1. Afvalwaterbronnen, typische verontreinigende stoffen en waterkwaliteitskenmerken
Afvalwater dat wordt geproduceerd tijdens de fabricage van halfgeleiderwafels (Wafer Fab) is zeer complex en bestaat uit meerdere processtromen. Het ontstaat voornamelijk tijdens het etsen van wafels, de aanbrenging van dunne films, ionenimplantatie, fotolithografie, chemisch-mechanische planariseren (CMP), zuur- en basisch reinigen en het wassen van uitlaatgassen. Deze afvalwaterstromen worden over het algemeen ingedeeld in vijf categorieën: fluoridehoudend afvalwater, zuur en basisch afvalwater, organisch afvalwater, zwaarmetalenafvalwater en zoutrijk concentraat.
Typische verontreinigende stoffen zijn fluoriden, silicaten, boor- en fosforverbindingen, sporen zware metalen (zoals koper, nikkel en zink), fotolakresten, organische oplosmiddelen, oppervlakteactieve stoffen, ultrafijne zwevende deeltjes en colloïdale verontreinigingen.
Afvalwater van halfgeleiderwafelfabrieken wordt gekenmerkt door aanzienlijke schommelingen in de debiet, wisselende zure en alkalische omstandigheden, zeer stabiele colloïdale deeltjes, slechte biologische afbreekbaarheid en een hoog risico op aanslagvorming en corrosie. Sommige zware metalen komen voor als stabiele metaalcomplexen die moeilijk te verwijderen zijn met conventionele behandelingsmethoden.
Bovendien onderworpen aan uiterst strenge milieu-afvoer- en waterhergebruiksstandaarden, waardoor afvalwater van wafelfabrieken een van de technisch meest uitdagende industriële afvalwaterstromen is om te behandelen.
2. Veelvoorkomende klantuitdagingen
Afvalwaterbehandeling bij de fabricage van halfgeleiderwafels kent diverse zeer gespecialiseerde technische uitdagingen.
Gecomplexeerde zware metalen en stabiele fluoride-silicaatverbindingen zijn moeilijk te verwijderen met conventionele behandelingsprocessen, wat naleving van steeds strengere afvoerstandaarden bemoeilijkt wanneer de eigenschappen van het afvalwater schommelen.
Ultrafijne colloïdale deeltjes en fotolakresten veroorzaken vaak slibophoping, leidingverstopping en ernstige membraanvervuiling, wat leidt tot frequente apparatuuruitval die de continue productie van wafers onderbreekt.
Omdat halfgeleiderproductie talloze productieprocessen omvat die verschillende afvalwaterstromen voortbrengen, vereist gecombineerde behandeling vaak overdreven chemische dosering en genereert grote hoeveelheden slib, wat leidt tot hoge bedrijfs- en verwijderingskosten.
Standaard afvalwatervoorzieningen beschikken over het algemeen niet over de corrosiebestendigheid, antivervuilingscapaciteit en hygiëne die nodig zijn voor halfgeleiderproductie, waardoor het risico op secundaire verontreiniging toeneemt.
Bovendien breiden halfgeleiderfabrieken (fabs) voortdurend hun productiecapaciteit uit, terwijl ze compacte cleanroomindelingen behouden. Conventionele civiele afvalwaterzuiveringsinstallaties nemen veel ruimte in beslag en bieden beperkte flexibiliteit voor toekomstige uitbreiding, wat vraag creëert naar volledig geïntegreerde en op maat gemaakte afvalwaterzuiveringsoplossingen.
3. Behandelingsproces en configuratie van kernapparatuur
Om tegemoet te komen aan de diverse en technisch veeleisende kenmerken van afvalwater uit halfgeleiderwaferfabrieken (fabs), maken wij gebruik van een volledig geïntegreerd zuiveringsproces dat bestaat uit:
Gescheiden inzameling → Ontcomplexing en waterconditioning → Fluoride- en silica-afvoer → Coagulatie en sedimentatie → Biologische behandeling → Geavanceerde membraanzuivering → Vermindering van het volume van het concentraat
Afzonderlijke afvalwaterstromen worden gescheiden ingezameld en gebalanceerd om hydraulische en kwalitatieve schommelingen in het water zo veel mogelijk te beperken.
Een specifiek decomplexatieproces breekt stabiele zwaremetaalcomplexen af voordat een precisiefluoride- en siliciumdioxideverwijderingssysteem karakteristieke verontreinigingen selectief verwijdert.
Het afvalwater ondergaat vervolgens coagulatie en sedimentatie, gevolgd door geavanceerde oxidatie om weerstand biedende organische verbindingen af te breken.
Een biologisch behandelingsysteem verwijdert verdere resterende COD voordat het water door een ultrafiltratiesysteem (UF) en een anti-vervuilende omgekeerde osmose-membraansysteem (RO) gaat voor geavanceerde zuivering.
Hoogwaardig gerecupereerd water wordt hergebruikt in reinigingsprocessen voor halfgeleiderproductie, terwijl geconcentreerd afvalwater verdere volumevermindering ondergaat voor efficiënte afvoer en terugwinning van hulpbronnen.
