1. Источники сточных вод, типичные загрязнители и характеристики качества воды
Стоки, образующиеся на заводах по производству полупроводниковых пластин (Wafer Fab), отличаются высокой сложностью и включают несколько технологических потоков. Они возникают главным образом при травлении пластин, осаждении тонких плёнок, имплантации ионов, фотолитографии, химико-механической планаризации (CMP), кислотной и щелочной очистке, а также при промывке отработавших газов. Эти потоки сточных вод обычно подразделяются на пять категорий: стоки, содержащие фториды; кислые и щелочные стоки; органические стоки; стоки, содержащие тяжёлые металлы; и концентрат с высоким содержанием солей.
Типичные загрязняющие вещества включают фториды, силикаты, соединения бора и фосфора, следовые количества тяжёлых металлов (например, меди, никеля и цинка), остатки фоторезиста, органические растворители, ПАВ, ультрадисперсные взвешенные частицы и коллоидные примеси.
Сточные воды полупроводниковых фабрик по производству пластин характеризуются значительными колебаниями расхода, чередованием кислых и щелочных условий, высокостабильными коллоидными частицами, низкой биоразлагаемостью, а также высоким потенциалом образования накипи и коррозии. Некоторые тяжёлые металлы присутствуют в виде стабильных металлокомплексов, которые трудно удалить с помощью традиционных методов очистки.
Кроме того, предприятия по производству полупроводниковых пластин подлежат чрезвычайно жёстким экологическим нормам сброса и повторного использования воды, что делает сточные воды с фабрик по производству пластин одним из самых технически сложных промышленных стоков для очистки.
2. Типичные проблемы заказчиков
Очистка сточных вод на фабриках по производству полупроводниковых пластин связана с рядом высокоспециализированных технических задач.
Комплексные соединения тяжёлых металлов и стабильные фторид-силикатные соединения трудно удаляются с помощью традиционных технологий очистки, что затрудняет соблюдение всё более жёстких норм сброса при изменении характеристик сточных вод.
Сверхмелкие коллоидные частицы и остатки фоторезиста часто вызывают образование осадка, засорение трубопроводов и сильное загрязнение мембран, что приводит к частым остановкам оборудования и нарушению непрерывного производства пластин.
Поскольку производство полупроводников включает множество технологических процессов, генерирующих различные потоки сточных вод, совместная очистка зачастую требует чрезмерного ввода реагентов и приводит к образованию больших объёмов осадка, что обуславливает высокие эксплуатационные и утилизационные затраты.
Стандартное оборудование для очистки сточных вод, как правило, не обладает достаточной стойкостью к коррозии, антизагрязняющими свойствами и чистотой, необходимыми для производства полупроводников, что повышает риск вторичного загрязнения.
Кроме того, предприятия по производству полупроводников постоянно расширяют производственные мощности, сохраняя компактные планировки чистых помещений. Традиционные гражданские очистные сооружения занимают большую площадь и обеспечивают ограниченную гибкость для будущего расширения, что порождает спрос на полностью интегрированные и адаптированные под конкретные задачи решения в области очистки сточных вод.
3. Технологический процесс и конфигурация основного оборудования
Для решения задач, связанных с разнообразными и технически сложными характеристиками сточных вод, образующихся на заводах по производству полупроводниковых пластин, мы применяем полностью интегрированный процесс очистки, включающий следующие этапы:
Раздельный сбор → Декомплексация и подготовка воды → Удаление фторидов и кремнезёма → Коагуляция и осаждение → Биологическая очистка → Мембранная очистка повышенной эффективности → Снижение объёма концентрата
Отдельные потоки сточных вод собираются и выравниваются по отдельности, чтобы минимизировать колебания гидравлической нагрузки и качества воды.
Специализированный процесс декомплексации разрушает устойчивые комплексы тяжёлых металлов до того, как система точного удаления фторидов и кремнезёма селективно удаляет характерные загрязнители.
Затем сточные воды подвергаются коагуляции и осаждению, после чего следует продвинутая окислительная обработка для деградации стойких органических соединений.
Биологическая очистная система дополнительно удаляет остаточный ХПК перед тем, как вода проходит через систему ультрафильтрации (UF) и мембранную систему обратного осмоса (RO) с защитой от загрязнения для углублённой очистки.
Воду высокого качества повторно используют в процессах промывки при производстве полупроводников, а концентрированные сточные воды подвергаются дальнейшему уменьшению объёма для эффективной утилизации и извлечения ресурсов.
