矽晶圓之晶背研磨廢水處理及回收再利用評估

張岳永 ； 張翼

《工業安全衛生》 299期 (2014/05) Pp. 49-69

https://doi.org/10.6311/ISHM.2014.299.5

摘要

本研究探討晶背研磨（Backside Grinder, BG）廢水之處理及廢水回收再利用評估。沉浸式超過濾（Ultrafiltration, UF）中空絲膜pilot系統用來處理個案工廠之BG廢水；於產水率提升過程中，pilot系統內的BG廢水污染物濃度亦同步升高，為瞭解BG廢水污染物 濃度升高時，產水之水質的變化，應分析UF系統內的BG廢水水質及沉浸式超過濾膜產水之水質。研究結果顯示，個案工廠BG廢水之總固體物含量平均為1,000 mg/L，其主要物質為矽微粒，且90%以上的矽粒徑小於1 μm，另含少量之鈣、鎂、鐵等元素。以GE沉浸式超過濾膜（40 nm）處理BG廢水後，其懸浮固體物SS去除率為99%以上，總固體物及矽、鈣、鎂、鐵等元素，平均去除率均亦達90%以上，故以沉浸式超過濾膜，去除矽微粒有良好的表現，但當pilot系統內的總固體物升高至15,000 mg/L，超過濾膜產水之含矽量均容易超出50 mg/L，不利個案工廠之再利用。在BG廢水處理過程中，不添加任何化學藥劑情況下，其pilot系統以膜通量於27LMH、每10分鐘反洗30秒及Air blow 15 L/min之操作條件下，可獲得穩定的570L/Day滲透產水量，且UF薄膜經長期運轉不易阻塞。BG廢水經沉浸式超過濾膜過濾後 的水質極佳，優於生活次級用水及自來水供水標準。在不須增設任何水處理設備下，即可適用於冷卻水塔之水源補充及生活次級用水；但水源如欲導入廠區之純水系統，並供應產線生產使用，基於生產用水品質及風險考量，建議須搭配逆滲透膜處理後，再行導入純水系統。