M365786 五、創作說明： 【創作所屬之技術領域】 一種半導體製程廢水之處理系統，特別有關於一種廢水回收 系統中之逆滲透膜的清洗逆滲透膜的自動控制系統。 【先前技術】 半導體製程的廢水係分成ic製造以及封裝製程中所產生的廢 水，在1C製造時，由於產品種類繁雜，製程組合多不相同，因此， 排出的廢水中所含化學物質種類變化也相當複雜，其中大部分是 以純水清洗晶片、去光阻、蝕刻及溫室效應氣體燃燒破壞之洗滌 等私序所排放的，一般可略分為酸鹼廢水及含氟廢水，其中主要 成份為有機物、金屬離子、懸浮固體、強氧化物及氟離子。 另外’在1C封裝的過程中所產生的污染廢水則包括切割、電 鍍、浸錫、清洗過程所產生的廢水，依廢水種類可分成研磨廢水、 脫脂廢水、酸鹼廢水、氰化物廢水及重金屬廢水等’而水中主要 的/亏染物質包括了懸浮固體、油脂、有機物及重金屬(Cu、Ni)。 上述的製程廢水，若能透過有效的廢水回收系統加以處理， 將可恢復產生水質合乎標準的回收水，繼續供應廠區例如製程用 水、間接冷卻用水、產品與半成品或原料清洗用水、空間與生產 機械清洗用水、傳輸用水、原料用水、鍋爐用水、直接冷卻用水、 空调或溫濕度控制用水等的使用，而大幅降低1C製造業的生產成 本，並避免對環境的嚴重危害。 —般來說’半導體廠區所使用的廢水回收系統，包括下列數 M365786 個步驟。首先，將—製程廢水導入一第一過濾、塔中’該第一過處 .塔丨慮膜的孔洞尺寸約為2〇〜100毫米，接著，將自該第一過濾、塔流 出之過濾水續導入另一過濾塔中，即一第二過濾塔，而該第二過 滤塔濾、膜的孔洞尺寸約為2〜10毫米。 經該第一過濾塔及該第二過濾塔的過濾程序後，原廢水中的 ，較大顆粒的雜質，應約可被初步的濾除。接著，將自該第二過濾 .k'流出之過慮水續導入一逆滲透膜的過滤系統，由於該逆滲透膜 • 為一孔洞尺寸更微之濾膜系統，例如為1〜10埃，因此，可獲得水 負合乎製程再利用標準的回收水，而完成此一製程廢水的回收程 序。 . 但因回收系統中的逆滲透膜的高頻率使用，遂在孔洞表面處 極易形成結垢而阻塞濾膜，此時若無法提供一有效清洗逆滲透膜 的技術，將使;慮膜的奇命因此快速終止，而嚴重影響整體回收系 統的運作。習知清洗逆滲透膜的方法如下所述，首先，將逆滲透 ♦膜通入-藥劑，、約20分鐘，此處的藥劑可為一特定濃度的強驗， 接著，靜置該逆滲€膜，傳統上約需要—日的時間，之後，先以 慢壓沖洗，再改錄壓沖洗逆滲顧，而完成此—清洗程序。 •上述的清洗步驟，由於_過程約需要耗費兩日的時間，且 經常於清洗完成後’該_仍存有阻塞的現象，實為—既不經濟 又無效率的清洗方法。面對半導體的製程日益繁複，錢更大用 水量的同時，勢必要·出-種有效清洗逆滲細的方法，使據 膜雖因負載水量的增加，由於實施一有效、得宜的清洗步驟，仍 5 M365786 可在廢水回收的系統中繼續提供可過濾水質的功能。 目剷諸多半導體廠，為延長逆滲透膜壽命，降低其對雜質的 負載程度，在前處理階段例如上述所提之第一過濾塔以及第二過 濾塔過濾程序的前後，會加設如活性碳塔、離子交換樹脂塔、微 過遽膜、超過濾膜或紫外絲等的設備，以期提升過滤水於此階 又T的水夤但同8$卻須負擔增加設備及操作運轉上額外多出的 成本或是如活性碳、離子交換樹脂塔、微過濾膜、超過渡膜等耗 材的大量使用’此些均不符合產業上要求低成本的考量。 【新型内容】 繁於以上的問題，本創作的主要目的在於提供一種清洗逆渗 透膜的自動控·統，除可延長逆滲透膜的壽命外，亦可根 據逆參透膜的狀態調整清洗時的運轉功率與運轉時間。 /為達上述目的，本創作所揭露之清洗逆渗透膜的自動控制系 、’系匕括乜制裝置、逆滲透收職北〇_sis，簡稱⑽)產水裝 置、清洗裝置、計時裝置、流量伽懷置、與導電度侧裝置。 控制裝置係分別電_接於逆渗透產水裝置、清洗裝置、叶 時裝置、流量偵難置與導電度侧裝置。