Основное оборудование включает:
- Системы коррозионностойкой раздельной сборки и выравнивания
- Реакторы для декомплексации тяжелых металлов
- Реакторы высокоэффективного удаления фторидов
- Интеллектуальные системы дозирования реагентов
- Антизагрязняющие мембранные фильтрационные системы
- Приборы онлайн-мониторинга качества воды
- Полностью автоматизированные электрические системы управления
4. Преимущества решения
Это решение специально разработано для решения сложных задач, связанных со сточными водами на предприятиях по производству полупроводниковых пластин.
Эксклюзивный процесс очистки эффективно удаляет тяжёлые металлы, фторид-силикатные соединения и устойчивые к разложению органические загрязнители, при этом очищенная вода постоянно соответствует как нормативным требованиям к сбросу в окружающую среду, так и требованиям завода к повторному использованию воды.
Мы предлагаем полностью индивидуальные решения в области оборудования с учётом планировки чистых помещений, характеристик сточных вод, производственной мощности и доступного места для монтажа. Индивидуальные корпуса оборудования с повышенной стойкостью к коррозии, износостойкие материалы, каналы потока, устойчивые к засорению, а также компактное модульное оборудование обеспечивают оптимальную производительность в жёстких эксплуатационных условиях предприятий по производству полупроводников.
Все основное оборудование, компоненты электрического управления и системы очистки воды сертифицированы в соответствии со стандартами CE, UL и ISO, что соответствует строгим требованиям к безопасности и соответствию, предъявляемым передовыми производственными предприятиями полупроводниковой промышленности по всему миру.
Процесс раздельной очистки обеспечивает высокую устойчивость к гидравлическим колебаниям и изменениям качества воды, значительно снижая частоту технического обслуживания, загрязнение мембран и образование осадка.
Коэффициент повторного использования воды превышает 95 %, что существенно сокращает потребление пресной воды и эксплуатационные расходы, одновременно повышая общую эффективность производства.
Модульная интегрированная конструкция минимизирует занимаемую площадь при установке, позволяет гибко расширять систему в будущем и поддерживает полностью автоматизированную эксплуатацию для непрерывного высокопроизводительного производства полупроводниковых изделий.
5. Ссылки на проекты и сопутствующая документация
Мы успешно завершили проекты по очистке сточных вод для нескольких предприятий по производству полупроводниковых пластин диаметром 12 дюймов и 8 дюймов.
Типовой проект — это комплексная система очистки сточных вод и повторного использования воды для передового предприятия по производству полупроводниковых пластин, производительность которой составляет 1200 м³/сутки.
Система продемонстрировала устойчивую долгосрочную эксплуатацию и успешно решила проблемы, связанные с избыточным содержанием фторидов и кремнезёма, остаточными тяжёлыми металлами и загрязнением мембран. Проект прошёл как экологическую приёмку, так и строгую верификацию качества воды на предприятии, обеспечив стабильное производство пластин и непрерывность технологических операций.
Подтверждающая документация включает:
- Патенты на собственные технологии очистки сточных вод для полупроводниковой промышленности
- Сертификаты соответствия CE, UL и ISO
- Отчёты о проверке качества воды, выданные аккредитованными сторонними лабораториями
- Документация о завершении проекта и его приёмке
- Референсные проекты для ведущих производителей полупроводников
6. Объём услуг и процесс сотрудничества
Мы предоставляем комплексные решения «под ключ» в области проектирования, поставки и ввода в эксплуатацию систем очистки сточных вод для предприятий по производству полупроводниковых пластин, включая обследование площадки, отбор и анализ проб сточных вод, индивидуальное проектирование технологических процессов, разработку нестандартного оборудования, его производство, монтаж, пусконаладку, эксплуатацию и техническое обслуживание, модернизацию систем, а также поставку расходных материалов на весь срок службы.
Стандартный процесс сотрудничества
- Обследование площадки и анализ сточных вод — проведение выездного обследования, отбор проб сточных вод и подготовка подробного отчёта по качеству воды.
- Индивидуальное инженерное проектирование — разработка специализированного процесса очистки, индивидуального решения по оборудованию и коммерческого предложения с учётом требований к производственному процессу изготовления пластин.
- Производство оборудования и строительно-монтажные работы — начало изготовления индивидуального оборудования и монтажа на площадке после подтверждения контракта.
- Монтаж и ввод в эксплуатацию — полный монтаж, комплексный ввод в эксплуатацию и непрерывная пробная эксплуатация до достижения всех целевых показателей очистки в стабильном режиме.
- Приёмка проекта и техническое обучение — содействие в прохождении процедур экологической приёмки и предоставление всестороннего обучения операторов.
- Долгосрочная техническая поддержка — проведение регулярных проверок, профилактического обслуживания, оптимизации систем, модернизации оборудования и круглосуточной технической поддержки.
EN
