วิธีการบำบัดน้ำเสียจากเวเฟอร์ซิลิคอนสำหรับพลังงานแสงอาทิตย์

1. แหล่งที่มาของน้ำเสีย สารมลพิษทั่วไป และลักษณะของน้ำ

น้ำเสียจากกระบวนการผลิตแผ่นซิลิคอนสำหรับเซลล์พลังงานแสงอาทิตย์เกิดขึ้นเป็นหลักในระหว่างการตัดแผ่น (wafer slicing), การกัดผิวเพื่อเพิ่มพื้นผิว (texturing) และการทำความสะอาด, การขัดด้วยสารละลายกรดและด่าง, การกำจัดกาว, การระบายความร้อนขณะตัดแผ่น, และการทำความสะอาดห้องผลิต ซึ่งถือเป็นแหล่งน้ำเสียที่มีปริมาณมากที่สุดตลอดกระบวนการผลิตแผ่นซิลิคอน

ต่างจากน้ำเสียจากกระบวนการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์โดยตรง น้ำเสียจากกระบวนการผลิตแผ่นซิลิคอนมีลักษณะเด่นคือ มีฟลูออไรด์ในปริมาณสูง ความเข้มข้นของซิลิกาสูง ความขุ่นสูง และมีน้ำเสียทั้งแบบกรดและด่างสลับกันไปมา

มลพิษทั่วไปประกอบด้วย ฟลูออไรด์ ซิลิกาแบบคอลลอยด์แขวนลอย (SiO₂) เกลือจากกรดและด่าง สารตกค้างจากของเหลวใช้ในการตัดในปริมาณเล็กน้อย รวมทั้งไอออนที่ทำให้น้ำกระด้าง เช่น แคลเซียมและแมกนีเซียม แม้ระดับ COD โดยรวมจะค่อนข้างต่ำ แต่น้ำเสียชนิดนี้มีซิลิกาในรูปแบบคอลลอยด์ในความเข้มข้นสูงมาก

ปริมาณน้ำเสียสูงมากและมีการเปลี่ยนแปลงของแรงดันน้ำอย่างรุนแรง น้ำเสียจากการตัดเวเฟอร์มีอนุภาคซิลิคอนขนาดเล็กจำนวนมาก ซึ่งตกตะกอนได้ง่ายและก่อให้เกิดคราบสกปรกสะสม น้ำเสียที่ปล่อยออกมาแบบสลับระหว่างสารละลายกรดและด่างทำให้ค่า pH เปลี่ยนแปลงอย่างรุนแรง และความเค็มเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง หากไม่มีการบำบัดอย่างเหมาะสม จะเกิดปัญหาคราบสกปรกสะสมอย่างรุนแรง การอุดตันของเมมเบรน และความเข้มข้นของฟลูออไรด์ในน้ำทิ้งที่ผ่านการบำบัดสูงเกินเกณฑ์

ระบบบำบัดน้ำเสียต้องสอดคล้องกับข้อบังคับการปล่อยน้ำเสียจากอุตสาหกรรมที่เกี่ยวข้อง และมาตรฐานการนำน้ำกลับมาใช้ใหม่

2. ปัญหาที่ลูกค้าพบบ่อย

การบำบัดน้ำเสียในอุตสาหกรรมเวเฟอร์ซิลิคอนมีความท้าทายเฉพาะทางที่ซับซ้อนหลายประการ

กระบวนการบำบัดแบบดั้งเดิมโดยทั่วไปไม่สามารถกำจัดซิลิกาโคลลอยด์ขนาดเล็กพิเศษได้อย่างมีประสิทธิภาพ ส่งผลให้การตกตะกอนช้า การสะสมของตะกอนในถังสมดุล การอุดตันของเมมเบรนอย่างรุนแรง และการเปลี่ยนเมมเบรนก่อนกำหนด

เทคโนโลยีการกำจัดฟลูออไรด์แบบดั้งเดิมยังมีความสามารถในการปรับตัวต่อสภาวะน้ำเสียที่เปลี่ยนแปลงได้จำกัด ซึ่งเพิ่มความเสี่ยงในการเกินขีดจำกัดการปล่อยฟลูออไรด์

การผลิตแผ่นซิลิคอนเวเฟอร์ต้องใช้น้ำสำหรับกระบวนการปริมาณมาก ในขณะที่ระบบบำบัดแบบดั้งเดิมมักให้อัตราการนำน้ำกลับมาใช้ใหม่ค่อนข้างต่ำ ส่งผลให้การใช้น้ำจืดสูงและต้นทุนการดำเนินงานสูง

