วิธีการบำบัดน้ำเสียจากโรงงานผลิตเวเฟอร์เซมิคอนดักเตอร์

1. แหล่งที่มาของน้ำเสีย มลพิษทั่วไป และลักษณะคุณภาพน้ำ

น้ำเสียที่เกิดขึ้นจากกระบวนการผลิตแผ่นซิลิคอน (Wafer Fab) มีความซับซ้อนสูงมาก และประกอบด้วยกระแสของน้ำเสียหลายประเภท ซึ่งเกิดขึ้นเป็นหลักในระหว่างการกัดแผ่นซิลิคอน การสะสมฟิล์มบาง การฝังไอออน การถ่ายโอนลวดลายด้วยแสง การขัดผิวด้วยสารเคมีและแรงกล (CMP) การทำความสะอาดด้วยกรดและด่าง รวมถึงการกำจัดก๊าซเสียผ่านระบบล้างก๊าซ กระแสของน้ำเสียเหล่านี้โดยทั่วไปจัดอยู่ในห้าหมวดหมู่ ได้แก่ น้ำเสียที่มีฟลูออไรด์ น้ำเสียที่มีความเป็นกรดและด่าง น้ำเสียที่มีสารอินทรีย์ น้ำเสียที่มีโลหะหนัก และน้ำเข้มข้นที่มีความเค็มสูง

สารปนเปื้อนทั่วไป ได้แก่ ฟลูออไรด์ ซิลิเกต สารประกอบของโบรอนและฟอสฟอรัส โลหะหนักในปริมาณน้อย (เช่น ทองแดง นิกเกิล และสังกะสี) คราบเรซินสำหรับการถ่ายโอนลวดลาย ตัวทำละลายอินทรีย์ สารลดแรงตึงผิว อนุภาคแขวนลอยขนาดเล็กพิเศษ และสิ่งสกปรกแบบคอลลอยด์

น้ำเสียจากโรงงานผลิตเวเฟอร์เซมิคอนดักเตอร์มีลักษณะเด่นคือ อัตราการไหลที่ผันแปรอย่างมาก สภาวะที่สลับกันระหว่างกรดและด่าง อนุภาคโคลลอยด์ที่มีความเสถียรสูง ย่อยสลายได้ยากด้วยจุลินทรีย์ และมีแนวโน้มเกิดคราบตะกรันและกัดกร่อนสูง บางชนิดของโลหะหนักมีอยู่ในรูปของสารประกอบเชิงซ้อนที่มีความเสถียร จึงยากต่อการกำจัดด้วยวิธีการบำบัดแบบดั้งเดิม

นอกจากนี้ โรงงานผลิตเซมิคอนดักเตอร์ยังต้องปฏิบัติตามมาตรฐานการปล่อยน้ำเสียและมาตรฐานการนำน้ำกลับมาใช้ใหม่ที่เข้มงวดอย่างยิ่ง ทำให้น้ำเสียจากโรงงานผลิตเวเฟอร์เป็นหนึ่งในน้ำเสียอุตสาหกรรมที่ท้าทายทางเทคนิคมากที่สุดประเภทหนึ่งในการบำบัด

2. ปัญหาที่ลูกค้าพบบ่อย

การบำบัดน้ำเสียในโรงงานผลิตเวเฟอร์เซมิคอนดักเตอร์มีความท้าทายทางเทคนิคเฉพาะทางหลายประการ

โลหะหนักที่อยู่ในรูปสารประกอบเชิงซ้อนและสารประกอบฟลูออไรด์-ซิลิเกตที่มีความเสถียรสูงนั้นยากต่อการกำจัดด้วยกระบวนการบำบัดแบบดั้งเดิม จึงทำให้การปฏิบัติตามมาตรฐานการปล่อยน้ำเสียที่เข้มงวดขึ้นเรื่อย ๆ เป็นไปได้ยาก โดยเฉพาะเมื่อลักษณะของน้ำเสียมีการเปลี่ยนแปลง

อนุภาคโคลลอยด์ที่มีขนาดเล็กมากและสารตกค้างจากโฟโตเรซิสต์มักก่อให้เกิดการสะสมของตะกอน การอุดตันในท่อน้ำ และการปนเปื้อนเยื่อกรองอย่างรุนแรง ส่งผลให้อุปกรณ์ต้องหยุดทำงานบ่อยครั้ง ซึ่งขัดขวางกระบวนการผลิตเวเฟอร์อย่างต่อเนื่อง