控制裝置用以控制逆 滲透產水裝置的清洗處理。 逆渗透產水裝置包括有：高壓幫浦、逆參透機組與逆渗透產 水桶”凊洗敎置包括有：藥桶铺幫浦曹⑼咖㈣‘㈣， 簡稱清洗桶、第七電動_、第人電_門、與排藥幫浦。 逆滲透產水裝置與清洗鶴目互連接，其中逆滲透產水裝置 M365786 t利用第四電_門與第五電_門控制對清洗裝置的進水。, 洗裝置在進行清洗㈣財，清洗裝置係透過以電動閥門: =清洗桶的清洗藥劑輪出至逆滲透高壓幫浦，藉以對逆渗透機组 =循環式崎洗動作。清洗裝置在完成清洗後，_ 動閥門並啟動___ _^清洗_，直至CIP >月洗桶中的清洗_水_達—水位_值為止。
h衣置在母_—預設時間後’計時袭置會發送清洗訊號 空制裝置，藉以驅動控制裝置對逆滲透產水裳置進行清洗的處 理。流量偵測裝置即時的監測逆滲透機組的產水率。當產水率下 跌到一水制紐時，流量侧裝置發送清洗魏制裝置， 藉以驅動控織置對逆滲透產水錢進行清洗的處理。導電度镇 剩裝置肋_逆滲透機組所產生的水之導鲜。當逆滲透機組 ^產生的水之導f率高於—導電相健時，料電賴測裳置 發运清洗峨至控㈣置，藉以麟控繼置對逆滲透產水裝置 進行清洗的處理。 本創作所提供的一種清洗逆滲透膜的自動控制系統，當符合 上述條件時，可以自動的執行對逆滲透產水裝置的清洗處理，藉 乂降低人力控管外，也可以提高逆滲透膜的使用壽命。 有關本創作的特徵與實作，茲配合圖示作最佳實施例詳細說 明如下。 【實施方式】 請參考「第1圖」所示，其係為本創作之架構示意圖。本創 M365786 作的一較佳貫施態樣中包括有：中間水槽21〇、控制裝置220、離 子化裝置225、逆滲透產水裝置230、清洗裝置240、計時裝置250、 流量偵測裝置260、與導電度偵測裝置270。控制裝置220係分別 電性連接於逆參透產水裝置230、清洗裝置240、計時裝置250、 流量偵測裝置260與導電度偵測裝置27〇。控制裝置22〇用以決定 逆滲透產水裝置230的清洗處理之時機(詳細運作請參考後文)、與 驅動各電動閥門的進水控制。並為方便說明，將欲進行過濾的水 定義為輸入水’已過濾後的水定義為過濾水。 逆滲透產水I置230包括有：高壓幫浦231、逆滲透機組232、 逆滲透產水桶233、逆滲透廢水桶234、第一電動閥門291、第二 電動閥門292、第二電動閥門293、第日電動閥門294與第五電動 閥門295。清洗裝置2明包括有：藥桶％卜進藥幫浦242、αρ 清洗桶243、排藥幫浦244、第六電動閥門296、第七電動閥門297 與第八電動閥門298。 在正常的產水模式中，逆滲透產水襄置23〇係根據下述動作 進行產水： 離子化裝置225係連接於第—電動閥門291與逆滲透機組232 之間。在產水模式時，離子化裝置225帛以對所通過的輸入水施 加電場’使得輸入水中的膠體粒子間產生一互斥力，藉以降低 雜粒子的聚合。這是因為觸加的電場可以改變膠體粒子的凡 德瓦爾引力(此為相互間的吸引力)與靜電力(此為靜電力）。若提高 膠體粒子間的靜電力時，則能轉體粒子保持不結垢且懸浮於水 M365786 中的狀態。如此一來，就可以降低逆滲透機組232的阻塞機率。 開啟第一電動閥門291，由中間水槽21〇提供輸入水至逆滲透 機組232 ’並透過高壓幫浦231控制輸入水的注水量。在逆渗透機 組232中包括至少一逆滲透膜。逆滲透機組232分別將過濾水與 廢水傳輸至逆滲透產水桶233與逆渗透廢水桶234中存放。在逆 、滲透機、组232與逆滲透產水桶233巾更設置有第二電動閥門观； 在逆滲透機組232與逆滲透廢水桶2M中更設置有第三電動閥門 293。 在本創作中逆滲透產水裝置230與清洗裝置，其連接方3 如「第i圖」所示。在逆滲透機組攻與逆滲透產水桶说⑽ 滲透廢水桶23句間另有一管線連接於αρ清洗桶Μ3。逆渗透槽 組232連接CIP清洗橘祀的管線通道上分別設置第四電動闕門 294與第五電動閥門295。