Apa saja kandungan air limbah pabrik wafer
Proses semikonduktor mengonsumsi air ultramurni dalam volume besar, dan air limbahnya dipisahkan menurut sumbernya. Tiga aliran yang penting bagi mikrobiologi:
- Nitrogen amonia: pencucian wafer dengan amonia (SC-1 dan sejenisnya), CMP (chemical mechanical polishing), dan beberapa tahap etsa menghasilkan air limbah yang mengandung amonia. Batas baku mutu pembuangan berlaku, dan pilihan kimiawi (air stripping, klorinasi titik patah) mahal atau menghasilkan produk samping.
- TMAH (tetrametilamonium hidroksida): komponen utama larutan pengembang (developer) fotoresis, digunakan dalam volume besar dan sangat toksik, serta merupakan komponen air limbah semikonduktor yang paling diawasi ketat di Taiwan.
- Senyawa organik: isopropanol (IPA, isopropil alkohol), bahan pembersih, dan aditif organik dalam slurry, yang dinyatakan sebagai COD.
Ketiganya dapat diolah secara biologis dengan biaya lebih rendah dibandingkan metode kimiawi, sehingga instalasi pengolahan air limbah pabrik wafer (fab) semikonduktor dan pabrik panel berskala besar umumnya mencakup unit biologis, biasanya bioreaktor membran (MBR) serta biofilter unggun tetap atau unggun bergerak.
Siapa memakan apa
| Komponen | Mikroorganisme | Proses |
|---|---|---|
| Amonia | Bakteri nitrifikasi (Nitrosomonas, Nitrobacter, dan lainnya), bakteri anammox | Amonia menjadi nitrit dan nitrat, kemudian menjadi gas nitrogen oleh bakteri denitrifikasi atau bakteri anammox |
| TMAH | Kultur campuran teraklimatisasi atau isolat (Pseudomonas, Hyphomicrobium, Methylobacterium, dan lainnya menurut literatur) | Diuraikan menjadi trimetilamina dan dimetilamina, akhirnya dimineralisasi menjadi amonia dan karbon dioksida |
| Senyawa organik (IPA, dll.) | Bakteri heterotrof dari lumpur aktif biasa | Dioksidasi menjadi karbon dioksida dan air |
Bakteri nitrifikasi adalah bakteri autotrof, tumbuh lambat, dan peka terhadap pH serta suhu; tangki biologis memerlukan waktu berminggu-minggu untuk membangun biomassa yang cukup. Bakteri pengurai TMAH harus diaklimatisasi dengan konsentrasi yang dinaikkan secara bertahap. Inilah sebabnya instalasi pengolahan air limbah membeli serbuk atau kultur cair bioaugmentasi untuk penyemaian dan penyemaian ulang sistem mereka.
Di mana media kultur dan sumber nitrogen berperan
Tangki itu sendiri memperoleh nutrisi dari air limbah dan tidak memerlukan media. Media kultur dan sumber nitrogen digunakan di hulu dan di sekitar tangki:
- Peningkatan skala produk bioaugmentasi: pemasok membiakkan galur terisolasi atau teraklimatisasi dalam fermentor dan mengubahnya menjadi serbuk atau cairan. Kultur benih dan pemeliharaan menggunakan media standar (Nutrient Broth, Tryptic Soy Broth); peningkatan skala di bejana besar menggunakan sumber nitrogen industri (pepton, ekstrak ragi, pepton kedelai) dalam jumlah kilogram hingga ton.
- Pemulaian dan aklimatisasi tangki biologis: setelah komisioning atau pergantian isi tangki, rasio C:N influen sering kali tidak sesuai, dan nitrogen harus ditambahkan agar lumpur dapat tumbuh. Suplemennya biasanya pepton atau ekstrak ragi, yang murah, cepat larut, dan memiliki spesifikasi nitrogen total.
- Penyemaian ulang setelah beban kejut: ketika perubahan proses atau insiden menurunkan biomassa, produk bioaugmentasi ditambah nutrisi memulihkan sistem dengan cepat.
- QC dan penelitian: hitungan sel hidup produk bioaugmentasi dan pemeriksaan mikroba lumpur tangki menggunakan Plate Count Agar, Nutrient Agar, dan R-2A.
Media untuk bakteri nitrifikasi itu sendiri adalah formulasi mineral (garam amonium, bikarbonat, fosfat, unsur renik) tanpa pepton; pepton dan ekstrak ragi digunakan untuk bakteri heterotrof pendamping, aklimatisasi lumpur campuran, serta formulasi pembawa dan pelindung pada produk.
Prinsip pemilihan
- Formulasi standar untuk peningkatan skala dan QC: formulasi tetap dan sertifikat analisis (COA) untuk setiap batch, sehingga batch baru tidak memerlukan validasi ulang.
- Sumber nitrogen industri untuk bejana besar dan pengumpanan tangki: takar berdasarkan spesifikasi nitrogen total dan nitrogen amino; kemasan curah 25 kg menekan biaya. Sumber nabati dan ragi menghindari pengendalian yang diperlukan untuk bahan asal hewan.
- Takar berdasarkan rasio C:N: hitung dari COD influen dan rasio target (kira-kira 100:5:1 untuk C:N:P pada lumpur heterotrof biasa), lalu konversikan menjadi kilogram menggunakan persentase nitrogen total pada lembar spesifikasi.
- Stok tersedia: kebutuhan penyemaian ulang biasanya mendesak, sehingga pemasok harus memiliki persediaan.
Pekerjaan lain dalam rantai pasok yang sama: pemantauan ruang bersih dan air
Pabrik wafer dan pemasok materialnya juga memantau mikrobiologi: cawan papar dan kultur kontak permukaan di ruang bersih (cleanroom) (TSA, TSA dengan penetral, SDA), hitungan heterotrof air ultramurni dan air pendingin (R-2A sesuai USP <1231> dan ISO 6222), serta uji batas mikroba pada bahan baku dan produk (USP <61>/<62>). Semuanya menggunakan media standar; lihat halaman aplikasi tentang pemantauan ruang bersih dan air ultramurni.
Pertanyaan yang sering diajukan
Seberapa rendah pengolahan biologis dapat menurunkan TMAH? Literatur dan data instalasi menunjukkan sistem teraklimatisasi mampu menurunkan TMAH dari beberapa ratus mg/L menjadi satuan mg/L atau lebih rendah, tetapi konsentrasi influen, waktu tinggal, dan suhu sangat berpengaruh; desain dan kinerja terukur masing-masing instalasi yang menentukan.
Apakah STBIO MEDIA menjual bakteri nitrifikasi atau bakteri pengurai TMAH? Tidak. Kami memasok media kultur dan sumber nitrogen untuk peningkatan skala dan aklimatisasi; galurnya dipegang oleh pemasok bioaugmentasi atau instalasi itu sendiri.
Apakah Anda dapat membantu menyusun formulasi? Ya. Beri tahu kami jenis galur, volume fermentasi, dan target jumlah sel, dan kami dapat menyarankan media benih awal serta sumber nitrogen beserta dosisnya.