นอกจากนี้ อุปกรณ์บำบัดมาตรฐานมักไม่เหมาะสมกับสภาวะการปฏิบัติงานในกระบวนการผลิตเวเฟอร์ที่มีความเป็นกรดสูง ความเป็นด่างสูง มีแนวโน้มเกิดคราบตะกรัน และกัดกร่อนสูง ทำให้อุปกรณ์เสียหายบ่อยครั้งและต้องบำรุงรักษาบ่อยขึ้น

เมื่อความจุการผลิตขยายตัวอย่างต่อเนื่อง สถาน facility บำบัดน้ำเสียแบบพลเรือนแบบดั้งเดิมจำเป็นพื้นที่ติดตั้งขนาดใหญ่ และมีความยืดหยุ่นจำกัดสำหรับการปรับเพิ่มความจุ จึงไม่เหมาะกับการผลิตแผ่นซิลิคอนเวเฟอร์สมัยใหม่ที่มีขนาดใหญ่และดำเนินการต่อเนื่อง

3. กระบวนการบำบัดและโครงสร้างอุปกรณ์หลัก

เพื่อจัดการกับลักษณะเฉพาะของน้ำเสียจากแผ่นซิลิคอนเวเฟอร์ที่มีซิลิกาสูง ฟลูออไรด์สูง และความขุ่นสูง เราใช้กระบวนการบำบัดที่ผ่านการพัฒนาและทดสอบมาอย่างดี ซึ่งประกอบด้วย:

การเก็บแยกประเภท → การทำให้เกิดการตกตะกอนเพื่อกำจัดซิลิกาและฟลูออไรด์ → การนุ่มน้ำ → การกรองแบบแม่นยำ → การนำน้ำกลับมาใช้ใหม่ด้วยระบบเมมเบรนขั้นสูง → การลดปริมาตรของน้ำเข้มข้น

น้ำเสียจากการตัดเวเฟอร์ที่มีความขุ่นสูง และน้ำเสียจากกระบวนการที่มีความเป็นกรดหรือด่าง จะถูกเก็บและปรับสมดุลแยกกัน เพื่อลดการเปลี่ยนแปลงของอัตราการไหลและคุณภาพน้ำให้น้อยที่สุด

ระบบการทำให้เกิดการตกตะกอนและตกตะกอนแยกตัวเฉพาะทางจะทำลายความเสถียรของซิลิกาในรูปคอลลอยด์ พร้อมกันนี้ยังสามารถกำจัดฟลูออไรด์ได้อย่างมีประสิทธิภาพสูง

น้ำที่ผ่านการบำบัดแล้วจะถูกส่งผ่านระบบกรองด้วยทรายและระบบกรองด้วยถ่านกัมมันต์ เพื่อกำจัดของแข็งแขวนลอยที่เหลืออยู่และสารอินทรีย์ปนเปื้อนในปริมาณน้อย

สุดท้าย ระบบอัลตราฟิลเตรชัน (UF) ที่ผสานกับระบบเมมเบรนออสโมซิสย้อนกลับ (RO) แบบต้านการอุดตัน จะผลิตน้ำรีไซเคิลคุณภาพสูง ซึ่งเหมาะสมสำหรับการล้างแผ่นเวเฟอร์และใช้ในการระบายความร้อน

สารเข้มข้นที่เหลือจะได้รับการบำบัดเพิ่มเติมด้วยกระบวนการลดปริมาตร เพื่อให้มั่นใจว่าระบบทั้งหมดจะสามารถดำเนินงานได้อย่างเสถียรในระยะยาว

อุปกรณ์หลักประกอบด้วย:

• ถังสมดุลที่ออกแบบพิเศษเพื่อทนต่อการกัดกร่อน
• ปฏิกรณ์กำจัดซิลิกาและฟลูออไรด์แบบประสิทธิภาพสูง
• ระบบทำให้น้ำนุ่มแบบอัตโนมัติเต็มรูปแบบ
• หน่วยกรองความแม่นยำสูง
• ระบบเมมเบรนรีเวิร์สออสโมซิสแบบต้านการสะสมสิ่งสกปรก
• ระบบเติมสารเคมีอัจฉริยะ
• เครื่องมือตรวจสอบคุณภาพน้ำแบบออนไลน์

