1. Källor till avloppsvatten, typiska föroreningar och vattens egenskaper
Avloppsvatten som genereras vid tillverkning av kiselkarbid- (SiC) och galliumnitrid- (GaN) halvledare härrör främst från epitaxial tillväxt, ätning, jonimplantation, tunnfilmsdeposition, waferslipning och rengöring samt rengöringsprocesser i renrum. Jämfört med avloppsvatten från konventionell kiselhalvledartillverkning har avloppsvatten från halvledare av tredje generationen en betydligt mer komplex sammansättning och är avsevärt svårare att behandla.
Typiska föroreningar inkluderar fluorid, höga koncentrationer av syror och baser, ultrafina kiselkarbidpartiklar, galliumföreningar, nitridföreningar, spår av tungmetalljoner samt små mängder organiska föroreningar såsom fotolackrester och kemikalier för avlägsnande av fotolack, vilket leder till varierande COD-nivåer.
Avloppsvattnet karakteriseras av växlande starkt sura och alkaliska strömmar, höga fluoridhalter, ultrafina suspenderade fasta partiklar samt starkt korrosiva egenskaper. Stabila kolloidala partiklar sjunker mycket långsamt, vilket ökar risken för röravlagring och membranblockering. Dessutom kräver tillverkning av halvledare med bred bandgap återvunnet vatten av extremt hög renhet, med vattenkvalitetskrav som är betydligt striktare än de för konventionell industriell avloppsvattenrening.
2. Vanliga kundutmaningar
Tillverkare av SiC- och GaN-halvledare stöter ofta på flera utmaningar vid rening av avloppsvatten.
Ultrafina SiC- och GaN-partiklar är svåra att avlägsna genom konventionell sedimentation, vilket leder till slamackumulering, utrustningsblockering, frekvent membranfouling och kostsamma produktionsstopp. Högt fluoridhaltigt avloppsvatten som genereras under etningsprocesser är svårt att behandla konsekvent, vilket gör det svårt att uppfylla allt strängare miljökrav för utsläpp.
Produktionsprocessen genererar också växlande sura och alkaliska avloppsvattenströmmar med hög korrosivitet, vilket kräver specialutrustning som är motståndskraftig mot korrosion i stället för standardindustriella system. Samtidigt kräver halvledartillverkare extremt höga återvinningsgrader av ultrarenat vatten, medan konventionella behandlingstekniker ofta inte uppfyller de krävda vattenkvalitetskraven, vilket leder till överdriven förbrukning av färskvatten och högre driftkostnader.
Dessutom har moderna halvledarfabriker vanligtvis begränsat installationsutrymme och snabbt utvecklande produktionslinjer, vilket gör konventionella storskaliga reningssystem svåra att utöka eller uppgradera. Därför ökar efterfrågan på kompakta, modulära och fullständigt anpassade avloppsreningsystem som är specifikt utformade för högprecisionens halvledartillverkning.
3. Reningssprocess och konfiguration av kärnutförande utrustning
För att hantera det höga fluoringehållet, de ultrafina partiklarna och de korrosiva egenskaperna hos SiC- och GaN-avlopp använder vi en dedicerad reningprocess som består av:
Separerad insamling → exakt pH-anpassning och kolloidstabilisering → koagulering och fluoridborttagning → finfiltrering → avancerad membranrening → återanvändning av ultrarenat vatten
Surströmmar, alkaliska, fluoridhaltiga och processavloppsvatten samlas in och jämnas ut separat för att minimera hydrauliska och vattenkvalitetsfluktuationer. Exakt pH-styrning destabiliserar kolloidala partiklar, medan ett optimerat koagulations- och avsättningsystem effektivt tar bort suspenderade fasta ämnen och större delen av fluoriden.
Aktiverad koladsorption och precisionfiltrering eliminerar spår av organiska föreningar och resterande metallföroreningar. Den rengjorda vattnet passerar sedan ett ultrafiltrationssystem (UF), följt av ett anti-fouling omvänd osmos-system (RO) för djupdesalination, vilket ger vatten med hög renhet som är lämpligt för skivaavtvättning och andra halvledartillverkningsprocesser.
