台積電本周宣布3奈米正式進入量產,主要負責3奈米製程的晶圓十八廠,自量產開始即使用20%以上再生能源,並導入「台積電南科工業再生水廠」的水資源,以達成該公司2030年前再生水替代率60%以上目標。再生水被視為新興水源,是全球永續發展重要的一環,台積電將再生水用於製程,為全球創舉,而究竟整座再生水廠是如何處理工廠廢水?帶您一起來解密!
台積電南科再生水廠是全世界首座半導體工業再生水廠,為使再生水潔淨度達到晶圓製程需求,相較一般民生用水處理,南科再生水廠處理廢水的複雜度,工序要比一般高出四倍以上。
台積電負責晶圓廠新建、規劃的廠務副總莊子壽表示,南科廠區所有排出的廢水都會進行處理。這其中最重要的意涵是整個台南科學園區的廢水都沒有排到河川,不會對環境造成汙染。
台積電南科再生水廠除了專門處理工業用廢水,台南另外有兩座再生水廠即安平、永康,負責處理民生汙水,這兩座再生水廠的管線也延伸至台南科學園區,再進入台積電再生水廠進一步處理;目前已建置完成的永康再生水廠,每天可供應8000噸水量;而安平水廠還在興建中,預估明年完工,每日將可供應3萬噸水量。
到底南科工業區排放的廢水是如何處理的?莊子壽說,這些廢水會先經由處理槽變成較為乾淨的水,類似自來水。接著,南科管理局會進行尿素檢測。檢測完成後,這些水從專屬管線匯流至台積電再生水廠,然後透過水廠裡的監測池和總配水池,進行水質複驗和輸送;最後,再送回台積電各廠使用。
莊子壽擁有20年晶圓廠規劃興建的經驗,他說:「工廠廢水的處理難度遠高於民生汙水,目前處理工業再生水最困難的部分就是尿素過高!而半導體製程又非常懼怕尿素,因此在試車的過程中,由專門處理純水的工程師來處理這個最艱難的部分。」
台積電南科再生水廠自7月1日進行試車後,期間曾遇到BioNet載體上浮阻塞、UF自清效果不佳阻塞、反應池控藥不穩,添加過量餘氯以及Polymer尿素汙染等各種狀況;一直到10月中旬之後,尿素(Urea)規格已低於5ppb,且完成25項水質穩定達標,達成全球首創將工業再生水導入半導體先進製程的先例。
莊子壽說,這座再生水廠共花了八年時間開發,歷經862天環管工程施工,管線總長度達9公里。現在每天能提供廠區5000噸用水,預計明年4月能達到2萬噸,供給台積電南科20個廠區使用。
台積電表示,南科廠區去年缺水最嚴重時減供15%用水,明年第2季再生水廠可望供應南科廠20%的用水量,在缺水的時候相當重要,可以不要跟民生搶水。
記者好奇,跟自來水相比,再生水的品質究竟如何?莊副總說,再生水的品質比自來水還好,但是它沒有礦物質,對人體不健康無法飲用。
根據《再生水資源發展條例》第7條第1項規定:「再生水不得供作直接食用及食品業、藥品業之用水。」但它經過精細的過濾技術,水中雜質、尿素皆被濾除了,使得再生水比自來水還要乾淨,因此可讓工廠回收使用。