Riduzione e Riciclo dell'Acqua nella Produzione di PCB

Non è un segreto che la produzione di PCB utilizzi copiose quantità di acqua—fino a 264 miliardi di galloni all'anno. Fino a un recente cambiamento di tendenza, le iniziative per la sostenibilità si sono concentrate principalmente sulla riduzione delle emissioni di carbonio e sul consumo energetico. Tuttavia, l'industria sta ora virando verso la riduzione e il recupero dell'acqua per preservare le risorse naturali e contribuire a un pianeta più equilibrato (e sicuro per la salute). E non poteva arrivare abbastanza presto.

La ricerca condotta dal Servizio Forestale degli Stati Uniti ha scoperto che quasi la metà dei 204 bacini idrici dolci negli Stati Uniti potrebbe non essere in grado di soddisfare la domanda mensile di acqua entro il 2071, citando la crescita della popolazione e il cambiamento climatico come motivi della carenza.

Sebbene i grandi produttori abbiano gestito i loro rifiuti materiali e le acque reflue, ora stanno fissando e impegnandosi in obiettivi aggressivi per guidare un cambiamento più significativo.

Amkor Technology, per esempio, ha fissato un obiettivo preciso, "Attualmente, i nostri principali obiettivi di sostenibilità sono ridurre le emissioni di gas serra (GHG), l'uso dell'acqua e i rifiuti generati del 20% entro il 2030, rispetto alla media di base del 2018 al 2020. Continuiamo a monitorare i nostri progressi e siamo in linea per raggiungere i nostri obiettivi,"ha dichiarato HyeJu Lee, vicepresidente della conformità presso Amkor Technology.

“Abbiamo implementato un programma completo di gestione dell'acqua nelle nostre strutture di produzione in tutto il mondo,” ha detto Lee di Amkor. “Come parte di questo sforzo, continuiamo a utilizzare sistemi di osmosi inversa nelle nostre strutture, che ci permettono di purificare l'acqua di processo e riutilizzare l'acqua nel nostro processo di produzione. I sistemi di osmosi inversa sono combinati con sistemi di elettrodeionizzazione (EDI) e utilizzano meno del 95% dei prodotti chimici usati nei processi convenzionali di scambio ionico. Questo aiuta a ridurre l'uso dell'acqua dolce, migliorare l'efficienza idrica e proteggere l'ambiente. Continuiamo a ridurre il nostro consumo di acqua e contribuiamo alla conservazione delle risorse idriche. La nostra intensità totale di prelievo di acqua è diminuita del 12% dal 2021 al 2022.”

Come dimostra l'esempio di Amkor, per raggiungere gli obiettivi, le organizzazioni devono integrare la sostenibilità nei modelli operativi e investire in nuove tecnologie più rispettose dell'ambiente.

TTM: Uno studio di caso sull'integrazione della gestione sostenibile dell'acqua

Al centro della gestione ambientale di TTM Technologies (un grande produttore di circuiti stampati) vi sono la sua Dichiarazione Ambientale e la Politica Ambientale, che incoraggiano l'innovazione, l'educazione, la formazione, la creatività, l'uso di tecnologie consolidate e l'attuazione di pratiche e procedure solide per ridurre continuamente l'impatto dell'azienda sull'ambiente.

TTM ha adottato un approccio misurato e sistematico alla gestione sostenibile dell'acqua, integrando i suoi sforzi di riduzione dell'impronta idrica nelle sue strutture operative esistenti, inclusi gli indicatori chiave di prestazione (KPI), i piani di capitale e gli obiettivi di sostenibilità, misurando la performance ambientale come fa con la performance produttiva e fornendo le risorse necessarie per garantire l'uso ridotto delle risorse naturali nella produzione dei suoi PCB, assemblaggi elettrici, parti e componenti.

TTM ha suddiviso le sue iniziative di riduzione dell'uso dell'acqua nelle seguenti categorie: trattamento delle acque reflue e aggiornamenti del sistema, segregazione dell'acqua, riduzione dell'uso dell'acqua e acque meteoriche: strutture certificate senza esposizione.

Come riportato da PCB007 Magazine, nell'ambito del trattamento delle acque reflue e degli aggiornamenti del sistema, TTM ha gradualmente sostituito i sistemi di trattamento delle acque reflue basati su precipitanti che si affidavano ad agenti chimici per rimuovere i contaminanti metallici e producevano materiale recuperabile che richiedeva un'eccessiva energia e/o manipolazione per recuperare il metallo, aggiungendo costi e risultando in scarsi ritorni a favore dello scambio ionico selettivo.

