Veolia水务技术与方案

半导体制造厂利用Veolia频繁倒极电渗析(EDR)回收本地洗涤器废水

Veolia EDR为高硅废水提供卓越回用解决方案

挑战

由于经济和监管因素,半导体器件制造越来越依赖水回收。在这类设施中,有许多局部洗涤器产生的废水可以回收。虽然局部洗涤器位于晶圆厂内的不同位置,废液流通常具有不同的水质,但用于处理回收的化合物类型存在相似之处。

Veolias EDR堆栈

由于使用了氢氟酸(HF)清洁晶圆,许多局部洗涤器废水流中含有高浓度的氟化物和二氧化硅。传统的HF废物(HFW)处理需要沉淀、絮凝和沉积,而且需要在晶圆厂内使用大量的空间(占地面积)。众所周知,HFW的可变性很大,这可能导致传统处理工艺不稳定,并且有违反排放要求的风险。

Veolia与新加坡一家半导体制造商合作,对该厂商的局部洗涤器废物进行分类和回收。分离处理和回用使工厂能够在有限的占地面积内进行扩建,提高了晶圆厂的整体水回收率,并降低了环境合规风险。

项目概要

终端用户:半导体制造厂

地点:新加坡

调试:2016

应用:局部洗涤器废水回收

技术:频繁倒极电渗析(EDR)筒式滤芯,氯

流量:150 m3/小时

影响技术选择的因素:50-100 ppm氟化物;进料中总二氧化硅含量为65 ppm(实施回收后);SDI5min > 19,SDI1min >90,主要成分为二氧化硅;会导致生物生长的高温和低重量有机物

运行结果:出水符合局部洗涤器给水质量要求;氟化物去除率为80%;回收率为70%;无二氧化硅污垢/去除;生物生长受控,就地清洗间隔为2-3个月

制胜价值主张:高回收率;占地面积小;二氧化硅和有机耐受性;控制生物生长;运行成本低

关键词:微电子;半导体;局部洗涤器回收(LSR);氢氟酸废水;废水回用;工业;氟;硅;频繁倒极电渗析;Z.Plex*滤芯

解决方案

局部洗涤器废水具有一些独特的处理挑战,这些挑战会影响技术的选择。除了进料氟化物浓度超过50 ppm外,废水流还容易产生生物污垢,并且含有高浓度的细小二氧化硅颗粒。众所周知,如果没有进行充分的预处理,生物污堵和二氧化硅都会给基于反渗透(RO)的系统带来问题。

为了应对这些挑战,Veolia开发了一项集成工艺流程(图2),其中包括加氯、滤芯式预过滤(Z.Plex SWRO.Zs 50-40)和频繁倒极电渗析(EDR)。这一组合式工艺可实现70%的回收率,并将氟化物浓度从50-100 ppm降至28 ppm以下。EDR产出水被循环至局部洗涤器进料罐,在那里与新水混合以达到流量平衡。

与超滤(UF)和RO替代方案相比,基于EDR的工艺具有多项优势,包括:

  • 对细小二氧化硅颗粒具有耐受性,这些颗粒难以通过基于膜的UF预处理去除,并可能污染RO膜(由于许多局部洗涤器没有限制性的二氧化硅要求,这些二氧化硅颗粒可以通过EDR产出水进入洗涤器中)
  • 能够保持整个系统的氯残留量,以控制生物生长
  • 减少占地面积
  • 能够实现超过70%的回收率,而无需离子交换和RO系统所需的大量化学剂量

与高pH值RO系统(包括UF、离子交换和RO)相比,资金成本更低。

半导体Veolias集成工艺

 

结果

自2016年12月起,基于EDR的系统已成功投入运行。预计EDR膜寿命超过7年,就地清洗频率仅为2-3个月。在预处理系统中,Z.Plex SWRO滤芯和残余氯的结合使用使过滤器的使用寿命延长了4倍。这种性能使客户能够将流量从传统的HFW处理系统转移到基于EDR的LSR系统,从而减少了占地面积,并且有助于扩大晶圆厂的产能。另一项优势是,在没有局部洗涤器废水流的情况下,传统的HFW系统运行更加稳定。