Page 16 - Vol.40
P. 16

3
           4
 1
 2
                                                                                                   Tech                                                                                                                                        5                         6
                                                                                                   Notes
                                                                                                   技術專文
           1.2   於 進 程 水處理現況                                 示，電 處理高濃度，再生樹脂處理中濃度，但再生樹脂
                                                             的最低洩漏量仍高，最後採用 棄型ACF+ 棄型強陽樹
               然而，關於半導體業環境排放或 露的Co 徑，為先
                                                             脂處理，但需 外清運以及 化。
           進製程中物理氣相沉積(Physical vapor deposition, PVD)
                                                                 為使 得以回收、節省人力、降低人員 露及管理去
           、電化學電 (Electrochemical Plating, ECP)、化學機械研
                                                             向風險，故研究以純物理方式處理，進行試驗。亦可作為
            (Chemical-Mechanical Polishing, CMP)等製程，以一般
                                                             未來先進製程使用有機型金屬化合物的解決方案。
           半導體先進製程廢水為例， 質量比例為 : PVC:ECP:
           CMP:=1:90:9%                                      1.3  研究方法(如 圖2)
               PVD氣相製程污染物以乾式藥劑桶處理；ECP電 廢
                                                                 因此，前言已確立 於先進製程中水處理的必要性，
           液再經電 後回收 棒；然而，CMP因製程添加藥劑複雜
                                                             以及目前含 廢水於水處理的困難與挑戰，如何更好的處
           ，並無理想的處理方式，但依據健康風險評估結果假設，
                                                             理CoCMP，為當前重要課題，故對於含 廢水的水處理
           公司優於法規要求Co排放<2.3ppb，如含 廢水直接排放
                                                             技術以及 合劑干擾的防 方法進行探討，最後選定活性
           Co  : 500ppb，雖低於法規1ppm，但仍遠高於公司要求
              ++
                                                             碳吸附/UV破壞作為前處理方法，並結合後續離子交換/
           。因此，公司發展含 廢水的處理程序，總去除率目標為
                                                             CDI進行離子去除及濃縮，以找尋更適當技術處理CoCMP
           >99%，並以含 廢水水量：放流水=1:25~35， 定處理
                                                             廢水，並評估其效益，以及解決問題的可行性。
           系統出口目標值為20ppb。處理共分為3階段，如 圖1所
                               電  液(12 )
                               Q=1.5CMD
                                 ++
                               Co =200ppm
                               Mass=0.3kg/day
 依照氨氮系統產水測試結果得知，單極膜電透析模組
             CoEC (   )
 較雙極膜模組能耗效率較好，因此陰離子樹脂再生廢水也  Q=1.5CMD
             Co =2,000ppm                                                                     AWN
               ++
 選用單極膜作為工程化模組。同樣以定電壓5V、 流速度  Mass=3kg/day
 6cm/s與固定有效膜面積176cm 的單極膜電透析模組做降  電                                                          管排水( .1 )
 2
                                                                                           Q=5,000~8,000CMD
                                                                                           Co =1ppb
                                                                                             ++
 導實驗，實驗結果如 圖14所示，可以發現在進流廢水與酸  CoEC (  )(2  )                                               Mass=5g/day
             Q=15CMD                                    生   水(2 )              水( .1 )
 鹼回收液體積比為1 : 1時，薄膜處理即達到提濃極限，因  Co =58ppm               Q=250CMD           Q=250CMD
               ++
             Mass=0.9kg/day                            Co =300ppb         Co =20ppb
                                                                           ++
                                                         ++
 產生的回收酸鹼導電度上升斜率已趨緩，若再執行第二個                             Mass=70g/day       Mass=5g/day
 批次的處理，所需的處理能耗會增加；另外，降導的成果           再生液電     M
             Co-CM (1  )
 為三小時可降低92%導電度(由23,000us/cm降至2,000   Q=~250CMD
             Co =2ppm                          槽                          ACF
               ++
 us/cm)，可 的是所產生的回收酸、鹼濃度僅1.8%與1.1%  Mass=~0.5kg/day
 ，受限於回收酸鹼的提濃極限，此股廢水的回收酸鹼效益
                                                          生型                  型               清運 化
                ++
 並不如預期。      *Co  : (wt%)
 另一方面，若以相同實驗條件(廢水降導率70%)比較氨       Stage-1                 Stage-2            Stage-3
                                 電  處理                     生
 氮系統產水與陰離子樹脂再生廢水用單極膜電透析模組處
                  管排水
 理的結果，可以發現在產生回收酸鹼的效益上是氨氮系統  (Spec. 2.3ppb)  5   25 ppb     1 ppb              1ppb
 產水的結果較好，如 圖15，產生的酸鹼濃度是樹脂再生廢
 水的約兩倍，所花費的能耗也較低，若以回收酸鹼為目的                    圖1、含 廢水(液)處理方式演進(舉例)
 考量，氨氮系統產水的效益就相對較高。因電透析法也屬
 於薄膜分離的技術，基於質量不滅定 ，當進流水的成分
                                                         (Cobalt)
 越複雜，則分離的困難度越高，因此樹脂再生廢水利用單   於先進製程中水處理之必要性                                        台積電先進製程有機型 處理方案
                                                   含 廢水於水處理的技術
 極膜電透析法處理，雖可使得出流水的導電度降低至   於台積電先進製程中水處理狀況                                                結論與建議
                                                   整合劑於水處理破壞技術
 2000us/cm，但產生回收酸鹼的處理卻也還是另一個待解
                     前言-現況與挑戰                        文獻回顧-技術選用                           結果與建議
 決的問題，因廢液導電度已高達100,000us/cm，建議後續
 流程可使用熱處理方式將水與鹽類分離，以達到去除廢水
                                                      圖2、研究方法
 中鹽分的目的。
 11  12  13  14                                                                                                                                                                                                                                15                        16












 而中科廠區於2015年與2019年 請清華大學 色化學質譜分析實驗室與交通大學環境工程研究所，分別對放流廢水與
 製程廢水做生物毒性調查，清華大學依據美國放流水毒性鑑定(Toxicity Identification Evaluation, TIE)程序與毒性減量
 (Toxicity Reduction and Evaluation, TRE)之標準分析流程，其鑑別出影響本廠放流水生物急毒性相關因子與濃度如 表2，
 而有關國外水中餘氯與生物毒性之相關性研究如 表3、表4，相關文獻皆說明氧化性物質-餘氯對於水 之生物急毒性有著
 顯著的影響。
























































 21  22  23  24                                                                                                                                                                                                                               25                         26













































































































 31  32  33  34                                                                                                                                                                                                                               35                         36












































































































 41  42  43  44                                                                                                                                                                                                                               45                         46
   11   12   13   14   15   16   17   18   19   20   21