2012年環(huán)境影響評價師《案例分析》重點知識(57)

　　三、工程分析$lesson$

　　(一)工藝流程

　　1.工藝技術方案的確定

　　本項目的技術發(fā)展和集成電路制造的重點將以互補金屬氧化物半導體(CMOS)工藝為主。芯片生產工序主要有外購硅片清洗、氧化(Si+O：一SiO：)、光刻、蝕刻、擴散、離子植入、化學氣相沉積、金屬化、后加工等九部分。

　　全廠生產總流程圖見圖3，圖中展示了所有生產廠房的功能(工藝生產區(qū)域、支持區(qū)域)和相互之間的原則關系。在生產廠房中的工藝生產區(qū)域中，產品在通過產品質量檢測流至支持區(qū)域后道工序前，某些工藝步驟將被重復多次。

　　2、生產流程及排污節(jié)點分析

　　生產工藝流程和"三廢"排放節(jié)點示意圖，見圖4。

　　(二)工程污染源分析

　　本次環(huán)境影響評價工程污染源分析的原則和依據是建設單位提交的初步設計，經評價單位進行物料衡算、類比調查與監(jiān)測得㈩的。但應該指出的是本次環(huán)境影響評價提出的工程污染源數據是依據前文提到的：工藝路線和產量界定的，但該項目實質是芯片的代加工廠，所有產品是根據市場的需求進行制作的，產品種類、規(guī)格多早不固定，原材料會因產品工藝和類型不同而使用非常多的不同種類，且使用時間、使用量具有波動性的特點，因此，污染物的產生、排放量也具有不確定性。

　　1、大氣污染源分析

　　(1)酸性廢氣酸性廢氣主要來自于擴散區(qū)、離子植入區(qū)、薄膜區(qū)、化學研磨區(qū)及光罩制作區(qū)，包括含氟廢氣、鹽酸、硫酸、硝酸、磷酸、硅烷(SiHd)、磷烷(陽，)、砷烷(AsH，)等所排出之廢氣。

　　(2)堿性氣體堿性氣體主要來自擴散區(qū)、薄膜區(qū)及化學研磨區(qū)產生之含氨廢氣排放。

　　(3)有機廢氣有機廢氣主要來自于光刻區(qū)、擴散區(qū)的光阻劑及清洗用之異丙醇等有機溶劑廢氣。

　　(4)VOC使用天然氣燃燒廢氣芯片生產后加工工序會有VOC產生，其處理工藝使用天然氣助燃方式解決。使用天然氣燃燒時NO。的產生量參照北京市環(huán)境保護科學研究院編制的《北京環(huán)境總體規(guī)劃研究》中確定的排放因子，即燃燒1 000m3天然氣NO：的排放量為1.76kS。S02的產生量根據天然氣的用量和含硫率求得，即燃燒1 000m3天然氣SO：的排放量約為5.71X10-3kg。

　　燃燒VOC使用的天然氣100m3/h，年總用量為864000m3/a(一年按360d，一天按24h計)，煙氣排放量為10644480m3/a，則本項目FAB VOC使用的天然氣燃燒產生的大氣污染物排放量為：

　　(5)化學品輸送過程中的極微量泄漏管道輸送液體的過程中，在管道接口處有極微量液體泄漏。根據類比數據，化學材料在運輸過程中，在罐裝、管道等接口處可能的極微量泄漏約為總量的0.05%。本評價考慮的是使用量較大的氟化氫，年使用量按52075kg/a計，泄漏量按最壞情況來考慮，為總量的0.8%計，可得到氟化氫極微量泄漏約為0.048kg/h。

　　2、水污染源分析

　　本項目水污染源主要包括生產廢水和生活污水。

　　根據本項目的生產工藝和廢水水質特征，在生產過程中產生的廢水主要可分為含氟廢水、研磨廢水(分為金屬研磨廢水、氧化研磨廢水、晶背研磨廢水)、酸堿廢水(包括工藝酸堿廢水、洗滌塔廢水、純水系統(tǒng)再生廢水)和含氨廢水。

