超滤在高浊度半导体废水回收中的应用

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2021-09-29   环球过滤分离技术网   nanopure9

在半导体制造过程中，会产生三种高浊度的废水：

● 化学机械研磨废水(Chemical Mechanical Polishing, CMP)

● 晶背研磨废水(Back Grinding, BG)

● 切割废水(Dicing Saw, DS)

这三种废水主要的特性如表一

由表可知，这三种废水的浊度都很高，且浊度主要是来自晶圆在研磨与切割时所产生的细小颗粒物。在过去，这些废水是以混凝沉淀来处理，但由于它的颗粒物非常小，不容易聚集、沉降，所以需要添加过量的混凝剂与絮凝剂，因而产生大量的废弃污泥；如此，不仅不经济，也不环保。

在另一方面，这些以超纯水冲洗制程所产生的废水，除了含有高浓度的细小颗粒物，导致浊度很高外，导电度（代表水中离子量）与有机物都不高。如果我们可以把这些细小的颗粒物过滤掉，其过滤后的水质可相当于自来水，甚至是纯水的水质，是非常具有回收价值的。

杜邦水处理 IntegraFlux™ 和 Dizzer XL超滤膜组，分别采用公称孔径为0.03µm PVDF和0.02µm的七孔PES高强度膜丝，可有效去除废水中高浓度的微细颗粒物，将浓度高达数千、甚至上万的半导体废水（图三）处理至浊度小于0.1NTU的纯净水（图四）。底下我们列举三个典型的案例来加以说明。

超滤处理前


超滤处理后

芯片制造业的CMP废水回用

废水特性

含有数十ppm的双氧水，浊度最高达300 NTU

处理流程

废水收集槽 → 超滤

（没有任何前处理，没有添加任何化学药剂）

处理量

16m³/Hr

回收率

≥ 90%

UF膜组

杜邦 IntegraFlux™ SFP-2860 x 8/套

产水浊度

0.02 ~ 0.07 NTU

本案亮点

o 成本效益高：投资回收期（Payback period）

小于1年

o 性能稳定： 在三年操作期间，没有进行任何化学清洗，系统通量与产水浊度，仍维持稳定，显示UF膜组没有明显污染与断丝。

半导体封装业的

BG与DS混合废水回用

废水特性

BG与DS混合废水，浊度最高达2,000 NTU

处理流程

废水收集槽 → 200µm前置滤芯 → 超滤

处理量

40m³/Hr/套 x 3套

回收率

≥ 85%

UF膜组

杜邦 IntegraFlux™ SFP-2860XP x 16/套

产水浊度

< 0.1NTU

本案亮点

o 采用渗透性更高、孔隙更均匀、耐污染性能更好的新一代XP膜丝

o 在运转二年后，产水浊度为0.05NTU，产水通量维持在比设计值高的52 LMH，且跨膜压差(TMP)保持在很低的0.27bar，换算成比通量仍高达193 LMH/bar，显示UF膜组污染程度非常的低。

半导体封装业的BG废水回用

废水特性

纯BG废水，浊度最高达60,000 NTU

处理流程

废水收集槽 → 200µm袋滤 → 超滤

处理量

11.5m³/Hr/套 x 2套

回收率

≥ 85%

UF膜组

inge Dizzer XL 1.5MB40 x 12/套

产水浊度

< 0.1NTU

本案亮点

o 采用inge高强度的Multibore®多孔膜结构，有效延长UF膜组使用寿命达二年以上。

o 在超过二年的操作期间，即使进水浊度高达数万NTU，产水浊度均可维持在<0.1NTU，显示UF膜组没有断丝、破损或任何漏点。

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