當第二電動閥門292開啟時，則是由运 滲透機組232對逆滲透產水桶233進行注水，並且將第四電 =關閉。同理，當第三電動閥門293開啟時，則是由 機組-對逆滲透廢水桶234進行注水，並且將第五電ς _。當第四電__峨__糊295) 繼機組232對㈣咖進行注水⑽ 1 (與㈣_門292)_。因此，在糊式中’物 產水裝置23G與清洗裝置施會形成—個循環結構。- 換為:L亡Γ7ί模式外，本創作對於以下狀況發生時隨即、 換為々洗㈣。摊考「第2圖」所示，其係為本創作之流= M365786 意圖。 f S31G.在產水模式_經過-預設時财是否執行 清洗處理； 過 =驟s;m在產水模式+_產水率是否掃—水 步驟sm在產水模式中判斷水之是否高於-值門 檻值；以及 文王門 S340.對逆料機崎行清洗處理。 以下對清洗模式的各項步概更進—步的說明： 十寺波置250在產水模式下每經過一預設時間後，計時裳置 250會發送清洗訊號至控讎置勝藉以驅動控制裝置细對逆 參透產水裝置23〇進行清洗的處理；或當清洗裝置處於清洗 模式時’构震置25〇會根據不$的清洗條件下進行相應的計時， 換言之，在不同清洗條件中，清洗的時間是不同的。流量偵測裝 置260會即時的監測逆滲透機組232的過濾水的產水率。當產水 率下跌到水量門樓值時’流量偵測裝置260發送清洗訊號至控 制裝置220 ’藉以驅動控制裝置220對逆滲透產水裝置230進行清 洗的處理。導電度偵測裝置270用以偵測逆滲透機組232所產生 的過;慮水之導電率。當逆滲透機經232所產生的過慮水之導電率 高於一導電率門檻值時，則導電度偵測裝置270發送清洗訊號至 控制裝置220 ’藉以驅動控制裝置220對逆滲透產水裝置230進行 清洗的處理。 在開始進行清洗處理前，控制裝置220會關閉第一電動閥門 M365786 .291，藉以禁止對逆滲透機組232注水。同時，控制裝置220也會 關閉第二電動閥門292與第三電動閥門293’並開啟第四電動閥門 294與第五電動閥門295。當開啟第四電動閥門294時，即可開始 對CIP清洗桶243進行清洗。在開啟第四電動閥門294過程中，
使庄入水流罝保持在3〜5 »頓/小時，較佳值為4嘲/小時。待QP ，清洗桶243内壁無積垢且流入塔内的過濾水無氣泡時，可進行下 -一步驟。以上清洗CIP清洗桶243的時間，約為0.5〜3小時，較 # 佳控制在1小時。 並開始對清洗藥劑前置處理，其前置處理步驟包括有：首先， 關閉第八電_ Η 298，待流人CIP清洗桶243中之過濾水體積累 積至約1000〜1400升時’再關閉第四電動閥門294，續開啟第六電 動閥門296，加入約60〜100升，較佳為8〇升的清洗藥劑於 清洗桶243中，加入清洗藥劑的體積量，可由進藥幫浦的設 定加以控制，例如加藥速率4升/分鐘，持續2〇分鐘。之後，關閉 進藥幫浦242及第六電細門296。本創作所使用的清洗藥劑，原 為例如氫氧化鈉(NaQH)或氫氧化卸(K0H)等的強鹼，經稀釋調製 •後始成為酸鹼度约介於12〜14，重量百分濃度約介於2〜5%，較佳 ‘=2.8%的清洗藥劑。以使αρ清洗桶243中的清洗藥劑得以充分 混合，持續約5〜10分鐘，完成此清洗藥劑的準備工作。 當完成上述清洗賴的前置處理後，則m置開始進行清 洗的處理。控制裝置220會開啟第六電動閥門296，藉以將藥桶 241與CIP清洗桶243相連接。並且，控制裝置22〇會驅動進藥幫 M365786 浦242，將藥桶241中的清洗藥劑以固定注入量注入CIP清洗桶 243中。接下來’開始進行對逆渗透機组中的逆渗透膜的清洗 程序.控制裝| 220再將第七電動閥門297開啟，使得αρ清洗 桶243的清洗藥劑可以輪出至逆渗透機組Μ2，藉以對逆滲透機組 232進行循裱式的清洗動作。