Рішення для очищення стічних вод у фабриках виробництва напівпровідникових пластин

1. Джерела стічних вод, типові забруднювачі та характеристики якості води

Стічні води, що утворюються під час виробництва напівпровідникових пластин (Wafer Fab), мають надзвичайно складний склад і включають кілька технологічних потоків. Вони виникають переважно під час травлення пластин, осадження тонких плівок, іонної імплантації, фотолітографії, хіміко-механічної планаризації (CMP), кислотного та лужного очищення, а також промивання відпрацьованих газів. Ці потоки стічних вод загалом поділяють на п’ять категорій: стічні води, що містять фториди, кислі та лужні стічні води, органічні стічні води, стічні води, що містять важкі метали, та концентрат з високою солоністю.

Типові забруднювачі включають фториди, силікати, сполуки бору та фосфору, слідові кількості важких металів (наприклад, міді, нікелю та цинку), залишки фоторезисту, органічні розчинники, поверхнево-активні речовини, надтонкі завислі частинки та колоїдні домішки.

Стічні води з підприємств з виробництва напівпровідникових пластин характеризуються значними коливаннями витрати, чергуванням кислих та лужних умов, високо стабільними колоїдними частинками, низькою біорозкладністю та високим потенціалом утворення накипу й корозії. Деякі важкі метали існують у вигляді стабільних метал-комплексів, які важко видалити за допомогою традиційних методів очищення.

Крім того, підприємства з виробництва напівпровідників повинні дотримуватися надзвичайно жорстких екологічних стандартів щодо скидання стічних вод та повторного використання води, що робить стічні води з підприємств з виробництва напівпровідникових пластин одним із найскладніших технічно промислових стоків для очищення.

2. Поширені проблеми замовників

Очищення стічних вод на підприємствах з виробництва напівпровідникових пластин ставить кілька високоспеціалізованих технічних завдань.

Комплексовані важкі метали та стабільні фторид-силікатні сполуки важко видаляти за допомогою традиційних процесів очищення, що ускладнює відповідність все жорсткішим стандартам скидання при коливаннях характеристик стічних вод.

Надтонкі колоїдні частинки та залишки фоторезисту часто призводять до накопичення шламу, засмічення трубопроводів і важкого забруднення мембран, що викликає часті зупинки обладнання й перерви у безперервному виробництві пластин.

Оскільки виготовлення напівпровідників включає багато технологічних процесів, що утворюють різні потоки стічних вод, спільне очищення часто вимагає надмірного дозування реагентів і породжує великі об’єми шламу, що призводить до високих експлуатаційних і витрат на утилізацію.

Стандартне обладнання для очищення стічних вод, як правило, не має достатньої стійкості до корозії, антизабруднювальних властивостей і чистоти, необхідних у виробництві напівпровідників, що підвищує ризик вторинного забруднення.

Крім того, підприємства з виробництва напівпровідників постійно розширюють потужності виробництва, зберігаючи компактну структуру чистих приміщень. Традиційні цивільні споруди для очищення стічних вод займають велику площу й забезпечують обмежену гнучкість для майбутнього розширення, що створює попит на повністю інтегровані та спеціалізовані рішення для очищення стічних вод.

3. Процес очищення та конфігурація основного обладнання

Щоб задовольнити різноманітні й технічно складні вимоги до стічних вод із підприємств з виробництва напівпровідникових пластин, ми застосовуємо повністю інтегрований процес очищення, що складається з таких етапів:

Роздільне збирання → Декомплексація та підготовка води → Видалення фторидів та кремнію → Коагуляція та осадження → Біологічне очищення → Покращена мембранна очистка → Зменшення об’єму концентрату

Окремі потоки стічних вод збирають і вирівнюють окремо, щоб мінімізувати коливання гідравлічного навантаження та якості води.

Спеціалізований процес декомплексації розкладає стабільні комплекси важких металів до того, як система точного видалення фторидів та кремнію селективно видаляє характерні забруднювачі.

Потім стічні води піддаються коагуляції та осадженню, а потім — передовому окисненню для деградації стійких органічних сполук.

Біологічна система очищення далі видаляє залишкове ХПК, після чого вода проходить через систему ультрафільтрації (UF) та мембранну систему зворотного осмосу (RO), стійку до забруднення, для глибокого очищення.

Відновлена вода високої якості повторно використовується в процесах промивання під час виробництва напівпровідників, тоді як концентровані стічні води піддаються подальшому зменшенню об’єму для ефективного видалення та відновлення ресурсів.