เนื่องจากการผลิตชิ้นส่วนเซมิคอนดักเตอร์ประกอบด้วยหลายขั้นตอนการผลิตที่สร้างน้ำเสียชนิดต่าง ๆ จึงมักจำเป็นต้องใช้สารเคมีในการบำบัดรวมในปริมาณมากเกินไป และก่อให้เกิดตะกอนปริมาณมหาศาล ส่งผลให้ต้นทุนการดำเนินงานและการกำจัดสูงขึ้น

อุปกรณ์บำบัดน้ำเสียทั่วไปมักไม่มีคุณสมบัติทนต่อการกัดกร่อน ต้านทานการปนเปื้อน และรักษาความสะอาดตามมาตรฐานที่โรงงานผลิตเซมิคอนดักเตอร์กำหนด จึงเพิ่มความเสี่ยงต่อการปนเปื้อนซ้ำ

ยิ่งไปกว่านั้น โรงงานผลิตชิ้นส่วนเซมิคอนดักเตอร์ยังขยายกำลังการผลิตอย่างต่อเนื่อง ทั้งที่ยังคงรักษาผังห้องสะอาดที่มีขนาดกะทัดรัดไว้ สถาน facility บำบัดน้ำเสียแบบทั่วไปมักใช้พื้นที่มากและมีความยืดหยุ่นจำกัดสำหรับการขยายกำลังการในอนาคต ส่งผลให้เกิดความต้องการโซลูชันการบำบัดน้ำเสียที่บูรณาการอย่างสมบูรณ์และปรับแต่งเฉพาะ

3. กระบวนการบำบัดและโครงสร้างอุปกรณ์หลัก

เพื่อจัดการกับลักษณะเฉพาะของน้ำเสียจากโรงงานผลิตเวเฟอร์เซมิคอนดักเตอร์ ซึ่งมีความหลากหลายและมีข้อกำหนดเชิงเทคนิคสูง เราใช้กระบวนการบำบัดแบบบูรณาการอย่างสมบูรณ์ ประกอบด้วย:

การเก็บแยกประเภท → การทำลายสารเชิงซ้อนและการปรับสภาพน้ำ → การกำจัดฟลูออไรด์และซิลิกา → การตกตะกอนด้วยสารเคมีและการตกตะกอน → การบำบัดด้วยจุลินทรีย์ → การกรองขั้นสูงด้วยเมมเบรน → การลดปริมาตรของน้ำเข้มข้น

น้ำเสียแต่ละสายการผลิตจะถูกเก็บและปรับสมดุลแยกกัน เพื่อลดการเปลี่ยนแปลงของอัตราการไหลและคุณภาพน้ำให้น้อยที่สุด

กระบวนการแยกสารที่ออกแบบมาเป็นพิเศษจะทำลายสารประกอบโลหะหนักที่มีความเสถียร ก่อนที่ระบบกำจัดฟลูออไรด์และซิลิกาแบบแม่นยำจะขจัดสารปนเปื้อนเฉพาะที่พบได้บ่อย

น้ำเสียจะผ่านกระบวนการตกตะกอนด้วยการรวมตัวของอนุภาค (coagulation) และการตกตะกอน (sedimentation) ตามด้วยกระบวนการออกซิเดชันขั้นสูงเพื่อย่อยสลายสารอินทรีย์ที่ย่อยสลายได้ยาก

ระบบบำบัดด้วยจุลินทรีย์จะขจัดสาร COD ที่เหลืออยู่ต่อไป ก่อนที่น้ำจะผ่านระบบกรองแบบอัลตราฟิลเตรชัน (UF) และระบบเมมเบรนรีเวอร์สออสโมซิส (RO) ที่ทนต่อการอุดตัน เพื่อการบำบัดขั้นสูง

น้ำที่ผ่านการรีไซเคิลจนมีคุณภาพสูงจะถูกนำกลับไปใช้ในกระบวนการล้างผลิตภัณฑ์เซมิคอนดักเตอร์ ส่วนน้ำเสียที่เข้มข้นจะถูกทำให้มีปริมาตรลดลงเพิ่มเติมเพื่อการกำจัดอย่างมีประสิทธิภาพและการกู้คืนทรัพยากร

อุปกรณ์หลักประกอบด้วย:

