english
français
Deutsch
Italiano
Русский
Español
português
Nederlandse
ελληνικά
日本語
한국
العربية
हिन्दी
Türkçe
indonesia
tiếng Việt
ไทย
বাংলা
فارسی
polski
Hoe halfgeleiderafvalwater te behandelen: scheiding, chemische behandeling en waterhergebruik
Halfgeleiderafvalwater is geen enkel type industrieel afvalwater. Een halfgeleiderfabriek kan fluoridezand water, zure en alkalische stromen, ammoniakafvalwater, organisch afvalwater, CMP-slurryafvalwater en afvalwater dat koper, nikkel of andere metalen bevat, lozen.
Deze stromen hebben verschillende chemische eigenschappen en mogen niet met één universeel behandelingsproces worden behandeld.
Begin met het productieproces
Voordat operators een afvalwaterzuiveringsinstallatie ontwerpen of optimaliseren, moeten ze de productiesbron, de chemische samenstelling en de downstreamimpact van elke afvalwaterstroom identificeren.
Bron en chemie
- Welk productieproces genereert het afvalwater
- Welke chemicaliën worden in dat proces gebruikt
- Of de stroom complexvormers bevat
Processtabiliteit
- Of het afvalwater fluctueert tussen productiebatches
- Welke verontreinigingen downstreamsystemen beïnvloeden
Terugwinning en hergebruik
- Of waardevolle materialen kunnen worden teruggewonnen
- Of het behandelde water kan worden hergebruikt
Aanbevolen classificatie van halfgeleiderafvalwater
Een praktisch classificatiesysteem scheidt afvalwater volgens de dominante verontreinigingen en het vereiste behandelingsmechanisme.
| Afvalwaterstroom | Typische verontreinigingen | Gangbare behandelingsaanpak |
|---|---|---|
| Fluorideafvalwater | Fluoride-ionen, zuren en fijne neerslagen | Calciumzoutprecipitatie, coagulatie en flocculatie |
| Zuur en alkalisch afvalwater | Minerale zuren, alkaliën en opgeloste zouten | Gelijkstelling en neutralisatie |
| Ammoniakafvalwater | Ammoniakstikstof en alkalische verbindingen | Strippen, biologische stikstofverwijdering of gecombineerde behandeling |
| Organisch afvalwater | Fotoresist, ontwikkelaar, oplosmiddelen en oppervlakteactieve stoffen | Fysisch-chemische voorbehandeling en biologische behandeling |
| CMP-afvalwater | Silica, alumina, ceria, metaaldeeltjes en polijstchemicaliën | Coagulatie, flocculatie, klaring en filtratie |
| Zwaar metaalafvalwater | Koper, nikkel en andere metalen | Chemische precipitatie, metaalvangst of ionenwisseling |
| Spoelwater met lage verontreiniging | Lage zwevende vaste stoffen en opgeloste verontreinigingen | Membraanbehandeling en waterhergebruik |
Behandeling van fluorideafvalwater
Fluoridezand afvalwater is een van de meest voorkomende stromen in waferfabricage.
Calciumhydroxide, calciumchloride of andere calciumgebaseerde reagentia kunnen worden toegevoegd om opgelost fluoride om te zetten in calciumfluoride neerslagen.
Echter, nieuw gevormde calciumfluoride deeltjes kunnen klein zijn en moeilijk te bezinken. Coagulantia en flocculanten worden daarom vaak gebruikt om de vaste-vloeistofscheiding te versterken.
Belangrijkste operationele principe
De optimale pH en chemische dosering moeten door middel van testen worden bevestigd, omdat de samenstelling van het afvalwater kan variëren tussen productielijnen.
Behandeling van CMP-afvalwater
CMP-afvalwater bevat extreem fijne schurende deeltjes zoals silica, alumina of ceriumoxide. Deze deeltjes kunnen in suspensie blijven omdat hun oppervlakken vergelijkbare elektrische ladingen dragen.
Ladingsneutralisatie
Een kationisch coagulant kan de deeltjesafstoting verminderen en de suspensie destabiliseren.
- PolyDADMAC
- Polyamine
- Polyaluminiumchloride
- Andere anorganische of organische coagulantia
Vlokvorming
Na destabilisatie kan polyacrylamide de fijne deeltjes overbruggen en grotere vlokken vormen die gemakkelijker bezinken of drijven.
Sterke menging wordt normaal gesproken gebruikt om het coagulant te dispergeren, terwijl langzamere menging toestaat dat vlokken groeien zonder te worden gebroken.
Behandeling van zwaar metaalafvalwater
Zwaar metaalafvalwater kan koper, nikkel, zink of andere metalen bevatten uit plating-, ets-, verpakkings- en IC-substraatprocessen.
Conventionele behandeling omvat meestal het aanpassen van de pH, zodat opgeloste metalen onoplosbare hydroxiden vormen. Coagulatie en flocculatie worden vervolgens gebruikt om de neergeslagen deeltjes te verwijderen.
Waarom conventionele precipitatie kan mislukken
EDTA, ammoniak, citraat of andere complexvormers kunnen metalen opgelost houden en de precipitatie-efficiëntie verminderen.
Aanvullende behandelingsopties
- Breken of verzwakken van metaalcomplexen
- Gespecialiseerde zware metaalvangstmiddelen
- Sulfid-gebaseerde precipitatie
- Ionenwisseling of selectieve adsorptie
- Membraanconcentratie
- Metaalherwinningstechnologieën
Behandeling van zuur, alkalisch en ammoniakafvalwater
Zuur en alkalisch afvalwater
Zuur en alkalisch afvalwater wordt over het algemeen behandeld door gelijkstelling en neutralisatie.
