Page 27 - Vol.33
P. 27

Tech
 Notes
 技術專文

 氧化、生物處理、觸媒反應、電
 圖2、半導體廠的廢水處理流程  圖3、傳統濕式靜電集塵設備
 解、與熱乾燥等等的技術，如 圖
 2。
                 Manhole                           Spray Nozzle
 目前台積廠內已成功回收了工業級  基本廢水處理  精進水回收系統  開發廢棄物資源化  Discharge Electrode Support Insulator
                                                   Roof Girder
 硫酸、銅棒、鈷棒等有價金屬，另  Transformer-Rectifier Unit
 與廠商在廠外回收工業級TMAH、
                                                  Outlet Nozzle
 工業級硫酸銨、工業級氨水、石膏
 版、螢石等。除此之外，持續努力
 開發電子級硫酸、電子級氨水、電       GAS
 子級TMAH等產品回用，與工業級  Inlet Nozzle
 酸鹼中和 (酸鹼廢水)  活性碳 (氧化性廢水)  脫氣膜 (氨氮)                  Hopper
 IPA、回收氫氟酸再製冰晶石、廢  混凝沉澱 (氫氟酸、  樹脂交換 (TMAH)  觸媒反應 (硫酸)
 塑膠桶破碎回收。  研磨廢水)  逆滲透膜 (回收、濃縮  電解 (銅、鈷)  Collecting Electrode  Discharge Electrode
 TOC UV (精煉回收水)  乾燥 (硫酸銨、污泥)
 總合這30年來的變化，水處理系統  生物處理 (有機廢水)
 已由早期的酸鹼中和與化學混凝的
 2套系統，隨著提高水回收率，與
              －降低放流水的導電度                                                       備，就製程後小量高濃的酸鹼混合
 資源活化循環再利用目標，逐年開                              可行技術研討                                               [13]
 發應用新技術演進至今，目前每個  表 13、台積電未來十年之廢水防治藍圖  因各製程與純水系統的再生清洗與                         氣體即行處理。據研究            靜電集塵
 新廠至少有22套廢水回收與處理系  廢水處理的PH調整，所使用的加                                             設備用於製程排放之奈米微粒收集
 分類  特定成分  TSMC現況  2023年  2028年  備註           本章節則依第三章所敘述的挑戰與                  效率可維持在97.3 %~98.7 %。
 統的配備。        藥如硫酸、鹽酸及氫氧化鈉等均排
              放至放流水中，致使目前排放水的                 藍圖，從目前已知或正在研究的技                  –  利用超重力技術捕集煙道氣中空
 一般管制  氨氮  2.6~35.8  < 18  <14                術，來探討未來先進半導體廠房可
 水污染防制挑戰  項目(ppm)  導電度高達10,000μs/cm以上。                                           氣污染物，也是近幾年的新興研
  生化需氧量  <50  <25  <10     此高導電度放流水，不論再生做為    採行的環保設施。                           究課題，超重力技術是傳統旋風
 雖然在廢水處理，台積公司在回收
              生活雜用或工業用途，若不進一步                                                    式集塵機的進化版。通過研究
 處理有明顯進展，但依然有些難題   化學需氧量  150~600  300  150
              除鹽以降低導電度，實質上無法再                                                    實驗  [14] ，超重力技術被證明可
 需持續研究解法，在水污染防制問   硝酸鹽氮  30  20  15           空氣污染防治可行技術
              利用；就算僅放流至河床，單作澆                                                    有效去除煙氣中污染物。其中二
 題可歸納如下。
  磷酸鹽  300  200  100     灌，長期也可能造成土壤鹽化等問      綜合第三章關於空污的未來挑戰，                    氧化碳、二氧化硫及氮氧化物之
                                              PM2.5細懸浮微粒：計有酸鹼微小
 －酸鹼與有機污染物多種混合排放   TMAH  < 10  < 5  <1     題，未來導電度的管制是必然的趨                       去除率，可達95.9~99.4%，對
                                              固液相微粒(Aersol)、酸鹼混合的
 但隨著先進製程演進，除超純水與  重金屬  硼  0.2-->1.8  < 1        勢。  硫酸鹽、硝酸鹽及銨鹽類、燃燒後              於顆粒物的去除率可達83.4±
 化學品使用量增多，尤其酸鹼與揮  (ppm)                                                          2.6%。此外，實驗發現在脫硫
 鈷  ECP_鈷  < 0.0023  零檢出  零檢出     －污水零排放      的矽化合物；酸鹼有機混排；揮發
 發性有機污染物的混合排放，使一                              性有機物減量。                            效能上亦有極為良好的表現。
 般管制項目的外排生物需氧量與丙  M2_鈷  50~1100  (<0.0023)  從20世紀70年代個別工業部門