• ระบบรับน้ำเสียแบบแยกส่วนที่ทนต่อการกัดกร่อนและระบบปรับสมดุลน้ำเสีย
• ปฏิกรณ์แยกสารประกอบโลหะหนัก
• ปฏิกรณ์กำจัดฟลูออไรด์ที่มีประสิทธิภาพสูง
• ระบบเติมสารเคมีอัจฉริยะ
• ระบบกรองด้วยเมมเบรนแบบต้านการอุดตัน
• เครื่องมือตรวจสอบคุณภาพน้ำแบบออนไลน์
• ระบบควบคุมไฟฟ้าแบบอัตโนมัติเต็มรูปแบบ

4. ข้อได้เปรียบของโซลูชัน

วิธีการแก้ปัญหานี้ถูกออกแบบมาเป็นพิเศษเพื่อจัดการกับสภาพน้ำเสียที่ซับซ้อน ซึ่งเกิดขึ้นในโรงงานผลิตเวเฟอร์เซมิคอนดักเตอร์

กระบวนการบำบัดสูตรเฉพาะนี้สามารถกำจัดโลหะหนัก สารประกอบฟลูออไรด์-ซิลิเกต และสารอินทรีย์ที่ย่อยสลายได้ยากได้อย่างมีประสิทธิภาพ พร้อมทั้งผลิตน้ำที่ผ่านการบำบัดให้สอดคล้องกับข้อกำหนดด้านการปล่อยน้ำเสียสู่สิ่งแวดล้อม และข้อกำหนดด้านการนำน้ำกลับมาใช้ใหม่ภายในโรงงานอย่างสม่ำเสมอ

เราให้บริการโซลูชันอุปกรณ์ที่ออกแบบเฉพาะตามรูปแบบห้องสะอาด ลักษณะของน้ำเสีย กำลังการผลิต และพื้นที่ติดตั้งที่มีอยู่ โดยอุปกรณ์ที่ปรับแต่งพิเศษนี้ประกอบด้วยโครงสร้างตัวเรือนที่ทนต่อการกัดกร่อน วัสดุที่ทนต่อการสึกหรอ ช่องทางไหลที่ป้องกันการอุดตัน และอุปกรณ์แบบโมดูลาร์ที่มีขนาดกะทัดรัด ซึ่งทั้งหมดนี้รับประกันประสิทธิภาพการทำงานสูงสุดภายใต้สภาวะการปฏิบัติงานที่เข้มงวดของอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์

อุปกรณ์หลักทั้งหมด ชิ้นส่วนควบคุมไฟฟ้า และระบบบำบัดน้ำได้รับการรับรองตามมาตรฐาน CE, UL และ ISO ซึ่งสอดคล้องกับข้อกำหนดด้านความปลอดภัยและการปฏิบัติตามกฎระเบียบที่เข้มงวดสำหรับโรงงานผลิตชิ้นส่วนเซมิคอนดักเตอร์ขั้นสูงทั่วโลก

กระบวนการบำบัดแบบแยกส่วนให้ความสามารถในการต้านทานต่อการเปลี่ยนแปลงของแรงดันน้ำและคุณภาพน้ำได้อย่างเยี่ยมยอด ช่วยลดความถี่ในการบำรุงรักษา การเกิดคราบสิ่งสกปรกบนเมมเบรน และการสร้างตะกอนได้อย่างมีนัยสำคัญ

อัตราการนำน้ำกลับมาใช้ใหม่สูงกว่าร้อยละ 95 ทำให้การใช้น้ำจืดและการใช้จ่ายในการดำเนินงานลดลงอย่างมาก พร้อมทั้งเพิ่มประสิทธิภาพโดยรวมของการผลิต

การออกแบบแบบบูรณาการแบบโมดูลาร์ช่วยลดพื้นที่ที่ใช้ในการติดตั้ง รองรับการขยายกำลังการผลิตในอนาคตได้อย่างยืดหยุ่น และสนับสนุนการดำเนินงานแบบอัตโนมัติเต็มรูปแบบสำหรับการผลิตชิ้นส่วนเซมิคอนดักเตอร์อย่างต่อเนื่องและในปริมาณสูง

5. ตัวอย่างโครงการที่ผ่านมาและเอกสารสนับสนุน

เราได้ดำเนินโครงการบำบัดน้ำเสียให้กับโรงงานผลิตเวเฟอร์เซมิคอนดักเตอร์ขนาด 12 นิ้วและ 8 นิ้วหลายแห่งจนเสร็จสมบูรณ์แล้ว