4. ข้อได้เปรียบของโซลูชัน

โซลูชันของเราได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับอุตสาหกรรมแผ่นเวเฟอร์ซิลิคอนเซลล์พลังงานแสงอาทิตย์ โดยให้แนวทางแก้ไขเฉพาะทางสำหรับการกำจัดซิลิกา การกำจัดฟลูออไรด์ และการป้องกันการเกิดคราบตะกรัน พร้อมทั้งจัดหาแหล่งน้ำที่ผ่านการบำบัดอย่างต่อเนื่อง ซึ่งสอดคล้องกับข้อกำหนดทั้งด้านการปล่อยน้ำทิ้งและการนำน้ำกลับมาใช้ใหม่ในกระบวนการ

เราให้บริการอุปกรณ์ที่ออกแบบเฉพาะตามความต้องการ ซึ่งไม่ใช่มาตรฐานทั่วไป โดยพิจารณาจากกำลังการผลิตของโรงงาน ลักษณะน้ำเสีย พื้นที่ติดตั้งที่มีอยู่ และสภาวะการปฏิบัติงาน โครงสร้างตัวเรือนที่เสริมความแข็งแรงและทนต่อการกัดกร่อน ท่อที่ทนต่อการสึกหรอ และระบบกรองที่ป้องกันการอุดตัน ได้รับการออกแบบมาเป็นพิเศษเพื่อรองรับสภาวะการใช้งานที่มีอัตราการไหลสูง มีฤทธิ์กัดกร่อนสูง และมีอนุภาคกัดกร่อนในกระบวนการผลิตแผ่นซิลิคอน ทำให้ความน่าเชื่อถือของอุปกรณ์และอายุการใช้งานยาวนานขึ้นอย่างมาก

ระบบไฟฟ้าหลัก อุปกรณ์กลไก และชิ้นส่วนการบำบัดน้ำทั้งหมดผ่านการรับรองตามมาตรฐาน CE, UL และ ISO

• การรับรอง CE ยืนยันว่าสอดคล้องกับข้อกำหนดของสหภาพยุโรปเกี่ยวกับความเข้ากันได้ทางแม่เหล็กไฟฟ้า (EMC) ข้อกำหนดแรงดันต่ำ (LVD) และข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อม
• การรับรอง UL แสดงว่าสอดคล้องกับมาตรฐานความปลอดภัยด้านการป้องกันอัคคีภัยและไฟฟ้าที่เข้มงวดของทวีปอเมริกาเหนือ

การรับรองมาตรฐานระดับสากลเหล่านี้ช่วยให้มั่นใจในความปลอดภัยในการดำเนินงานที่สูง ความสอดคล้องตามข้อบังคับ และการยอมรับอย่างราบรื่นทั้งในโครงการภายในประเทศและต่างประเทศ

เทคโนโลยีการกำจัดซิลิกาแบบก่อนการบำบัดเฉพาะของบริษัทเราสามารถขจัดการอุดตันของเยื่อกรองจากคอลลอยด์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ลดความถี่ในการบำรุงรักษาลงอย่างมาก และยืดอายุการใช้งานของเยื่อกรอง

ระบบสามารถนำน้ำกลับมาใช้ใหม่ได้มากกว่าร้อยละ 95 ซึ่งช่วยลดการใช้น้ำจืดและการใช้จ่ายด้านการปล่อยน้ำเสียลงอย่างมีนัยสำคัญ

การออกแบบแบบโมดูลาร์แบบบูรณาการช่วยลดพื้นที่ที่จำเป็นสำหรับการติดตั้งให้น้อยที่สุด ขณะเดียวกันก็รองรับการขยายระบบในอนาคตได้อย่างยืดหยุ่น การควบคุมการทำงานอัตโนมัติเต็มรูปแบบด้วยระบบอัจฉริยะช่วยลดปริมาณแรงงานที่ต้องใช้ และรับประกันการดำเนินงานที่มีเสถียรภาพในระยะยาว พร้อมทั้งสอดคล้องตามมาตรฐานด้านสิ่งแวดล้อมที่เข้มงวด

5. ตัวอย่างโครงการที่ผ่านมาและเอกสารสนับสนุน

เราได้ดำเนินโครงการบำบัดน้ำเสียให้กับผู้ผลิตแผ่นซิลิคอนเวเฟอร์สำหรับเซลล์พลังงานแสงอาทิตย์ชั้นนำมาแล้วหลายแห่ง และมีประสบการณ์เชิงลึกอย่างกว้างขวางในการบำบัดน้ำเสียจากกระบวนการผลิตแผ่นซิลิคอนเวเฟอร์และการนำน้ำกลับมาใช้ใหม่