　　此外還有純水站濃縮廢水、工藝設備冷卻水、冷凍水和冷卻塔排水，為較清潔麥水，作為回用水。

　　廢水處理站主體部分位于CUB2一層，主要包括含氟廢水處理系統(tǒng)、酸堿廢水中和處理系統(tǒng)、污泥處理系統(tǒng)、加藥系統(tǒng)、部分廢液收集系統(tǒng)、廢水處理站控制室及部分處理設施的預留位置;另一部分位于生產廠房FAB4/FAB 5/FAB 6C的一樓，主要包括化學機械研磨廢水、芯片背面研磨廢水收集及輸送設施。

　　3、固體廢物

　　固體廢物產生量及其組分，詳見表2。

　　4、噪聲污染源

　　本項目噪聲源污染狀況可分為兩個部分：一個為生產廠房(FAB4/FAB5/FAB6C)噪聲污染源;另一個為動力設施(變電站PS2、動力站CUB2)及其他輔助設施產生的噪聲污染源。

　　噪聲污染主要在動力房室內，如冰水機、動力泵及其他產生噪聲的動力設備;另外柴油發(fā)電機(緊急用)、冷卻塔風扇、空調風扇與生產用的真空泵都會產生噪聲污染。

　　(三)平衡分析

　　1、水平衡

　　水平衡圖見圖5。每天實際耗水量為206 884m3/d，其中新鮮水(自來水)量為4500m3/d，廢水回用量為3424m3/d，循環(huán)水量為198960m3/d。

　　純水回用率為：(2200+170+170)/4150=61.2%

　　項目水復用率為：(2200+170+170+150+150+250+50+284+198960)/(3424+198960+4500)=97.8%

　　2、物料平衡

　　本項目在生產過程中使用50多種化學原料，根據中芯國際集成電路制造(上海)有限公司的經驗，對擬建項目所涉及的主要物料流失在廢水、廢氣及固體廢物和回收廢液中情況進行分析。

　　3、氟平衡

　　擬建項目氟的投加以無機氟和有機氟原料進入生產線，根據使用含氟原料中氟的含量計算氟的投加量，其中無機氟87 956.62kg/a、有機氟17 315.9kg/a。項目氟的產出主要以廢氣、廢水、廢渣中氟化物方式流失到環(huán)境中，該項目采取了含氟廢氣洗滌，廢水除氟治理措施，因此大部分的氟以固體廢物排出，主要是以氟化鈣方式排放。生產中有機氟化物用電漿法將其電離成氟離子，電離率一般5%一20%，其余未電離部分和未用盡的離子氟均進入區(qū)域除害裝置，主要采用是碳纖維吸附，處理效率95%，然后進入酸氣洗滌塔，洗滌后排入大氣。氟平衡圖見圖6，氟平衡計算結果如下：

　　進入廢氣量：855kg/a;

　　進入廢水量：5112.9kg/a：

　　進入廢渣量：生產工藝中含氟廢水、酸堿廢水、含氨廢水處理前總含氟量

　　84535.2kg/a;處理后進入固體廢物的含氟量：79423.2kS/a;

　　理論值：81 988.7kg/a：

　　平衡誤差：3.1%。

　　需要指出的是有機氟化物經電離后(約5%，即865.8kg/a)用于工藝清洗，但最終是先進入炭纖維吸附裝置處理后排入酸氣洗滌塔，然后放入大氣，這部分含氟廢棄主要是有機大分子氟化物，比較穩(wěn)定。帶入廢水中經過含氟廢水處理裝置后，排到固體廢棄物中約有95%即16450kg/a，進入區(qū)域除害裝置，由炭纖維劑吸附，這部分固體廢物本廠不作處理，由炭纖維吸附劑專門廠商進行回收處理。

　　4、其他物料平衡

　　六氟化鎢有85%流失到大氣、水環(huán)境和污泥中;存在鋼瓶(桶)退回原廠的占10%。

　　異丙醇工藝中使用后，100%流失到大氣、水環(huán)境和廢液中。

　　氨在工藝中使用量為112129.65kg/a，0.04%流失到大氣中，5.2%流失到廢水中，其余94.76%以(NH3)2504形式流失到廢液中;存在鋼瓶(桶)退回原廠的占10%。

　　三氧乙基硼有80%流失到大氣、水環(huán)境和污泥中：存在鋼瓶(桶)退回原廠的占3%。

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