja per didelio chemikalų kiekio ir sukuria didelius dumblų kiekius, todėl išauga eksploatacijos ir šalinimo sąnaudos.

Standartinė nuotekų valymo įranga dažniausiai neturi pakankamos korozijos atsparumo, antifoulingo gebėjimo ir švaros, reikalingų puslaidininkių gamyboje, todėl padidėja antrinės užterštumo rizika.

Be toliau, puslaidininkių gamybos įmonės nuolat plečia gamybos pajėgumus, išlaikydamos kompaktiškus valymo patalpų planus. Įprastinės civilinės nuotekų valymo įrangos įstaigos užima didelius plotus ir suteikia ribotą lankstumą ateities plėtrai, todėl kyla poreikis visiškai integruotoms ir pritaikytoms nuotekų valymo sistemoms.

3. Valymo procesas ir pagrindinių įrengimų konfigūracija

Norėdami atitikti puslaidininkių plokštelių gamybos įmonių nuotekų įvairumą ir techniškai sudėtingas savybes, naudojame visiškai integruotą valymo procesą, kuris susideda iš šių etapų:

Atskira surinkimo sistema → Kompleksų skaidymas ir vandens paruošimas → Fluorido ir kvarco pašalinimas → Koaguliacija ir nuosėdinimas → Biologinis valymas → Pažangus membraninis valymas → Koncentrato tūrio sumažinimas

Atskiri nuotekų srautai surenkami ir išlyginami atskirai, kad būtų sumažinti hidrauliniai ir vandens kokybės svyravimai.

Specializuotas supaprastinimo procesas skaido stabilius sunkiųjų metalų kompleksus prieš tai, kai tikslus fluoro ir silicio pašalinimo sistema selektyviai pašalina būdingus teršalus.

Toliau nuotekos patenka į koaguliacijos ir nuosėdinimo procesą, po kurio seka pažangus oksidavimas, kad būtų suskaidyti atsparūs organiniai junginiai.

Biologinė valymo sistema dar labiau sumažina likutinį COD, po to vanduo praeina per ultrafiltracijos (UF) sistemą ir antipuvinę atvirkštinės osmosės (RO) membranų sistemą, kad būtų pasiektas pažangus valymas.

Aukštos kokybės perdirbtas vanduo pakartotinai naudojamas puslaidininkių gamybos valymo procesuose, o koncentruotos nuotekos patenka į papildomą tūrio sumažinimą, kad būtų efektyviai išmesta ir atgauti ištekliai.

Pagrindiniai įrenginiai yra:

• Korozijai atsparios atskirtos surinkimo ir išlyginimo sistemos
• Sunkiųjų metalų kompleksų skaidymo reaktoriai
• Didelės naudingumo fluoro pašalinimo reaktoriai
• Intelektualūs chemikalių dozavimo sistemos
• Prieš užsikimšimą skirtos membraninės filtravimo sistemos
• Tiesioginio vandens kokybės stebėjimo prietaisai
• Visiškai automatizuotos elektrinės valdymo sistemos

4. Sprendimo privalumai

Šis sprendimas yra specialiai sukurtas siekiant išspręsti sudėtingas nuotekų sąlygas, susiduriamas puslaidininkių plokštelių gamybos įmonėse.

Originalus valymo procesas veiksmingai pašalina sunkiuosius metalus, fluorido-silikato junginius ir atsparius organinius teršalus, tuo pat metu nuolat gaunant valytą vandenį, kuris atitinka tiek aplinkos išleidimo reikalavimus, tiek gamyklos vandens pakartotinio naudojimo reikalavimus.

Pateikiame visiškai pritaikytus įrangos sprendimus, paremtus valymo kameros išdėstymu, nuotekų savybėmis, gamybos pajėgumais ir turima montavimo vieta. Priderinti korozijai atsparūs įrangos korpusai, dėvėjimui atsparūs medžiagų, užsikimšimams nepriskirtinos srauto kanalai bei kompaktiška modulinė įranga užtikrina optimalų veikimą reikalaujančiomis puslaidininkių gamybos sąlygomis.