Основне обладнання включає:

• Системи корозійностійкого роздільного збирання та вирівнювання
• Реактори для декомплексування важких металів
• Реактори високої ефективності для видалення фторидів
• Інтелектуальні системи дозування хімічних реагентів
• Мембранні фільтраційні системи, стійкі до забруднення
• Прилади онлайн-моніторингу якості води
• Повністю автоматизовані електричні системи керування

4. Переваги рішення

Це рішення спеціально розроблено для вирішення складних умов стічних вод, що виникають на підприємствах з виготовлення напівпровідникових пластин.

Ексклюзивний процес очищення ефективно видаляє важкі метали, фторид-силікатні сполуки та стійкі органічні забруднювачі, постійно забезпечуючи отримання очищеної води, яка відповідає як вимогам екологічного скидання, так і вимогам до повторного використання води на підприємстві.

Ми пропонуємо повністю індивідуалізовані рішення щодо обладнання, засновані на плануванні чистих приміщень, характеристиках стічних вод, потужності виробництва та наявному місці для встановлення. Індивідуальні корозійностійкі корпуси обладнання, зносостійкі матеріали, протизабивні канали потоку та компактне модульне обладнання забезпечують оптимальну продуктивність у складних умовах експлуатації напівпровідникових підприємств.

Усі основні обладнання, електричні керуючі компоненти та системи очищення води сертифіковані відповідно до стандартів CE, UL та ISO, що відповідає суворим вимогам щодо безпеки й відповідності у передових підприємствах з виробництва напівпровідників по всьому світу.

Процес ізольованої обробки забезпечує високу стійкість до гідравлічних коливань та змін якості води, значно зменшуючи частоту технічного обслуговування, забруднення мембран та утворення осаду.

Коефіцієнт повторного використання води перевищує 95 %, що суттєво знижує споживання прісної води й експлуатаційні витрати, а також підвищує загальну ефективність виробництва.

Модульна інтегрована конструкція мінімізує площу для встановлення, дозволяє гнучке розширення в майбутньому та підтримує повністю автоматизовану роботу для безперервного високопродуктивного виробництва напівпровідників.

5. Посилання на проекти та підтверджувальна документація

Ми успішно завершили проекти з очищення стічних вод для кількох фабрик з виробництва напівпровідникових пластин діаметром 12 дюймів та 8 дюймів.

Представницький проект — це комплексна система очищення стічних вод та повторного використання води для сучасного підприємства з виробництва напівпровідникових пластин, потужністю 1200 м³/добу.

Система продемонструвала тривалу стабільну роботу й успішно вирішила проблеми, пов’язані з надмірно високим вмістом фторидів та кремнію, залишковими важкими металами та забрудненням мембран. Проект пройшов як екологічну приймальну перевірку, так і сувору верифікацію якості води на підприємстві, що забезпечило стабільне виробництво напівпровідникових пластин і безперервні виробничі процеси.

Документація, що підтверджує рішення, включає:

• Патенти на власницький процес очищення стічних вод у напівпровідниковій промисловості
• Сертифікати відповідності CE, UL та ISO
• Звіти про водяне тестування, затверджені незалежною третьою стороною
• Документація щодо завершення проекту та його приймання
• Опорні проекти для провідних виробників напівпровідників

6. Обсяг послуг та процес співпраці

Ми надаємо комплексні рішення EPC «під ключ» щодо очищення стічних вод для підприємств з виробництва напівпровідникових пластин, у тому числі дослідження місця розташування, відбір та аналіз стічних вод, індивідуальне проектування технологічних процесів, розробку нестандартного обладнання, його виробництво, монтаж, пусконалагодження, експлуатацію та технічне обслуговування, модернізацію систем та постачання споживних матеріалів протягом усього терміну експлуатації.

Стандартний процес співпраці

• Огляд місця розташування та аналіз стічних вод — проведення польових досліджень, відбір проб стічних вод та надання детального звіту про якість води.
• Індивідуальне інженерне проектування — розробка спеціалізованого процесу очищення, індивідуального рішення щодо обладнання та комерційної пропозиції на основі вимог до процесу виробництва напівпровідникових пластин.
• Виробництво обладнання та будівництво — розпочаття виробництва індивідуального обладнання та монтажу на місці після підтвердження контракту.
• Монтаж та пусконалагодження — повний монтаж, комплексне пусконалагодження та безперервна пробна експлуатація до досягнення всіх цільових показників очищення в постійному режимі.
• Приймання проекту та технічне навчання — допомога у процедурах екологічного приймання та надання повного навчання операторів.
• Тривала технічна підтримка — проведення регулярних перевірок, профілактичного обслуговування, оптимізації системи, оновлення обладнання та технічної підтримки 24/7.