"TTM ha intrapreso l'eliminazione dei sistemi di trattamento delle acque reflue (WWT) con precipitazione chimica (chiarificatori, precipitazione in batch e microfiltrazione) a favore dello scambio ionico selettivo. I sistemi di scambio ionico sono molto simili ai sistemi di acqua deionizzata che la maggior parte dei processi di produzione utilizza per fornire acqua di prodotto con le corrette specifiche tecniche. La maggior parte di questi sistemi WWT a scambio ionico sono costruiti internamente da TTM, utilizzando attrezzature industriali disponibili sul mercato e tecnologie di trattamento dell'acqua. Questo approccio fornisce un'impronta più piccola e più sostenibile per le stesse esigenze di trattamento. Nel tempo, TTM ha scoperto che questo metodo di trattamento è scalabile e può essere modificato per riflettere o rispondere all'aumento della capacità produttiva utilizzando la stessa infrastruttura WWT di base. La selezione del corretto mezzo resinoso per lo scambio ionico è fondamentale per sviluppare un processo di trattamento robusto e ripetibile."

The ASE Group: Una società globale con un approccio regionale

La scarsità d'acqua è un problema globale in crescita.

La produzione di semiconduttori consuma una vasta quantità d'acqua; un singolo stabilimento può utilizzare decine di milioni di galloni al giorno, mettendo sotto pressione le risorse idriche di una regione. Poiché gli stabilimenti sono spesso situati in regioni con limitate risorse idriche, le multinazionali devono dare priorità ai loro sforzi e adottare un approccio strategico sensibile alla regione.

"Nell'ambito della nostra strategia ESG, continuiamo a compiere progressi nel conseguire risparmi idrici," ha dichiarato Covell di Lam Research. "Nel 2022, abbiamo superato il nostro obiettivo di raggiungere 17 milioni di galloni di risparmio idrico nelle regioni soggette a stress idrico rispetto a una base di partenza del 2019 entro il 2025. [9] Nell'ambito della definizione di questo obiettivo, abbiamo utilizzato l'Aqueduct Water Risk Atlas dell'Istituto Risorse Mondiali per identificare quali delle nostre strutture si trovassero in regioni soggette a stress idrico. Ad oggi, abbiamo identificato sei siti in California, Corea del Sud, India e Malaysia."

Per raggiungere l'efficienza nell'uso dell'acqua, il Gruppo ASE ha allineato le sue azioni agli SDG delle Nazioni Unite per il conseguimento di un'economia e un ambiente sostenibili e ha adottato il Sistema di Gestione dell'Efficienza Idrica ISO 46001. Lo standard aiuta l'azienda a garantire un uso dell'acqua efficiente e sostenibile offrendo orientamenti nell'identificazione e valutazione dei principali rischi e opportunità di miglioramento delle infrastrutture. Nel 2021, l'operazione di produzione di punta dell'azienda, ASE Kaohsiung, ha ricevuto la certificazione ISO 46001.

Il gruppo afferma di aver migliorato i propri progetti di riciclo dell'acqua per i loro processi e strutture, che includevano il taglio e la molatura delle acque reflue, l'acqua di pulizia, il condensato dell'aria condizionata e il riciclo dell'acqua piovana, risultando nel riutilizzo di ogni goccia d'acqua più di 3,5 volte.

Sigma Engineering: Alcune delle tecnologie dietro la riduzione del consumo di acqua

Non sono solo gli impianti di produzione a impegnarsi nella riduzione del consumo di acqua e nelle pratiche di fabbricazione di PCB più sostenibili. Anche i fornitori di attrezzature e materiali stanno facendo la loro parte.

Con l'obiettivo di aiutare i produttori di PCB a ridurre il consumo di acqua e a passare a un'economia circolare, Sigma Engineering offre sistemi di riciclo e rigenerazione per l'incisione nell'industria dei PCB; il loro sistema di reattore di ossidazione per incisore acido utilizza gas Ossigeno, sostituendo altri agenti ossidanti come Perossido di Idrogeno, Ozono o Clorato di Sodio. Sigma afferma che, insieme ai benefici ambientali, arrivano anche costi ridotti e una qualità e sicurezza migliorate.

Il sistema di reattore di ossidazione rimuove i rifiuti pericolosi generati dagli agenti ossidanti tradizionali, riducendo i costi di trasporto e gestione dei rifiuti e permettendo un controllo preciso del potenziale redox, flanchi più ripidi e una maggiore tolleranza rispetto alla temperatura, alle concentrazioni di Cu1, Cu2 e HCl. Eliminando il rischio di generazione di gas cloro che potrebbe verificarsi nell'uso del perossido di idrogeno, il sistema di reattore di ossidazione contribuisce a rendere il luogo di lavoro più sicuro.

Conclusione

L'acqua pulita è tanto essenziale per la produzione di PCB quanto lo è per la vita. Per coloro che operano nell'industria dei PCB, ridurre l'impronta idrica della propria azienda dovrebbe essere altrettanto importante quanto ridurre l'impronta di carbonio. Ottimizzare le opzioni di trattamento dell'acqua e adottare nuove tecnologie può consentire un maggiore riutilizzo, migliorare i livelli di purezza e aiutare a proteggere la nostra risorsa più preziosa.