1. Källor till avloppsvatten, typiska föroreningar och vattens egenskaper
CMP (Chemical Mechanical Planarization)-slurryavfallsvatten är ett avgörande processavfallsvatten som genereras under tillverkning av halvledarwafer. Det uppstår främst från kemisk-mekanisk polering (CMP), rengöring av wafer efter CMP, uttömt slurryavfall samt tvätt av renrumsgolvytor.
Jämfört med konventionellt industriavfallsvatten visar CMP-slurryavfallsvatten mycket specialiserade egenskaper. De främsta föroreningarna består av nanostorlekssilika (SiO₂) och ceria (CeO₂) slipspartiklar tillsammans med spårmängder metalljoner såsom koppar (Cu) och aluminium (Al), slipslurrydisperseringsmedel, benzotriazol (BTA)-korrosionsinhibitorer samt rester av syror och baser.
Avloppsvattnet kännetecknas av extremt hög turbiditet och exceptionellt stabila kolloidala partiklar. På grund av de ultrafina partikelstorlekarna är det svårt att få de suspenderade fasta ämnena att sjunka, och de kan inte effektivt separeras med konventionella reningstekniker. Även om den totala COD:n är relativt låg visar avloppsvattnet hög viskositet, betydande skalningspotential och frekventa fluktuationer i vattenkvaliteten, vilket gör rörblockering och membranfouling till vanliga driftutmaningar.
Dessutom kräver halvledartillverkning ultrarenat återvunnet vatten som uppfyller extremt strikta processvattensspecifikationer, där kraven på vattenkvalitet långt överstiger de för konventionell industriell återanvändning av avloppsvatten.
2. Vanliga kundutmaningar
Behandling av CMP-avloppsvatten innebär flera mycket specialiserade tekniska utmaningar som är unika för halvledartillverkning.
Stabila nanoskaliga kiseldioxidkolloider är svåra att avlägsna med konventionella avsättningsprocesser, vilket leder till slamackumulering, allvarlig membranförorening, frekvent membranbyte och oplanerade systemavstängningar som direkt påverkar kontinuiteten i brädproduktionen.
Återstående poleringskemikalier och spår av tungmetaller kan leda till miljöregleringsrisker om de inte tas bort helt.
Eftersom halvledarfabriker kräver återvunnet vatten av exceptionellt hög renhet klarar konventionella vattenreningsystem ofta inte att uppnå den krävda vattenkvaliteten konsekvent, vilket resulterar i låg vattenåteranvändningsgrad och ökade driftkostnader.
Standardiserad avloppsreningsutrustning är i allmänhet inte utformad för den höga viskositeten och de ultrafina partiklarna i CMP-slammavloppsvatten, vilket ger otillräcklig motstånd mot kolvning och korrosion.
Dessutom utökar halvledarfabriker ofta sin produktionskapacitet, medan konventionella reningssystem tar upp stort utrymme och erbjuder begränsad flexibilitet för kapacitetsuppgångar. Därför krävs integrerade och anpassade avloppsreningssystem, specifikt utformade för avancerad halvledartillverkning, i allt större utsträckning.
3. Reningssprocess och konfiguration av kärnutförande utrustning
För att hantera de främsta utmaningarna med CMP-avloppsvatten – inklusive stabila kolloider, ultrafina partiklar och membranföroreningar – använder vi en dedicerad reningprocess som består av:
Separat insamling → Precisionens vattenbehandling och koagulering → Effektiv flockning och avsättning → Precisionens filtrering → Avancerad membranrening → Återanvändning av ultrarenat vatten
CMP-avloppsvatten samlas separat in och jämnas ut för att bibehålla stabila reningsförhållanden.
Exakt pH-anpassning destabiliserar kolloidala partiklar, medan ett högpresterande koagulations- och flockningsystem snabbt samlar ihop och avskiljer nanostora slippartiklar.
Efter sedimentationen avlägsnas majoriteten av de suspenderade fasta ämnena och kolloidala föroreningarna innan vattnet passerar genom precisionssiltring och aktiverad koladsorption, vilket eliminerar resterande organiska föreningar och spårmetallföroreningar.
Slutligen tillhandahåller ett ultrafiltrationssystem (UF) kombinerat med ett motfouling-RO-membransystem avancerad desalination och rening, vilket producerar återvunnet vatten av hög kvalitet som är lämpligt för slipning och rengöring av wafers.
