I. Źródła ścieków, typowe zanieczyszczenia oraz cechy jakości wody
Ścieki z produkcji krzemowych płytek powstają głównie w wyniku trawienia płytek, polerowania, czyszczenia powierzchni, osadzania cienkich warstw, litografii światłoczułej oraz mycia pomieszczeń czystych. Są jednym z największych i najbardziej złożonych strumieni ścieków w opartej na krzemie produkcji półprzewodników. Ścieki są zazwyczaj klasyfikowane jako: ścieki zawierające fluor, ścieki procesowe kwasowe/luzne, ścieki organiczne z procesów czyszczenia, ścieki zawierające kompleksy metali ciężkich oraz roztwór o wysokiej zawartości soli pochodzący z produkcji ultraczystej wody (UPW).
Typowymi zanieczyszczeniami są fluorokompleksy, krzemiany, ultra drobne koloidy krzemionki, sole kwasowe i zasadowe oraz śladowe ilości jonów miedzi i niklu wraz z pozostałościami po fotorezystorach i substancjach powierzchniowo czynnych. Ścieki charakteryzują się znacznymi wahaniami pH, bardzo stabilnymi koloidami, silnym potencjałem tworzenia osadów oraz słabą biodegradowalnością. Niektóre metale ciężkie występują w stabilnych formach kompleksowych, które trudno usunąć za pomocą konwencjonalnej metod precypitacji. Ponieważ produkcja płytek krzemowych wymaga procesowej wody o wyjątkowo wysokiej czystości, zarówno normy ponownego wykorzystania ścieków, jak i normy ich odprowadzania są znacznie surowsze niż w przypadku typowych przemysłowych ścieków.
II. Typowe wyzwania klientów
Ultra drobne koloidy krzemionki oraz kompleksy fluorokrzemianowe są trudne do rozdzielenia, co często powoduje osadzanie się osadów w rurociągach, zanieczyszczenie membran oraz przestoje w produkcji. Fluktuacje ścieków mogą prowadzić do nadmiernych stężeń fluoru i metali ciężkich, zwiększając ryzyko niezgodności z wymogami środowiskowymi. Konwencjonalna obróbka mieszanych strumieni wymaga dużego zużycia odczynników chemicznych, generuje duże ilości niebezpiecznego osadu i wiąże się z wysokimi kosztami eksploatacji. Standardowe urządzenia często nie zapewniają wystarczającej odporności na korozję ani wydajności antyzanieczaczowej, podczas gdy tradycyjne systemy budowane w sposób cywilny zajmują duże powierzchnie i są trudne do rozbudowy, co czyni rozwiązania dostosowane do indywidualnych potrzeb niezbędne.
III. Proces oczyszczania i kluczowe wyposażenie
Zalecany proces obejmuje oddzielną zbiorę, wstępną obróbkę, dezkompleksację, usuwanie fluoru i krzemionki, koagulację i sedymentację, zaawansowane utlenianie, oczyszczanie za pomocą membran UF oraz odpornych na zanieczyszczenia membran RO oraz redukcję objętości koncentratu. Oddzielne zbiorniki wyrównawcze minimalizują wstrząsy hydrauliczne. Dezkompleksacja usuwa kompleksy metali ciężkich, a dedykowane usunięcie fluoru i krzemionki eliminuje kluczowe zanieczyszczenia. Zaawansowane utlenianie usuwa pozostałe związki organiczne, a system UF-RO wytwarza oczyszczoną wodę nadającą się do czyszczenia płytek krzemowych. Do podstawowego sprzętu należą: odporno na korozję zbiorniki wyrównawcze, reaktory dezkompleksacji, reaktory usuwania fluoru i krzemionki, inteligentne systemy dawkowania, moduły membranowe odporno na zanieczyszczenia, analizatory jakości wody w trybie online oraz systemy sterowania PLC.
IV. Zalety rozwiązania
Rozwiązanie skutecznie radzi sobie z gromadzeniem koloidów krzemionki, usuwaniem fluoru, kontrolą metali ciężkich oraz zakamienieniem membran, zapewniając stabilne spełnianie wymogów dotyczących odprowadzania ścieków i ponownego wykorzystania wody. Dostępne są dostosowane urządzenia modułowe z konstrukcjami odpornymi na korozję, kanałami przepływowymi zapobiegającymi zatykaniu oraz kompaktowymi układami. Wszystkie główne urządzenia posiadają certyfikaty CE, UL oraz ISO. Ponowne wykorzystanie wody przekracza 95%, częstotliwość konserwacji oraz ilość generowanego osadu są znacznie zmniejszone, a modułowy, zautomatyzowany projekt umożliwia rozbudowę mocy w przyszłości.
V. Przykłady realizowanych projektów oraz dokumenty potwierdzające
Bofu pomyślnie wdrożyła systemy oczyszczania ścieków w wielu zakładach produkujących krzemowe płytki o średnicy 8 i 12 cali. Projekt pilotowy o zdolności przetwarzania 1200 m³/działa niezawodnie od kilku lat, eliminując zanieczyszczenie membran związane z krzemionką oraz kontrolując stężenia fluoru i krzemianów, przy jednoczesnym spełnieniu wymogów środowiskowych i akceptacji fabrycznej. Do dokumentów wspierających należą technologie objęte patentami, certyfikaty CE/UL/ISO, raporty jakości wody sporządzone przez niezależne podmioty, certyfikaty akceptacji projektów oraz przykładowe realizacje.
VI. Zakres usług i przebieg projektu
Bofu oferuje kompleksowe usługi EPC klucz-w-rękę, obejmujące analizę terenu, badania jakości ścieków, dostosowanie procesu i projektu urządzeń, produkcję, montaż, uruchomienie, eksploatację i konserwację, modernizację systemów oraz dostawę materiałów eksploatacyjnych na całe życie urządzenia.
Przepływ pracy:
1. Analiza terenu i badania jakości wody.
2. Dostosowanie projektu procesu, przygotowanie oferty cenowej i układu przestrzennego.
3. Produkcja urządzeń i budowa na miejscu.
4. Montaż, uruchomienie i weryfikacja wydajności.
5. Wsparcie w zakresie akceptacji środowiskowej oraz szkolenie operatorów.
6. Długoterminowa konserwacja, inspekcje, uaktualnienia i wsparcie techniczne.
EN