โครงการต้นแบบหนึ่งคือ โครงการบำบัดน้ำเสียและนำน้ำกลับมาใช้ใหม่จากกระบวนการตัดและทำความสะอาดแผ่นซิลิคอนเวเฟอร์ กำลังการผลิต 15 กิกะวัตต์ ซึ่งมีกำลังการบำบัด 1,500 ลูกบาศก์เมตรต่อวัน

ระบบทำงานได้อย่างเชื่อถือได้ในระยะยาว โดยแก้ไขปัญหาที่เกี่ยวข้องกับการสะสมของผงซิลิคอน การเกิดคราบบนเมมเบรน และความเข้มข้นของฟลูออไรด์ที่สูงเกินไปอย่างสมบูรณ์ โครงการผ่านการตรวจสอบเพื่อรับรองด้านสิ่งแวดล้อมเรียบร้อยแล้ว และยังช่วยประหยัดน้ำจืดได้มากกว่า 350,000 ลูกบาศก์เมตรต่อปี

เอกสารสนับสนุนประกอบด้วย:

• สิทธิบัตรกรรมวิธีกำจัดซิลิกาและฟลูออไรด์เฉพาะของบริษัท
• ใบรับรอง CE, UL และ ISO
• รายงานผลการทดสอบคุณภาพน้ำจากหน่วยงานภายนอกที่ได้รับการรับรอง
• เอกสารการเสร็จสิ้นโครงการและการรับรองด้านสิ่งแวดล้อม
• อ้างอิงผลการดำเนินงานจากโครงการต้นแบบในอุตสาหกรรมเซลล์แสงอาทิตย์

6. ขอบเขตการให้บริการและกระบวนการความร่วมมือ

เราให้บริการโซลูชันการบำบัดน้ำเสียแบบ EPC แบบครบวงจรสำหรับผู้ผลิตแผ่นซิลิคอน ครอบคลุมการสำรวจพื้นที่ การวิเคราะห์คุณภาพน้ำ การออกแบบกระบวนการเฉพาะตามความต้องการ การออกแบบอุปกรณ์ที่ไม่เป็นมาตรฐาน การผลิต การติดตั้ง การเดินระบบ การสนับสนุนการปฏิบัติตามข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อม การให้บริการด้านการดำเนินงานและบำรุงรักษา รวมถึงโครงการปรับปรุงระบบ

ขั้นตอนความร่วมมือมาตรฐาน

• การสำรวจพื้นที่และการเก็บตัวอย่างน้ำ – ดำเนินการตรวจสอบพื้นที่จริง เก็บตัวอย่างน้ำเสีย และจัดทำรายงานการวิเคราะห์คุณภาพน้ำอย่างละเอียด
• การออกแบบวิศวกรรมแบบเฉพาะเจาะจง – พัฒนากระบวนการบำบัดและโซลูชันอุปกรณ์ที่ออกแบบมาโดยเฉพาะตามสภาวะการปฏิบัติงานของโรงงาน
• การผลิตอุปกรณ์และการก่อสร้าง – เริ่มต้นการผลิตอุปกรณ์ที่ปรับแต่งเฉพาะและการก่อสร้างหน้างาน หลังจากยืนยันสัญญาแล้ว
• การติดตั้งและการเดินระบบ – ดำเนินการติดตั้งให้เสร็จสมบูรณ์ การเดินระบบแบบบูรณาการ และการทดลองใช้งานจนกว่าจะบรรลุผลลัพธ์ที่มีเสถียรภาพและเป็นไปตามข้อกำหนด
• การรับรองโครงการและการฝึกอบรม – สนับสนุนขั้นตอนการรับรองด้านสิ่งแวดล้อม และจัดการฝึกอบรมผู้ปฏิบัติงานอย่างมืออาชีพ
• การสนับสนุนทางเทคนิคระยะยาว – ให้บริการตรวจสอบตามรอบปกติ การบำรุงรักษาเชิงป้องกัน การปรับปรุงประสิทธิภาพระบบ การอัปเกรดอุปกรณ์ ตลอดจนการจัดหาสินค้าสิ้นเปลืองและสนับสนุนทางเทคนิคตลอดอายุการใช้งาน