Visa pagrindinė įranga, elektros valdymo komponentai ir vandens valymo sistemos sertifikuoti atitinkamai CE, UL ir ISO standartams, todėl tenkinamos griežtos saugos ir atitikties reikalavimai, keliami pažangioms puslaidininkių gamybos įmonėms visame pasaulyje.

Atskirtasis valymo procesas užtikrina puikią atsparumą hidraulinėms ir vandens kokybės svyravimams, žymiai sumažindamas techninės priežiūros dažnumą, membranų užterštumą ir nuotekų dumblo susidarymą.

Vandens atgavimo našumas viršija 95 %, žymiai sumažindamas šviežio vandens suvartojimą ir eksploatacijos išlaidas bei pagerindamas bendrą gamybos efektyvumą.

Modulinė integruota konstrukcija minimaliai užima montavimo vietą, leidžia lankščiai plėsti sistemą ateityje ir palaiko visiškai automatizuotą veikimą nepertraukiamai ir didelėmis apimtimis gaminant puslaidininkius.

5. Projektų nuorodos ir palaikomieji dokumentai

Mes sėkmingai įvykdėme nuotekų valymo projektus kelioms 12 colių ir 8 colių puslaidininkių plokštelėms gaminti skirtoms gamybos įmonėms.

Tipiškas projektas – išplėstinė nuotekų valymo ir vandens pakartotinio naudojimo sistema pažangiam plokštelių gamybos objektui, kurios valymo pajėgumas – 1200 m³/parą.

Ši sistema parodė ilgalaikį stabilų veikimą ir sėkmingai išsprendė problemas, susijusias su per dideliu fluorido ir silicio koncentracijomis, likusiais sunkiaisiais metalais ir membranų užteršimu. Projektas išlaikė tiek aplinkos priėmimo patikrinimus, tiek griežtą gamyklos vandens kokybės patvirtinimą, užtikrindamas stabilią plokštelių gamybą ir nepertraukiamas gamybos operacijas.

Pridėta dokumentacija apima:

• Patentuoti puslaidininkių pramonės nuotekų valymo procesai
• CE, UL ir ISO sertifikavimo liudijimai
• Trečiųjų šalių akredituoti vandens kokybės tyrimų ataskaitos
• Projekto baigimo ir priėmimo dokumentacija
• Atskaitos projektai pirmaujantiems puslaidininkių gamintojams

6. Paslaugų apimtis ir bendradarbiavimo procesas

Mes teikiame visapusiškas EPC „raktas rankose“ nuotekų valymo sprendimo paslaugas puslaidininkių plokštelių gamybos įmonėms, įskaitant vietos tyrimus, nuotekų ėminio paėmimą ir analizę, pritaikytą procesinę inžineriją, nestandartinės įrangos projektavimą, gamybą, montavimą, paleidimą, eksploatacijos ir techninės priežiūros paslaugas, sistemos modernizavimą bei viso gyvavimo ciklo sąnaudų medžiagų tiekimą.

Standartinis bendradarbiavimo procesas

• Vietos tyrimas ir nuotekų analizė – atliekami vietos tyrimai, renkami nuotekų ėminiai ir parengiamas išsamių vandens kokybės analizės ataskaita.
• Pritaikytas inžinerinis projektavimas – remiantis puslaidininkių plokštelių gamybos procesų reikalavimais, sukuriama specializuota valymo technologija, pritaikyta įrangos sprendimo schema ir komercinė pasiūlymo dokumentacija.
• Įrangos gamyba ir statyba – po sutarties patvirtinimo pradedama pritaikytos įrangos gamyba ir vietos montavimas.
• Įrengimo ir paleidimo darbai – visiškas įrengimas, integruotas paleidimas ir nuolatinis bandomasis veikimas, kol bus nuolatos pasiekti visi valymo našumo tikslai.
• Projekto priėmimas ir techninė kvalifikacija – padėti vykdyti aplinkos priėmimo procedūras ir suteikti išsamią operatorių kvalifikaciją.
• Ilgalaikė techninė priežiūra – teikti reguliarius patikrinimus, profilaktinę priežiūrą, sistemos optimizavimą, įrangos modernizavimą ir 24/7 techninę priežiūrą.