Kernapparatuur omvat:
- Corrosiebestendige gescheiden verzamel- en equalisatiesystemen
- Reactoren voor zware-metaal-decomplexatie
- Hoogrenderende fluorideverwijderingsreactoren
- Intelligente chemische doseersystemen
- Antifouling membraanfiltersystemen
- Online waterkwaliteitsmonitoringinstrumenten
- Volledig geautomatiseerde elektrische regelsystemen
4. Voordelen van de oplossing
Deze oplossing is specifiek ontworpen om de complexe afvalwateromstandigheden aan te pakken die voorkomen in fabrieken voor de productie van halfgeleiderwafers.
Het gepatenteerde behandelingsproces verwijdert effectief zware metalen, fluoride-silicaatverbindingen en moeilijk afbreekbare organische verontreinigingen, en levert voortdurend gezuiverd water dat voldoet aan zowel milieu-afvoerregelgeving als aan de eisen voor hergebruik van water binnen de installatie.
Wij leveren volledig afgestemde apparatuuroplossingen, gebaseerd op de lay-out van de cleanroom, de kenmerken van het afvalwater, de productiecapaciteit en de beschikbare installatieruimte. Afgestemde corrosiebestendige behuizingen voor apparatuur, slijtvaste materialen, verstoppingsbestendige stromingskanalen en compacte modulaire apparatuur garanderen optimale prestaties onder de veeleisende bedrijfsomstandigheden in de halfgeleiderindustrie.
Alle kernapparatuur, elektrische besturingscomponenten en waterzuiveringsystemen zijn gecertificeerd volgens de CE-, UL- en ISO-normen en voldoen aan de strenge veiligheids- en nalevingsvereisten van geavanceerde halfgeleiderproductiefaciliteiten wereldwijd.
Het gescheiden behandelingsproces biedt uitstekende weerstand tegen schommelingen in debiet en waterkwaliteit, waardoor het onderhoudsfrequentie, membraanvervuiling en slibproductie aanzienlijk worden verminderd.
De waterteruggewinningsgraad bedraagt meer dan 95%, wat het verbruik van vers water en de bedrijfskosten aanzienlijk verlaagt en tegelijkertijd de algehele productie-efficiëntie verbetert.
Het modulaire geïntegreerde ontwerp minimaliseert de installatieruimte, maakt flexibele toekomstige uitbreiding mogelijk en ondersteunt volledig geautomatiseerde werking voor continue, grootschalige halfgeleiderproductie.
5. Projectverwijzingen en ondersteunende documentatie
Wij hebben met succes afvalwaterzuiveringsprojecten uitgevoerd voor meerdere 12-inch- en 8-inch-halfgeleiderwaferfabrieken.
Een representatief project is een uitgebreid systeem voor afvalwaterzuivering en waterhergebruik voor een geavanceerde wafelfabriek, met een zuiveringscapaciteit van 1.200 m³/dag.
Het systeem heeft langdurige, stabiele werking aangetoond en lost met succes problemen op die verband houden met te hoge fluorid- en siliciumdioxideconcentraties, resterende zware metalen en membraanvervuiling. Het project doorliep zowel de milieu-acceptatie-inspecties als strenge fabrieksinspecties voor waterkwaliteit, wat stabiele wafelproductie en ononderbroken productieprocessen waarborgt.
Ondersteunende documentatie omvat:
- Voor eigen gebruik bestemde octrooien op procesmethoden voor de zuivering van afvalwater uit de halfgeleiderindustrie
- CE-, UL- en ISO-certificeringscertificaten
- Door derden geaccrediteerde rapporten over waterkwaliteitstests
- Documentatie over projectvoltooiing en -acceptatie
- Referentieprojecten voor toonaangevende producenten van halfgeleiders
6. Dienstenscope en samenwerkingsproces
Wij bieden uitgebreide EPC-turnkey-oplossingen voor afvalwaterbehandeling voor fabrieken die halfgeleiderwafers vervaardigen, inclusief locatieonderzoek, afvalwaterbemonstering en -analyse, op maat gemaakte procesengineering, ontwerp van niet-standaardapparatuur, productie, installatie, inbedrijfstelling, bedrijfsvoering en onderhoudsdiensten, systeemupgrades en levenslange levering van verbruiksartikelen.
Standaard samenwerkingsproces
- Locatieonderzoek en afvalwateranalyse – Voer een onderzoek ter plaatse uit, verzamel afvalwatermonsters en lever een uitgebreid rapport over de waterkwaliteitsanalyse.
- Op maat gemaakt engineeringontwerp – Ontwikkel een specifiek behandelproces, een op maat gemaakte apparatuuroplossing en een commercieel voorstel op basis van de vereisten van het waferfabricageproces.
- Productie van apparatuur en bouw – Begin met de productie van op maat gemaakte apparatuur en de installatie ter plaatse na bevestiging van het contract.
- Installatie en inbedrijfstelling – Volledige installatie, geïntegreerde inbedrijfstelling en continue proefbedrijfsvoering totdat alle behandelingsprestatiedoelen consistent zijn bereikt.
- Projectacceptatie en technische opleiding – Ondersteuning bij milieu-acceptatieprocedures en uitgebreide operatoropleiding.
- Langetermijn technische ondersteuning – Verstrek periodieke inspecties, preventief onderhoud, systeemoptimalisatie, apparatuupgraden en 24/7 technische ondersteuning.
EN
