集成電路企業(yè)節(jié)水管理和水平衡測(cè)試案例分析

吳瀚

摘 要：集成電路的生產(chǎn)過程中需要消耗大量的純水，用于設(shè)備冷卻、晶片清洗和切割定型等工藝流程。純水機(jī)組是用水量最大的設(shè)備，在制備純水的同時(shí)也產(chǎn)生了大量的濃水。某企業(yè)經(jīng)過改造，將產(chǎn)出的濃水充分利用于冷卻塔補(bǔ)水、綠化噴淋、如廁用水等用水點(diǎn)，取得了較好的效果。該文以該企業(yè)作為考察案例，通過企業(yè)水平衡測(cè)試，準(zhǔn)確地分析了企業(yè)的用水情況和評(píng)價(jià)企業(yè)的用水管理水平，為進(jìn)一步挖掘節(jié)水潛力，為企業(yè)制定用水目標(biāo)和計(jì)劃提供科學(xué)的依據(jù)。

關(guān)鍵詞：集成電路企業(yè) 節(jié)水管理 水平衡測(cè)試 回收利用

中圖分類號(hào)：F406 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）05（c）-0209-02

我國(guó)是一個(gè)水資源貧乏的國(guó)家，人均水資源量?jī)H為1785 m3，約為世界人均水平的1/4[1]。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，工業(yè)用水需求呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，進(jìn)一步凸顯水資源短缺的矛盾。加強(qiáng)企業(yè)節(jié)水意識(shí)，提高節(jié)水管理水平，實(shí)現(xiàn)有效地節(jié)約用水的同時(shí)，降低企業(yè)的經(jīng)費(fèi)開支，對(duì)我國(guó)建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)，增強(qiáng)可持續(xù)發(fā)展能力具有十分重要的意義。

該文以某集成電路企業(yè)為考察對(duì)象，通過水平衡測(cè)試，準(zhǔn)確地分析該企業(yè)的用水情況，正確地評(píng)價(jià)對(duì)企業(yè)的目前的管理水平和提出進(jìn)一步挖掘節(jié)水潛力的建議，可為企業(yè)的節(jié)水工作提供參考。

1 水平衡測(cè)試方法

企業(yè)的水平衡是指各用水單元或系統(tǒng)的輸入水量之和應(yīng)等于輸出水量之和。水平衡測(cè)試是對(duì)用單元和用水系統(tǒng)的水量進(jìn)行系統(tǒng)的測(cè)試、統(tǒng)計(jì)、分析得出水量平衡關(guān)系的過程[2]。水平衡測(cè)試結(jié)果能夠真實(shí)反映用水單位的取水量、用水量、重復(fù)利用水量，進(jìn)而分析得出企業(yè)用水的重復(fù)率、單位產(chǎn)品新水量等指標(biāo)，幫助企業(yè)摸清其用水情況，科學(xué)評(píng)價(jià)節(jié)水管理水平，明確節(jié)水潛力，并制定相應(yīng)的節(jié)水措施[3]。

針對(duì)該文所考察的集成電路企業(yè)，采用的水平衡測(cè)試方法包括：對(duì)于一級(jí)水表進(jìn)水量用統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析；對(duì)于循環(huán)用水量采用超聲波流量計(jì)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，有在線監(jiān)測(cè)流量的測(cè)點(diǎn)采用現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試與監(jiān)測(cè)歷史數(shù)據(jù)相對(duì)比統(tǒng)計(jì)的方法；供水管道的查漏采用聽音桿、聽漏儀、管線儀相結(jié)合進(jìn)行。

2 水平衡測(cè)試結(jié)果及考核指標(biāo)分析

2.1 企業(yè)用水概況

該企業(yè)取水為市政自來水，主要用水部門包括由封裝廠、晶圓廠、辦公樓、宿舍、飯?zhí)?、綠化六部分。封裝廠和晶圓廠是消耗自來水的主要部門，主要耗水設(shè)備是5臺(tái)冷卻塔、1臺(tái)酸霧塔以及一些晶片清洗設(shè)備；除了封裝廠和晶圓廠外，公司其余部門消耗的自來水量不大，主要是飯?zhí)煤退奚岬纳钣盟?/p>

2.2 企業(yè)已采取的節(jié)水管理措施

企業(yè)內(nèi)重復(fù)利用水主要是冷卻塔的循環(huán)冷卻水和回用的濃水。其中，冷卻塔的補(bǔ)水的主要來源為反滲透純水機(jī)組產(chǎn)出的濃水，當(dāng)濃水量不夠時(shí)，才使用自來水進(jìn)行補(bǔ)給。同時(shí)，廠區(qū)綠化、車間的洗手間沖廁用水和洗手均是使用濃水。企業(yè)生產(chǎn)工藝廢水主要是晶片清洗后排出的廢水，這部分廢水被收集到污水處理站，處理達(dá)標(biāo)后排放到市政污水管網(wǎng)。