Kärnutrustning inkluderar:
- Korrosionsbeständiga jämningstankar och pH-regleringssystem
- Hög-effektiva fluoridborttags- och kolloiduppdelningsreaktorer
- Fullt automatiserade vattenmjukningssystem
- Membranfiltrationssystem mot fouling
- Intelligenta kemikaliedoseringssystem
- Högprecisionens onlineinstrument för vattenkvalitetsövervakning
4. Lösningens fördelar
Denna lösning är särskilt utformad för tillverkning av halvledare i tredje generationen av SiC och GaN och hanterar effektivt tre kritiska branssutmaningar: borttagning av extremt fina partiklar, kontroll av fluorid och korrosionsbeständighet.
Det rengjorda vattnet uppfyller konsekvent både kraven på återanvändning i produktionen och miljökraven för utsläpp. Anpassad icke-standardutrustning kan konstrueras för att passa kompakta anläggningslayouter och starkt korrosiva driftmiljöer, med förstärkta anti-korrosionskonstruktioner, flödeskanaler som inte täpps till och modulära kompakta designlösningar anpassade för halvledaranläggningar.
Alla kärnelektriska styrsystem, mekanisk utrustning och vattenreningkomponenter tillverkas i enlighet med internationellt erkända CE-, UL- och ISO-standarder, vilket säkerställer överlägsen säkerhet, pålitlighet och efterlevnad av regleringar för högteknologiska halvledartillämpningar.
Systemet erbjuder utmärkt motstånd mot förändringar i vattenkvaliteten, vilket minskar membranföroreningar, underhållsfrekvensen och driftstopp avsevärt. Återanvändningsgraden för vatten kan överstiga 95 %, vilket minskar förbrukningen av färskvatten och de totala driftkostnaderna avsevärt.
Dess modulära och platsbesparande design möjliggör flexibel kapacitetsutbyggnad, medan fullt automatiserad intelligent styrning säkerställer stabil drift för kontinuerlig, högprecisionsspecifik halvledartillverkning.
5. Projektreferenser och stöddokumentation
Vi har framgående levererat avloppsvattensreningsystem för tillverkningsanläggningar av SiC- och GaN-halvledarwafer, inklusive en referensanläggning för produktion av halvledare med brett bandgap med en reningskapacitet på 900 m³/dag.
Systemet har fungerat pålitligt och effektivt eliminerat partikelackumulering, stabiliserat fluoridborttagning och konsekvent producerat återvunnet vatten som uppfyller kraven för återanvändning av ultrarenat vatten för halvledare. Projektet klarade både fabriksmässig godkännandetestning och miljökonformitetsinspektioner.
Stöddokumentation inkluderar:
- Egendomliga processpatent
- CE-, UL- och ISO-certifieringar
- Tredjepartsrapporter om vattenkvalitetsprovning
- Dokumentation för projektöverlämning
- Referensprojekt från ledande halvledartillverkare
6. Tjänsteomfattning och samarbetsprocess
Vi erbjuder omfattande EPC-färdiga avloppsvattensreningslösningar för tillverkare av halvledare i tredje generation, inklusive platsundersökning, vattenkvalitetsanalys, anpassad processingenjörskonst, tillverkning av icke-standardutrustning, installation, idrifttagning, drift- och underhållstjänster, systemuppgraderingar samt leverans av förbrukningsartiklar under hela systemets livslängd.
Standardiserad samarbetsprocess
- Platsundersökning och avloppsvattenprovtagning med omfattande vattenkvalitetsanalys
- Anpassad process- och utrustningsdesign baserad på produktionsförhållanden
- Utrustningstillverkning och platsmässig byggnadsverksamhet efter avtal bekräftats
- Installation, idrifttagning och integrerad provdrift tills stabil efterlevnad uppnås
- Stöd vid projektförvärv och operatörsträning
- Långsiktig förebyggande underhållstjänst, teknisk support, systemoptimering och uppgraderingstjänster
EN
