簡易檢索 / 詳目顯示

研究生: 曾淨如
Tseng, Ching-Ju
論文名稱: 半導體廠房製程用水回收量變化原因探討
Exploring reasons for recycling water quantity variations in the production process of semiconductor plants
指導教授: 張行道
Chang, Shing-Tao
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 土木工程學系
Department of Civil Engineering
論文出版年: 2015
畢業學年度: 103
語文別: 中文
論文頁數: 79
中文關鍵詞: 製程回收率製程用水水回收系統半導體廠房水資源管理
外文關鍵詞: process water recovery rate, production process water use, water recycling system, semiconductor plant, water resource management
相關次數: 點閱:166下載:12
分享至:
查詢本校圖書館目錄 查詢臺灣博碩士論文知識加值系統 勘誤回報
  • 在水資源日益缺乏情況下,生產製程如何管理水回收益顯迫切。國內科學園區雖然有規定製程回收率、全廠回收率、全廠排放率三項水量指標,僅以這些指標表示整個廠房的用水效率尚有不足,難以判別廠房內部的水資源再利用成效。從每日之水量指標表現來看,之中的起伏變化透露著廠房的用水需要,而製程用水為廠房用水的大宗,製程回收率有時會低於法規標準值。
    為探討廠內的用水效率,本研究分析每日之製程回收率變化,找出半導體廠房製程用水回收量之變化原因。首先了解廠房水系統和製程用水回收系統之流程,分析廠房用水特性,接著建立詳細製程用水指標,依照指標評估流程,找出每日製程回收率表現之影響水量,並後續找出影響來源,透過訪問廠內實務工程師,找出影響製程回收率變化的原因。
    研究結果指出,所建立之每日詳細水量指標,可以協助快速找出製程回收率的影響水量來源。另外,每日製程回收率變化的影響因子為:輕度汙染製程排水、純水系統回收水、製程系統總用水、回收系統產水,並說明各影響因子之影響來源。最後提出關掉回收系統來改善冬季回收水溢流,此做法可減少營運成本,亦減少對環境的負荷。

    In the situation of water resources scarcity, the management of water recycling is an urgent issue in production process. Three water indicators of process water recovery, total water recovery, total water discharge are required by the science park. These indicators are insufficient to manage water operation, since they cannot measure internal water use effectiveness and water environmental performance. The daily water consumption reveals the water needs variation. The amount of water that the process use is large, and the values of process water recovery do not often meet the required standard.

    To investigate the water use effectiveness, this research analyzed the variations of daily process water recovery rate, and explored reasons for recycling water quantity variations in the production process. First, the water system and procedures of recovery system in the production process were understood. Next, the indicators about water use in the production process were developed, and the factors of water quantity variations were proposed. Finally, five practical engineers of a semiconductor plant were interviewed to find out the reasons for recycling water quantity variations.

    The research results show that the developed detailed water use indicators are useful in indicating the daily water variations and logic. The proposed water variation factors are low-pollution process wastewater, recycling water of pure water system, total water use of production process system, and water production from recycling system. Finally, the recycling systems can be turned off to improve recycling water overflow in the winter, to decrease operation cost and reduce the environmental impact.