其中，控制裝置可以驅動高壓幫 、浦231施加不同的壓力，用以產生不同壓力的清潔效果。更進一 步的治’控制裝置22〇可以對每—讎力模式毅相應的運轉時 間。舉例來說’當高朗清絲態時，可以設定為較短的清洗時 間’在低1的清潔狀態可以設定為較長的清洗時間。―般而言， 通藥步驟歷時約2G〜4G分鐘’高壓幫浦231的讀神約為7〜1〇 頓/小日寸。隨後’靜置含有清洗藥劑的逆渗透機組232約2〇〜4〇分 鐘。 在完成各種不同的清潔狀態後，則開啟第八電動閥門298並 啟動排藥幫浦244，用以排出αρ清洗桶⑷中的清洗藥劑，直至 CIP 先桶243巾的清洗藥劑水位到達一水位門播值時停止排藥 幫浦244、繼續排水的動作。隨後，控制裝置22〇會關目第七電動 間門297，並開啟第一電動閥門29卜控制嚴置22〇驅動高壓幫浦 231，使得中間水槽21〇得以開始向逆滲透機組232進行注水。同 時間’將排藥幫滤244開始運作，使得逆滲透機組232的產水與 廢水持續的注入CIP清洗桶243中。藉由對第一電動閥門291的 調整’達到祕壓力逐步升高的效果。首先，關第七電動閱門 297，開啟高壓幫浦231及第一電動閥門291，其中對第一電動閥 12 M365786 門別的調整依序為⑴壓力：3〜7公辦方厘米，時間％八 鐘。(2)壓力旧〇公斤/平方厘米，時間：2〜$分鐘。(3)壓力刀 公斤/平方厘米，時間：2〜5分艢 ^ ^ '‘。同日寸觀察流量計F2内的流—多 色，若由淡變濃再變淡’職示已完成此—階段的壓力調節^ 清洗藥劑及逆滲透機組232的雜質透過第八電動閥門298排出 接著，將第二電動闕門292微開，並調整第-電動閥門291 使注水壓力維持在約胸3奸/平賴米並制約^ 時。於此同時’由於第二電動閥門说的開啟，逆滲透機組改 會產生微震現象可以使得逆渗透膜上的結垢物同時帶出。上述清 洗程序大削、於-天，健控制為4()分鐘〜2小時。 ’月 期間間隔-段時間後，可開啟第四電動閥門29〇勺5秒再關 閉，讓流經第四電動閥門294之結構物沉積再觀察第四電動閱門 294内的結垢物是倾漸變少，並對水質進行導電度的觀察，若導 電度計量測值介於250〜350亳秒/厘米，較佳為25〇毫秒/厘米以下 時，即表示完成此一逆滲透膜的清洗工作。 虽導電度偵測裝置27()彳貞測到的導電率低於標準門檻值時， 則發送-停止信號給控制裝置勝控制裝置挪會將高壓幫浦 231與排藥幫浦施禁能並關閉第人電動閥門298，並開始執行產 水模式。 本創作所提供的-種清洗逆滲透膜的自動控㈣統，當符合 域条件時，可以自動的執行對逆渗透產水裝置23〇的清洗處理， 藉以降低人力控管外，也可以提高逆滲麵的使用壽命。 13 M365786 雖然本創作以前述之較佳實施例揭露如上，然其二 定本創作’任何熟習相像技藝者，在不脫離本創作之 内’當可作些許之更動與潤飾，因此本創作之專利保護範圍^視 本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。 【圖式簡單說明】 第1圖係為本創作之架構示意圖。 第2圖係為本創作之流程示意圖。 【主要元件符號說明】 210 中間水槽 220 控制骏置 225 離子化裝置 230 逆渗透產水裝置 231 高壓幫浦 232 逆滲透機組 233 逆渗透產水桶 234 逆渗透廢水桶 240 清洗|置 241 藥桶 242 進藥幫浦 243 CIP清洗桶 244 排藥幫浦 250 計時裝置
14 M365786 260 * 流量偵測裝置 . 270 導電度偵測裝置 291 第一電動閥門 292 第二電動閥門 293 第三電動閥門 . 294 第四電動閥門 . 295 第五電動閥門 • 296 第六電動閥門 297 第七電動閥門 298 第八電動閥門
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