Kärnutrustning inkluderar:
- Intelligenta pH-anpassnings- och kemiska konditioneringssystem
- Hög-effektiva koagulations- och flockningsreaktorer
- Precisionfiltreringsenheter
- Membranfiltrationssystem mot fouling
- Aktivkolkoncentrationssystem
- Fullt automatiserade kemikaliedoseringssystem
- Högprecisionens onlinevattenkvalitetsövervakningssystem
4. Lösningens fördelar
Denna lösning är särskilt utformad för avloppsvatten från slipmedelspasta (CMP) inom halvledarindustrin och löser effektivt branschens mest utmanande problem, inklusive svår kolloidalseparation och allvarlig membranfouling.
Den egna behandlingsprocessen tar effektivt bort ultrafina kvartspartiklar, spår av tungmetaller och återstående organiska föroreningar, samtidigt som återvunnet vatten konsekvent uppfyller standarderna för återanvändning av processvatten inom halvledarindustrin.
Vi erbjuder fullständigt anpassade utrustningslösningar som är skräddarsydda för halvledarrenrum, anläggningslayout och avloppsvattnets egenskaper. Anpassade flödeskanaler som motverkar igensättning, korrosionsbeständiga utrustningshus och precisionsfiltreringsstrukturer säkerställer optimal prestanda under krävande CMP-avloppsvatten-driftförhållanden.
Alla kärnelektriska styrsystem, mekanisk utrustning och vattenreningkomponenter är certifierade enligt CE-, UL- och ISO-standarder och uppfyller internationella säkerhetskrav för avancerade tillverkningsanläggningar i Europa och Nordamerika.
Systemet visar utmärkt motstånd mot hydrauliska och vattenkvalitetsfluktuationer, vilket minskar membranföroreningar, underhållsfrekvensen och utrustningsnedtid avsevärt.
Vattenåtervinningsgraden överstiger 95 %, vilket kraftigt minskar förbrukningen av färskvatten och driftkostnaderna.
Dess modulära integrerade design minimerar installationsutrymmet samtidigt som den möjliggör flexibel framtida utbyggnad. Fullt automatiserad intelligent drift stödjer de kontinuerliga, högprecisionens kraven från moderna halvledarwaferfabriker.
5. Projektreferenser och stöddokumentation
Vi har framgående slutfört flera projekt för rening av kemisk-mekanisk polerings- (CMP) slamavloppsvatten för halvledarwaferfabriker.
Ett representativt projekt är ett CMP-avloppsvattenåtervinningsprojekt för en 12-tums halvledarwaferfabrik med en behandlingskapacitet på 1 000 m³/dag.
Systemet har visat långsiktig stabil drift och löst problemen med kolloidackumulering, membranföroreningar och instabil avloppsvattenkvalitet. Återvunnet vatten uppfyller konsekvent standarderna för återanvändning av ultrarenat vatten i halvledarindustrin och har med framgång genomgått både miljömyndigheternas efterlevnadsgranskningar och fabrikens godkännandetest.
Stöddokumentation inkluderar:
- Egna patent på CMP-avloppsvattenreningsteknik
- CE-, UL- och ISO-certifikat
- Oberoende testerapporter om vattenkvalitet med hög precision
- Dokumentation för projektavslutning och godkännande
- Referensprojekt inom halvledarindustrin
6. Tjänsteomfattning och samarbetsprocess
Vi erbjuder omfattande EPC-slutförda lösningar för CMP-slurryavloppsvattenrening, inklusive platsundersökning, avloppsvattenprovtagning och analys, anpassad processingenjörskonst, design av icke-standardutrustning, tillverkning av utrustning, installation, idrifttagning, drift och underhåll, systemuppgraderingar samt leverans av förbrukningsartiklar under hela systemets livslängd.
Standardiserad samarbetsprocess
- Platsundersökning och vattenprovtagning – Utför undersökning på plats, samlar in avloppsvattenprover och utfärdar en omfattande rapport över vattenkvalitetsanalysen.
- Anpassad ingenjörsdesign – Utveckla en dedicerad behandlingsprocess, en anpassad utrustningslösning och ett kommersiellt förslag baserat på verkliga fabriksdriftsförhållanden.
- Tillverkning och installation av utrustning – Påbörja tillverkning av anpassad utrustning och byggarbeten på plats efter kontraktssigneringsbekräftelse.
- Installation och idrifttagning – Slutför installation, integrerad idrifttagning och provdrift tills stabil överensstämmelse med kraven på vattenkvalitet uppnås.
- Projektgodkännande och utbildning – Stöd projektgodkännandeprocedurer och erbjuda professionell operatörsutbildning.
- Långsiktig teknisk support – Erbjuda rutininspektioner, förebyggande underhåll, systemoptimering, utrustningsuppdateringar och teknisk support dygnet runt.
EN