    摘要 i Abstract ii 誌謝 v 目錄 vi 表目錄 viii 圖目錄 ix 名詞註解表 xi 第一章 緒論 1 1.1 研究動機與目的 1 1.2 研究方法與流程 2 1.3 研究範圍與限制 3 第二章 文獻回顧 5 2.1 台灣工業用水 5 2.1.1 台灣水資源環境現況 5 2.1.2 工業用水 6 2.2 半導體產業用水 8 2.2.1 廠房用水流程 9 2.2.2 超純水系統 10 2.2.3 製程用水特性 13 2.2.4 高科技廠廢水 13 2.3 水資源環境績效 14 2.3.1水平衡原理 15 2.3.2 水資源管理 16 2.3.3 回收水再利用 17 2.3.4 半導體廠用水效率指標 18 第三章 廠房用水系統 22 3.1 水處理回收系統 22 3.1.1 廠房水平衡圖 22 3.1.2 水系統管線流程 24 3.1.3 水處理回收系統介紹 26 3.2 廠房製程回收用水 31 3.2.1 製程回收用水流程 31 3.2.2 製程回收水組成 33 3.3 回收率的緣由 35 3.3.1 回收率與排放率的關係 35 3.3.2 提高水回收率的困難 38 3.4 製程回收水變化 40 3.4.1 製程用水指標的建立 40 3.4.2 回收用水比例 42 第四章 製程回收水量變化分析 44 4.1 製程用水數據分析 44 4.1.1 夏冬兩季製程用水量比較 44 4.1.2 夏冬兩季製程回收水比較 46 4.2 製程用水指標分析 50 4.2.1 製程用水指標評估流程 51 4.2.2 實際數據套入製程用水指標 53 4.2.3影響水量來源 54 4.3 製程用水回收量變化原因 56 4.3.1 純水系統回收水 56 4.3.2 製程輕度污染回收水 57 4.3.3 回收系統產水 57 4.3.4 CCR回收系統產水 60 4.3.5 其他用水量影響 62 第五章 製程回收率影響因子 64 5.1 製程回收率變化之影響水量 64 5.1.1 製程回收水的影響 64 5.2.2 特性要因圖 67 5.2 回收水過剩 68 5.2.1 回收水槽溢流 68 5.2.2 改善回收水溢流 70 第六章 結論與建議 72 6.1 結論 72 6.2 建議 75 參考文獻 76 附錄一 訪談紀錄 79

    英文文獻
    1. Beecher, J. (1995). “Integrated resource planning fundamentals.” Journal of American water works association, Vol. 87, No. 6, pp. 34-48.
    2. Bruggen, B. and Braeken, L. (2006). “The challenge of zero discharge: from water balance to regeneration.” Desalination, Vol. 188, pp.177-183.
    3. Gumbo, B., Mlilo, S., Broome, J., Lumbroso, D. (2003). “Industrial water demand management and cleaner production potential: a case of three industries in Bulawayo Zimbabwe.” Physics and chemistry of the earth, Vol. 28, pp. 797-804.
    4. Jasch, C. (2003). “The use of Environmental Management Accounting (EMA) for identifying environmental costs.” Journal of cleaner production, Vol. 11, pp. 667-676.
    5. Kao, J., Pan, T., Lin, C. (2009). “An environmental sustainability based budget allocation system for regional water quality management.” Journal of environmental management, Vol. 90, pp. 699-709.
    6. Lin, W., Lee, M., Huang, Y., Den, W. (2015). “Identifying water recycling strategy using multivariate statistical analysis for high-tech industries in Taiwan.” Resources, conservation and recycling, Vol. 94, pp. 35-42.
    7. Lambooy, T. (2011). “Corporate social responsibility: sustainable water use.” Journal of cleaner production, Vol.19, pp. 852-866.
    8. Liu, C.H., Lin, S.J., Lewis, C. (2010). “Life cycle assessment of DRAM in Taiwan’s semiconductor industry.” Journal of cleaner production, Vol. 18, pp.419~425.
    9. Marleni, N., Gray, S., Sharma, A., Burn, S., Muttil, N. (2015). “Impact of water management practice scenarios on wastewater flow and contaminant concentration.” Journal of environmental management, Vol. 151, pp. 461-471.
    10. Molinos-Senante, M., Hernandez-Sancho, F., Sala-Garrido, R. (2011). “Cost-benefit analysis of water-reuse projects for environmental purposes: A case study for Spanish wastewater treatment plants.” Journal of environmental management, Vol. 92, pp. 3091-3097.
    11. Miller, C. and Worth, W. (2003). “Environment, health, and safety performance plays a vital role in sustaining the growth of the semiconductor industry.” Journal of Vacuum Science and Technology, Vol. 21, Issue 4, pp. 1139-1144.
    12. Tong, L., Liu, X., Liu, X., Yuan, Z., Zhang, Q. (2013). ”Life cycle assessment of water reuse systems in an industrial park.” Journal of Environmental Management, Vol. 129, pp. 471-478.
    13. Walsh, B., Murray, S., O’Sullivan, D. (2015). “The water energy nexus, an ISO50001 water case study and the need for a water value system.” Journal of water resources and industry, Vol. 10, pp. 15-28.

