1. Avloppsvattenkällor, typiska föroreningar och vattenkvalitetsegenskaper
Avloppsvatten från halvledarwaferfabrikation (Wafer Fab) är mycket komplext och består av flera processströmmar. Det genereras främst under waferätning, tunnfilmsdeposition, jonimplantation, fotolitografi, kemisk-mekanisk planering (CMP), syrlig och alkalisk rengöring samt rening av avgaser. Dessa avloppsvattenströmmar klassificeras vanligtvis i fem kategorier: fluoridhaltigt avloppsvatten, syrligt och alkaliskt avloppsvatten, organiskt avloppsvatten, tungmetallavloppsvatten och koncentrat med hög salt halt.
Typiska föroreningar inkluderar fluorider, silikater, bor- och fosforföreningar, spår av tungmetaller (t.ex. koppar, nickel och zink), fotoresistrester, organiska lösningsmedel, ytaktiva ämnen, ultrafina suspenderade partiklar samt kolloidala föroreningar.
Avloppsvatten från halvledarwaferfabriker kännetecknas av stora fluktuationer i flöde, växlande sura och alkaliska förhållanden, mycket stabila koloidala partiklar, låg biologisk nedbrytbarhet samt ett högt skalnings- och korrosionspotentiale. Vissa tungmetaller förekommer som stabila metallkomplex som är svåra att avlägsna med konventionella reningstekniker.
Dessutom omfattas halvledartillverkningsanläggningar av extremt strikta miljökrav på utsläpp och återanvändning av vatten, vilket gör avloppsvatten från waferfabriker till en av de tekniskt mest utmanande industriella avloppsvattenströmmarna att rena.
2. Vanliga kundutmaningar
Avloppsvattenrening i halvledarwaferfabrikation innebär flera mycket specialiserade tekniska utmaningar.
Komplexbundna tungmetaller och stabila fluorid-silikatföreningar är svåra att avlägsna med konventionella reningsprocesser, vilket gör det svårt att uppfylla allt striktare utsläppskrav när avloppsvattnets egenskaper varierar.
Ultrafina kolloidala partiklar och fotoresistrester orsakar ofta slamackumulering, rörblockering och allvarlig membranfouling, vilket leder till frekventa avbrott i utrustningen som stör kontinuerlig waferproduktion.
Eftersom halvledartillverkning omfattar ett stort antal tillverkningsprocesser som genererar olika avloppsvattenströmmar kräver kombinerad behandling ofta överdriven tillsats av kemikalier och ger upphov till stora mängder slam, vilket leder till höga drift- och bortfalls kostnader.
Standard utrustning för avloppsvattenbehandling saknar i allmänhet korrosionsbeständighet, anti-fouling-förmåga och renlighet som krävs för halvledartillverkning, vilket ökar risken för sekundär kontaminering.
Dessutom utökar halvledarfabrikerna (fabs) kontinuerligt sin produktionskapacitet samtidigt som de bibehåller kompakta renrumslayouter. Konventionella anläggningar för civil avloppsvattenrening tar upp stora ytor och erbjuder begränsad flexibilitet för framtida utbyggnad, vilket skapar efterfrågan på helt integrerade och anpassade lösningar för avloppsvattenrening.
3. Reningssprocess och konfiguration av kärnutförande utrustning
För att hantera den mångfacetterade och tekniskt krävande karaktären hos avloppsvatten från halvledarwaferfabriker använder vi en helt integrerad reningprocess som består av:
Separerad insamling → Avkomplexering och vattenanpassning → Fluorid- och kiseldioxidavlägsning → Koagulering och sedimentation → Biologisk rening → Avancerad membranrening → Minskning av koncentratvolym
Individuella avloppsvattenströmmar samlas in och jämnas ut separat för att minimera hydrauliska och vattenkvalitetsfluktuationer.
En särskild dekomplexeringsprocess bryter ned stabila tungmetallkomplex innan ett precisionsfilter för fluorid- och kiseldioxidborttagning selektivt avlägsnar karaktäristiska föroreningar.
Avloppsvattnet genomgår sedan koagulering och sedimentation, följt av avancerad oxidation för att bryta ned motståndskraftiga organiska föreningar.
Ett biologiskt reningssystem tar bort återstående COD ytterligare innan vattnet passerar ett ultrafiltrationssystem (UF) och ett motfouling-omvändosmosmembransystem (RO) för avancerad rening.
Återvunnet vatten av hög kvalitet återanvänds i rengöringsprocesser för halvledartillverkning, medan koncentrerat avloppsvatten genomgår ytterligare volymminskning för effektiv bortledning och återvinning av resurser.