在用水計(jì)量方面，企業(yè)對(duì)所有二級(jí)用水戶都安裝了自來水水表進(jìn)行計(jì)量，晶圓廠冷卻塔和酸霧塔分別安裝了三級(jí)水表，且每日對(duì)一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)水表進(jìn)行抄讀并進(jìn)行詳細(xì)的記錄和分析。

2.3 水平衡測(cè)試結(jié)果

測(cè)試期間，企業(yè)每天的總用水量為14 614.2 m3，包括新（取）水量302.1 m3和重復(fù)利用水量14 312.1，其中重復(fù)利用水量包括濃水和冷卻循環(huán)水，占總用水量的絕大部分。各部門日均取水量表如表1所示，其中封裝廠、辦公樓、晶圓廠三個(gè)部門的用水量較大，占據(jù)了總用水量的88.68%。

企業(yè)最大的用水設(shè)備——反滲透純水機(jī)組的水量平衡圖如圖1所示，其每日的總用水量為258 m3，產(chǎn)生的純水量和濃水量分別為201.7m3和56.3 m3。企業(yè)將反滲透純水機(jī)組產(chǎn)出的濃水全部回收，用于晶圓廠和封裝廠的冷卻塔補(bǔ)水、洗手間沖廁、洗手以及廠區(qū)內(nèi)的綠化噴淋，既減少了市政自來水的取水量，又達(dá)到提高水資源重復(fù)利用率的目的。

2.4 用水考核指標(biāo)分析

測(cè)試期間，企業(yè)用水考核指標(biāo)如表2所示。其中，間接冷卻水循環(huán)率為99.6%，工業(yè)用水重復(fù)利用率為97.9%。根據(jù)《廣東省工業(yè)行業(yè)取水定額》，電子元件制造業(yè)的用水重復(fù)利用率為80.0%，可見該企業(yè)的工業(yè)用水重復(fù)利用率遠(yuǎn)高于行業(yè)平均水平。公司職工人均日生活新水量（自來水）為70 L/d·人，遠(yuǎn)低于DB 44/T 1461-2014《廣東省用水定額》規(guī)定的200L/d·人。

由此可見，該企業(yè)在節(jié)約用水工作中取得了較好的成效。得益于此，該企業(yè)單位產(chǎn)品新水量為17.7 m3/萬顆，萬元產(chǎn)值新水量為24.5 m3/萬元，比上一年度下降了24.6%。

3 進(jìn)一步節(jié)水的措施

從上述分析中發(fā)現(xiàn)企業(yè)的考核指標(biāo)較優(yōu)，但同時(shí)從表1所示的測(cè)試結(jié)果也可注意到，測(cè)試期間，該企業(yè)的管網(wǎng)滲漏率為2.91%，仍有待改善。因此，企業(yè)進(jìn)一步節(jié)水潛力可主要從以下兩個(gè)方面進(jìn)行挖掘。

（1）加強(qiáng)用水設(shè)備日常維護(hù)保養(yǎng)。

在測(cè)試過程中發(fā)現(xiàn)，冷卻塔收水器損壞，致使冷卻塔循環(huán)水在循環(huán)過程中飛濺現(xiàn)象較嚴(yán)重，建議對(duì)主要用水設(shè)備及儲(chǔ)水點(diǎn)進(jìn)行定期的巡查和維護(hù)，建立完善的維修記錄，對(duì)已損壞的用水設(shè)備進(jìn)行保養(yǎng)或者更換，杜絕用水設(shè)施出現(xiàn)“跑、冒、滴、漏”的現(xiàn)象。

（2）減少軟膠管的使用。

采用較長(zhǎng)銜接水管時(shí)，每次使用之后都有一部分水殘留在管內(nèi)并且溢出，未能充分利用，加上長(zhǎng)期拽動(dòng)拖拉，造成膠管磨損甚至出現(xiàn)裂口，造成浪費(fèi)。同時(shí)，減少軟膠管的使用也可以為安全生產(chǎn)提供保障。

4 結(jié)語(yǔ)

總體而言，該企業(yè)對(duì)用水比較重視，較好地控制了生產(chǎn)和生活用水量，尤其反滲透純水機(jī)組所產(chǎn)出的濃水全部利用起來，用于冷卻塔補(bǔ)水等各個(gè)方面，大大提高了自來水的重復(fù)利用率。通過水平衡測(cè)試，明確了企業(yè)在節(jié)水工作上取得了不錯(cuò)的成效，同時(shí)也發(fā)現(xiàn)了進(jìn)一步節(jié)水的潛力所在。

參考文獻(xiàn)

[1] 工業(yè)和信息化部關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)工業(yè)節(jié)水工作的意見[Z].工信部節(jié)[2010]218號(hào).

[2] GB/T12452-2008企業(yè)水平衡測(cè)試通則[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2009.

[3] 張傳海，張傳河.企業(yè)水平衡測(cè)試技術(shù)的應(yīng)用[J].水利科技與經(jīng)濟(jì)，2011，17（9）：71-72.