    中文文獻
    1. 刁仁康、簡文鴻、陳俊榮(民 101),「超低能耗費熱型汙泥乾燥技術」,2012科學園區廠務技術研討會。
    2. 中華民國企業永續發展協會 (民 101),台灣水資源概述,「台灣願景2050」專家說明會。
    3. 王炯柱(民 97),以離散事件模擬進行晶圓代工回收水系統流程之設計與分析,國立成功大學工學院工程管理碩士在職專班碩士論文。
    4. 水利署北區資源局(2008),
    http://www.wranb.gov.tw/ct.asp?xItem=1955&ctNode=577&mp=2,accessed on 2015/05/19.
    5. 朱淑娟 (民104),缺水 但科學園區用水卻持續成長,環境報導
    http://shuchuan7.blogspot.tw/2015/02/blog-post_12.html,accessed on 2015/06/13.
    6. 江世雄(民 100),半導體廠房水回收系統設計,國立成功大學工學院工程管理碩士在職專班碩士論文。
    7. 林俊德(民 100),「從”水足跡”看水資源保育與企業用水管理之發展」,環保簡訊,第13期。
    8. 南部建管法規(2014)
    http://www.stsp.gov.tw/STSIPA_UPLOAD/Regulation/1271844726478.pdf, accessed on 2015/05/18.
    9. 陳仁仲、盧文俊、李士畦(民 90),「工業用水效率與回收率的內涵探討」,工業污染防治,第77期,一月,122-159頁。
    10. 陳亮清(民 94),工業用水合理回收率與用水需求之研究,國立台灣海洋大學河海工程學系博士學位倫文。
    11. 陳永坤(民 97),台灣環境永續發展評估指標之建立與應用研究,國立成功大學資源工程研究所經濟管理組博士論文。
    12. 陳效禹(民 91),「工研力晶攜手挑戰90%水回收標準」,經濟部水利署,節水季刊,第二十七期。
    13. 許家榮(民 97),高科技廠房水資源管理研究-提升製程用水回收率影響因素探討,國立台灣大學工學院土木工程學系碩士論文。
    14. 莊雅均(民 103),半導體廠房水資源整合與環境績效指標,國立成功大學土木工程研究所碩士論文。
    15. 黃志彬(民 91),「高科技工業廢水處理操作效能提升研析」,第一屆高科技工業環保技術及安全衛生學術及實務研討會論文集,23-35頁。
    16. 經濟部工業局,「行業製程減廢及汙染防制技術-半導體業介紹」https://www.ftis.org.tw/eta2/tech_platform/item2i.asp,accessed on 2015/06/13.
    17. 經濟部水利署(民 101),101年工業用水量統計報告。
    18. 楊偉甫(民 99),「台灣地區水資源利用現況與未來發展問題」,用水合理化及新生水水源開發論壇,經濟部水利署。
    19. 盧彭潭、陳奎麟,劉凱溢(民 99),「高科技提升製程用水回收率實務探討」,工業污染防治,第114期,七月,189-199頁。
    20. 顏登通(民100),高科技廠房,第三版,全華圖書股份有限公司,台北。
    21. 顏佳新(民 88),積體電路晶圓製造工業水資源之利用及汙染防治之探討,東海大學環境科學研究所碩士論文。
    22. 蕭代基和黃德秀(民 99),「台灣水資源需求面管理策略之探討」,用水合化與新興水水源開發論壇。

    下載圖示 校內:立即公開
    校外:立即公開
    QR CODE