I. Các nguồn nước thải, các chất gây ô nhiễm điển hình và đặc điểm chất lượng nước
Nước thải trong sản xuất bánh wafer silicon chủ yếu phát sinh từ các quá trình ăn mòn (etching), đánh bóng, làm sạch bề mặt, lắng đọng màng mỏng, quang khắc (photolithography) và xả rửa phòng sạch (cleanroom washdown). Đây là một trong những dòng nước thải lớn nhất và phức tạp nhất trong sản xuất bán dẫn dựa trên silicon. Nước thải thường được phân loại thành: nước thải chứa fluoride, nước thải quy trình có tính axit/kiềm, nước thải làm sạch hữu cơ, nước thải chứa phức chất kim loại nặng và dung dịch cô đặc có độ muối cao từ quá trình sản xuất nước siêu tinh khiết (UPW).
Các chất gây ô nhiễm điển hình bao gồm florua, silicat, keo silica siêu mịn, muối axit và kiềm, cùng các ion đồng và niken vết, ngoài ra còn có dư lượng chất chống ăn mòn quang học (photoresist) và chất hoạt động bề mặt. Nước thải có đặc điểm là dao động pH rõ rệt, keo rất ổn định, tiềm năng tạo cặn cao và khả năng phân hủy sinh học kém. Một số kim loại nặng tồn tại dưới dạng phức bền, khó loại bỏ bằng phương pháp kết tủa thông thường. Vì quy trình sản xuất đĩa bán dẫn (wafer) yêu cầu nước công nghệ có độ tinh khiết cực cao, nên cả tiêu chuẩn tái sử dụng nước thải lẫn tiêu chuẩn xả thải đều khắt khe hơn nhiều so với nước thải công nghiệp thông thường.
II. Những thách thức phổ biến của khách hàng
Các keo silica siêu mịn và các phức fluorosilicat khó tách biệt, thường gây lắng cặn trong đường ống, bám bẩn màng và ngừng sản xuất. Sự dao động của nước thải có thể dẫn đến nồng độ florua và kim loại nặng quá cao, làm gia tăng rủi ro vi phạm quy định môi trường. Phương pháp xử lý dòng hỗn hợp thông thường đòi hỏi lượng hóa chất tiêu thụ lớn, sinh ra khối lượng bùn nguy hại đáng kể và chi phí vận hành cao. Thiết bị tiêu chuẩn thường thiếu khả năng chống ăn mòn và chống bám bẩn đủ mạnh, trong khi các hệ thống xây dựng dân dụng truyền thống chiếm diện tích lớn và khó mở rộng, do đó giải pháp tùy chỉnh là điều thiết yếu.
III. Quy trình xử lý và thiết bị lõi
Quy trình đề xuất bao gồm thu gom tách biệt, tiền xử lý, phá phức, loại bỏ florua và silica, keo tụ và lắng, oxy hóa nâng cao, xử lý màng UF kết hợp RO chống bám bẩn, và giảm thể tích nước cô đặc. Cân bằng riêng biệt giúp giảm thiểu sốc thủy lực. Quá trình phá phức loại bỏ các phức kim loại nặng, trong khi quá trình loại bỏ florua/silica chuyên biệt loại bỏ các chất gây ô nhiễm chính. Oxy hóa nâng cao loại bỏ các chất hữu cơ còn sót lại, và hệ thống màng UF-RO sản xuất nước tái sử dụng phù hợp cho công đoạn làm sạch đĩa wafer. Thiết bị cốt lõi bao gồm bể cân bằng chịu ăn mòn, phản ứng phá phức, phản ứng loại bỏ florua & silica, hệ thống định lượng thông minh, mô-đun màng chống bám bẩn, máy phân tích chất lượng nước trực tuyến và hệ thống điều khiển PLC.
IV. Ưu điểm của giải pháp
Giải pháp này hiệu quả trong việc xử lý sự tích tụ keo silica, loại bỏ florua, kiểm soát kim loại nặng và hiện tượng đóng cặn màng, đồng thời đảm bảo tuân thủ ổn định các tiêu chuẩn xả thải và tái sử dụng nước. Thiết bị mô-đun được thiết kế theo yêu cầu riêng, có cấu trúc chống ăn mòn, kênh dòng chống tắc nghẽn và bố trí gọn gàng. Toàn bộ thiết bị chính đều đạt chứng nhận CE, UL và ISO. Tỷ lệ tái sử dụng nước vượt quá 95%, tần suất bảo trì và lượng bùn sinh ra giảm đáng kể, đồng thời thiết kế tự động hóa theo mô-đun hỗ trợ mở rộng công suất trong tương lai.
V. Các dự án tham khảo và tài liệu hỗ trợ
Bofu đã triển khai thành công các hệ thống xử lý nước thải cho nhiều cơ sở sản xuất đĩa bán dẫn silicon kích thước 8 inch và 12 inch. Một dự án tiêu biểu với công suất xử lý 1.200 m³/ngày đã vận hành ổn định trong nhiều năm, loại bỏ hoàn toàn hiện tượng tắc màng do silica và kiểm soát hiệu quả nồng độ florua cùng silicat, đồng thời đáp ứng đầy đủ các yêu cầu về môi trường và nghiệm thu tại nhà máy. Các tài liệu hỗ trợ bao gồm công nghệ được cấp bằng sáng chế, chứng nhận CE/UL/ISO, báo cáo chất lượng nước từ bên thứ ba, giấy chứng nhận nghiệm thu dự án và danh sách các dự án tham khảo.
VI. Phạm vi dịch vụ & Quy trình thực hiện dự án
Bofu cung cấp dịch vụ chìa khóa trọn gói EPC, bao gồm khảo sát hiện trường, phân tích nước thải, thiết kế quy trình và thiết bị theo yêu cầu, sản xuất, lắp đặt, chạy thử, vận hành & bảo trì, nâng cấp hệ thống và cung cấp vật tư tiêu hao suốt đời hệ thống.
Quy trình làm việc:
1. Khảo sát hiện trường và phân tích chất lượng nước.
2. Thiết kế quy trình tùy chỉnh, báo giá và bố trí mặt bằng.
3. Sản xuất thiết bị và thi công tại hiện trường.
4. Lắp đặt, vận hành thử và kiểm tra hiệu suất.
5. Hỗ trợ nghiệm thu môi trường và đào tạo người vận hành.
6. Bảo trì dài hạn, kiểm tra, nâng cấp và hỗ trợ kỹ thuật.
EN