Kärnutrustning inkluderar:
- Korrosionsbeständiga separerade insamlings- och jämningsystem
- Reaktorer för tungmetalldekomplexering
- Reaktorer med hög effektivitet för fluoridborttagning
- Intelligenta kemikaliedoseringssystem
- Membranfiltrationssystem mot fouling
- Online-instrument för övervakning av vattenkvalitet
- Fullt automatiserade elektriska styrsystem
4. Lösningens fördelar
Denna lösning är särskilt utvecklad för att hantera de komplexa avloppsvillkoren som uppstår i anläggningar för tillverkning av halvledarwafer.
Den egna behandlingsprocessen tar effektivt bort tungmetaller, fluor-silikatföreningar och motståndskraftiga organiska föroreningar, samtidigt som den konsekvent producerar renat vatten som uppfyller både miljöregleringar för utsläpp och kraven på återanvändning av vatten i anläggningen.
Vi erbjuder fullständigt anpassade utrustningslösningar baserat på renrummets layout, avloppsvattnets egenskaper, produktionskapaciteten och det tillgängliga installationsutrymmet. Anpassade korrosionsbeständiga utrustningshus, slitstarka material, flödeskanaler som inte täpps till och kompakta modulära utrustningar säkerställer optimal prestanda under de krävande driftsförhållandena i halvledarindustrin.
Alla kärnutrustningar, elektriska styrkomponenter och vattenreningssystem är certifierade enligt CE-, UL- och ISO-standarder och uppfyller de strikta säkerhets- och efterlevnadskraven för avancerade halvledarproduktionsanläggningar världen över.
Den separerade reningprocessen ger utmärkt motstånd mot hydrauliska och vattenkvalitetsfluktuationer, vilket minskar underhållsfrekvensen, membranföroreningar och slamproduktion avsevärt.
Vattenåtervinningstakten överstiger 95 %, vilket minskar förbrukningen av färskvatten och driftkostnaderna avsevärt samt förbättrar den totala produktionsverkningsgraden.
Den modulära integrerade designen minimerar installationsytan, möjliggör flexibel framtida utbyggnad och stödjer fullt automatiserad drift för kontinuerlig, högvolyms halvledartillverkning.
5. Projektreferenser och stöddokumentation
Vi har genomfört vattenreningsprojekt med framgång för flera 12-tums- och 8-tums halvledarwaferfabriker.
Ett representativt projekt är ett omfattande avloppsvattenrenings- och vattenåteranvändningssystem för en avancerad wafertillverkningsanläggning, med en reningskapacitet på 1 200 m³/dag.
Systemet har visat långsiktig stabil drift och löst framgångsrikt problem relaterade till för höga fluorid- och kiseldioxidhalter, återstående tungmetaller samt membranföroreningar. Projektet godkändes både vid miljöinspektioner och vid strikta fabriksintern verifieringar av vattenkvaliteten, vilket säkerställer stabil wafertillverkning och kontinuerlig produktion.
Stöddokumentation inkluderar:
- Egendomliga patent för halvledaravloppsvattenreningsprocesser
- CE-, UL- och ISO-certifikat
- Vattenkvalitetstestrapporter från ackrediterade tredjeparter
- Dokumentation för projektavslutning och godkännande
- Referensprojekt för ledande halvledartillverkare
6. Tjänsteomfattning och samarbetsprocess
Vi erbjuder omfattande EPC-lösningar för avloppsvattenrening på plats för halvledarwaferfabriker, inklusive platsundersökning, provtagning och analys av avloppsvatten, anpassad processingenjörskonstruktion, konstruktion av icke-standardutrustning, tillverkning, installation, igångkörning, drift- och underhållstjänster, systemuppgraderingar samt leverans av förbrukningsartiklar under hela systemets livslängd.
Standardiserad samarbetsprocess
- Platsundersökning och analys av avloppsvatten – Utför undersökning på plats, samlar in avloppsvattenprover och levererar en omfattande rapport över vattenkvalitetsanalysen.
- Anpassad ingenjörskonstruktion – Utvecklar en dedicerad reningprocess, en anpassad utrustningslösning och ett kommersiellt förslag baserat på kraven i waferfabrikationsprocessen.
- Tillverkning av utrustning och byggnadsarbete – Påbörjar tillverkning av anpassad utrustning och installation på plats efter att kontraktet bekräftats.
- Installation och igångsättning – Fullständig installation, integrerad igångsättning och kontinuerlig provdrift tills alla behandlingsprestandamål konsekvent uppnås.
- Projektgodkännande och teknisk utbildning – Stödja miljögodkännandeprocedurer och tillhandahålla omfattande operatörsutbildning.
- Långsiktig teknisk support – Erbjuda rutininspektioner, förebyggande underhåll, systemoptimering, utrustningsuppdateringar och teknisk support dygnet runt.
EN