Neutralisatie moet geleidelijk worden uitgevoerd met adequate menging. Het overschrijden van de doel-pH kan het chemisch verbruik verhogen en bepaalde verontreinigingen opnieuw oplossen.
Waarom pH-controle belangrijk is
- Metaalprecipitatie
- Verwijdering van fluoride
- Coagulatie-efficiëntie
- Polymeerprestaties
- Stabiliteit van biologische behandeling
Ammoniak-stikstofafvalwater
Lage tot matige concentraties kunnen biologisch worden behandeld door middel van nitrificatie en denitrificatie. Stromen met hoge concentraties vereisen mogelijk ammoniakstrippen of aparte voorbehandeling.
Stabiele pH, alkaliteit, temperatuur en opgeloste zuurstof zijn belangrijk. Giftige organische stoffen en hoge saliniteit moeten ook worden gemonitord.
Behandeling van organisch afvalwater
Organisch halfgeleiderafvalwater kan bevatten:
- Fotoresist residuen
- Ontwikkelaars
- Oplosmiddelen
- Oppervlakteactieve stoffen
- Reinigingschemicaliën
- Isopropylalcohol
- Andere opgeloste organische verbindingen
Keuze van behandeling
Biologisch afbreekbaar afvalwater kan biologisch worden behandeld na gelijkstelling en pH-aanpassing.
Stromen met hoge concentraties oplosmiddelen, giftige verbindingen of slecht biologisch afbreekbare organische stoffen vereisen mogelijk fysisch-chemische voorbehandeling, geavanceerde oxidatie of aparte terugwinning.
Coagulantia kunnen helpen bij het verwijderen van colloïdaal en gedeeltelijk onoplosbaar organisch materiaal, maar er mag niet van worden verwacht dat ze alle opgeloste organische verontreinigingen verwijderen.
Sludge ontwatering
Behandeling van halfgeleiderafvalwater kan sludge produceren die calciumfluoride, metaalhydroxiden, CMP-deeltjes, anorganische coagulantneerslagen en biologische vaste stoffen bevat.
Typische ontwateringsapparatuur
- Filterpersen
- Bandfilterpersen
- Centrifuges
- Schroefpersen
Doel van polymeerselectie
Kationisch of anionisch polyacrylamide kan worden geselecteerd op basis van de sludge-samenstelling en de ontwateringsapparatuur.
Het juiste product moet sterke vlokken, heldere filtraat, snellere drainage en een lager sludge-vochtgehalte opleveren.
Mogelijkheden voor waterhergebruik
Niet al het halfgeleiderafvalwater mag naar hetzelfde definitieve lozingssysteem worden geleid. Relatief schoon spoelwater en behandeld proceswater kunnen worden teruggewonnen via een gefaseerde behandelingslijn.
Voorbehandeling
Klaring, multimediafiltratie of patroonfiltratie.
Membraanscheiding
Ultrafiltratie en omgekeerde osmose.
Geavanceerde polijsting
Geavanceerde polijsting, desinfectie of oxidatie waar nodig.
Potentieel hergebruik
Koeltorens, scrubbers, faciliteitsreiniging, nutssystemen of voedingswater voor verdere zuivering.
Selectie van waterbehandelingschemicaliën
Bij de selectie van chemicaliën moet rekening worden gehouden met het volledige behandelingsdoel in plaats van de prijs per kilogram.
Bluwat Chemicals kan verschillende kwaliteiten PAC, PolyDADMAC, polyamine, polyacrylamide en zware metaalvangstmiddelen leveren voor laboratoriumevaluatie.
Aanbevolen jar-testprocedure
Een laboratorium jar-test kan helpen bij het identificeren van de meest effectieve chemische combinatie voor elke gescheiden afvalwaterstroom.
Bluwat chemische oplossingen voor halfgeleiderafvalwater
Polyaluminiumchloride
Gebruikt voor coagulatie, verwijdering van zwevende vaste stoffen, klaring en behandeling van bepaalde fluoride- of CMP-afvalwaterstromen.
PolyDADMAC
Een organisch kationisch coagulant met hoge lading, gebruikt voor ladingsneutralisatie, destabilisatie van fijne deeltjes en klaring.
Polyamine
Geschikt voor coagulatie en de verwijdering van bepaalde colloïdale of organische verontreinigingen.
Polyacrylamide
Verkrijgbaar in anionische, kationische en non-ionische kwaliteiten voor flocculatie, klaring, sludge verdikking en ontwatering.
Zwaar metaal vangmiddel
Ontworpen om de verwijdering van koper, nikkel en andere zware metalen te ondersteunen, met name waar conventionele precipitatie alleen onvoldoende is.
Antischuimmiddel
Gebruikt om schuim te beheersen in gelijkstellingstanks, biologische zuiveringseenheden en andere afvalwaterprocessen.
Conclusie
Effectieve behandeling van halfgeleiderafvalwater hangt af van de verbinding tussen productie en waterbeheer.
Fluoride, CMP-deeltjes, organische verontreinigingen, ammoniak en zware metalen gedragen zich verschillend en vereisen verschillende behandelingsstrategieën. Gescheiden inzameling kan het chemisch verbruik verminderen, de behandelingsstabiliteit verbeteren, grondstofterugwinning ondersteunen en meer mogelijkheden creëren voor waterhergebruik.
Bluwat Chemicals ondersteunt projecten voor de behandeling van halfgeleiderafvalwater door middel van chemische selectie, monstertesten en doseringsoptimalisatie voor uitdagend industrieel afvalwater.