              就開始摸索「零排放ZLD」(Zero                                               目前與工研院的專案研究，正在
 酮成為挑戰，目前雖從十五B廠開  ELD_鈷  TBD                                                   開發3000CMH的現址超重力旋轉
 始導入生物處理系統，但未來不同  Liquid  Discharge)  ，那時主要指沒  PM2.5細懸浮微粒防治可行技術
 銅  < 0.7  < 0.5  < 0.05                                                       床洗滌塔，實機進行硫酸銨溶液
 酸鹼與揮發性有機污染物的菌種選  有廢水從工廠排出，所有廢水經過             未來新廠針對PM2.5細懸浮微粒，
 砷  <0.0017  <0.0017  零檢出                                                      的霧化進料試驗，捕捉效率可達
 擇與穩定運轉，是極大挑戰。  二級或三級污水處理，除了回用就               或酸鹼混合後鹽類處理可行技術，
                                                                               96%@<1μm，是未來去除粒狀污
 環境零衝擊   導電度(us/cm)  8,000~12,000  <5000  <750     只剩下轉化為固體的廢渣。而目前  主要有濕式靜電集塵設備、超重
                                                                               染物/IPA的重要可行技術。
 －重金屬的大量導入    的技術瓶頸，在於開發有效且節能                 力、新式高效率除霧器、高效率濾
 生物急毒性(鯉魚) TUa  <1~5  <1~3  <1
 先進製程引進了許多微量稀有重金  的濃縮與蒸發技術；無廢水的排              網等。                              –  新式高效率除霧器，因一般中央
 生物急毒性(水蚤) TUa  >5  <5  <1
 屬  (銅、砷、鈷、銠)等，目前使用  放，是解決廢水處理的終極目標，                                             濕式洗滌塔的去除率約在60%以
                                              –  濕式靜電集塵設備早已普遍應用
 的方式是以樹脂吸附濃縮再處理，  也是最難的挑戰。                                                       下，目前各廠商也針對粒狀污染
                                                於高污染的傳統煉鋼與發電產
 雖目前排放值符合法規，但在致癌                                                                 物去除，正開發出各種型式的高
                                                業，近年來也應用於半導體的空
 性重金屬的排放，如何做到偵測極                                                                 效率除霧器，如 圖4 。
 放流水標準」將氨氮納入高科技業  而透過統計相關性分析顯示銅與鋅  廢水防治的發展藍圖    污處理，目前如中央廢氣處理設
 限以下，以消除社會疑慮是挑戰。
 之管制項目，廢水排放所造成的生  是放流水造成生物毒性的關鍵污染  同樣從上章節的廢水污染挑戰，我  備改以濕式靜電集塵處理，因半             有些廠商宣稱其高效率除霧器於1
 物急毒性，成為管制的重點。除園                                導體的排氣量大，所以其整體設
 －生物急毒性  物。另有研究 [12] ，指出半導體產業  們根據法規的最低要求與對環境最                                 μm以上之補集效率高於99%。相
 區放流水標準管制，目前中科管理                                備尺寸重量是一個挑戰，如  圖                對於超重力技術或靜電集塵設備，
 2010年12月15日環保署針對光電  之廢水中的氫氧化四甲基銨之相關  大友善程度，擬定未來十年先進半
 局已要求廠家開始自檢。未來廢水                                3，安置在半導體廠將會是一龐
 業及科學園區修正發布之放流水標  導體廠房的廢水防治藍圖，如 表                                              高效率除霧器的安裝簡單，是未來
 排放的要符合生物急毒性的要求，  係數(R2)達0.6以上，推估亦為可            然大物。而且中央處理的廢氣濃                 規劃中央廢氣處理系統的優先項
 準，增訂生物急毒性管制項目，亦  13。此藍圖的構想在於降低目前半
 也是極大挑戰。  能之主要毒性物質。另外目前排放                       度低，處理效率也不彰。
 經相關研究顯示生物急毒性與氨氮  導體廠房的放流水的影響，因此最                                              目。
 具正相關性。遂於2011年12月1日  已有研究  [11] 顯示半導體製造業廢  水的高導電度，其中所隱含的氯與  具挑戰性的目標在此表中環境衝擊  目前正與廠商開發適合半導體設備
 發布之「晶圓製造及半導體製造業  水對水蚤與鯉魚生物急毒性偏高，  氟離子，也是生物急毒性的挑戰。  三子項。  用的小型現址式濕式靜電集塵設       酸鹼有機混排

 26                                                                                  FACILITY JOURNAL          DECEMBER  2018  27
   22   23   24   25   26   27   28   29   30   31   32