โครงการตัวอย่างคือ ระบบบำบัดน้ำเสียแบบครบวงจรและระบบนำน้ำกลับมาใช้ใหม่สำหรับโรงงานผลิตเวเฟอร์ขั้นสูง โดยมีกำลังการบำบัด 1,200 ลูกบาศก์เมตรต่อวัน

ระบบดังกล่าวสามารถดำเนินงานได้อย่างมั่นคงในระยะยาว และแก้ไขปัญหาที่เกี่ยวข้องกับความเข้มข้นของฟลูออไรด์และซิลิกาที่สูงเกินไป โลหะหนักที่เหลือตกค้าง และการอุดตันของเมมเบรนได้อย่างประสบความสำเร็จ โครงการผ่านการตรวจสอบรับรองด้านสิ่งแวดล้อมและการตรวจสอบคุณภาพน้ำของโรงงานตามมาตรฐานที่เข้มงวด ทำให้มั่นใจได้ว่าการผลิตเวเฟอร์จะดำเนินไปอย่างต่อเนื่องและมั่นคง

เอกสารสนับสนุนประกอบด้วย:

• สิทธิบัตรกรรมวิธีการบำบัดน้ำเสียสำหรับอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ที่เป็นกรรมสิทธิ์เฉพาะ
• ใบรับรอง CE, UL และ ISO
• รายงานผลการทดสอบคุณภาพน้ำจากหน่วยงานภายนอกที่ได้รับการรับรอง
• เอกสารการส่งมอบโครงการและการรับรองการเสร็จสิ้นโครงการ
• โครงการอ้างอิงสำหรับผู้ผลิตเซมิคอนดักเตอร์ชั้นนำ

6. ขอบเขตการให้บริการและกระบวนการความร่วมมือ

เราให้บริการโซลูชันการบำบัดน้ำเสียแบบ EPC แบบครบวงจรสำหรับโรงงานผลิตเวเฟอร์เซมิคอนดักเตอร์ ซึ่งรวมถึงการสำรวจพื้นที่ การเก็บตัวอย่างและวิเคราะห์น้ำเสีย การออกแบบกระบวนการวิศวกรรมเฉพาะทาง การออกแบบอุปกรณ์ที่ไม่เป็นมาตรฐาน การผลิต การติดตั้ง การเดินระบบ การให้บริการดำเนินงานและบำรุงรักษา การปรับปรุงระบบ และการจัดหาสินค้าสิ้นเปลืองตลอดอายุการใช้งาน

ขั้นตอนความร่วมมือมาตรฐาน

• การสำรวจพื้นที่และการวิเคราะห์น้ำเสีย – ดำเนินการสำรวจพื้นที่จริง เก็บตัวอย่างน้ำเสีย และจัดทำรายงานการวิเคราะห์คุณภาพน้ำอย่างละเอียด
• การออกแบบวิศวกรรมเฉพาะทาง – พัฒนากระบวนการบำบัดเฉพาะ การออกแบบอุปกรณ์เฉพาะทาง และข้อเสนอเชิงพาณิชย์ โดยอิงตามข้อกำหนดของกระบวนการผลิตเวเฟอร์
• การผลิตอุปกรณ์และการก่อสร้าง – เริ่มการผลิตอุปกรณ์เฉพาะทางและการติดตั้งหน้างานหลังจากยืนยันสัญญาแล้ว
• การติดตั้งและการส่งมอบ – ดำเนินการติดตั้งให้เสร็จสมบูรณ์ การส่งมอบแบบบูรณาการ และการทดลองใช้งานอย่างต่อเนื่อง จนกว่าจะบรรลุเป้าหมายด้านประสิทธิภาพการบำบัดทั้งหมดอย่างสม่ำเสมอ
• การรับรองโครงการและการฝึกอบรมเชิงเทคนิค – สนับสนุนขั้นตอนการรับรองด้านสิ่งแวดล้อม และจัดการฝึกอบรมผู้ปฏิบัติงานอย่างครอบคลุม
• การสนับสนุนทางเทคนิคระยะยาว – ให้บริการตรวจสอบตามรอบปกติ การบำรุงรักษาเชิงป้องกัน การปรับปรุงประสิทธิภาพระบบ การอัปเกรดอุปกรณ์ และการสนับสนุนทางเทคนิคอย่างต่อเนื่องตลอด 24 ชั่วโมง