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(chǎn)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(chǎn)總流程圖見圖3，圖中展示了所有生產(chǎn)廠房的功能(工藝生產(chǎn)區(qū)域、支持區(qū)域)和相互之間的原則關系。在生產(chǎn)廠房中的工藝生產(chǎn)區(qū)域中，產(chǎn)品在通過產(chǎn)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(chǎn)流程及排污節(jié)點分析

　　生產(chǎn)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(jù)是建設單位提交的初步設計，經(jīng)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(shù)據(jù)是依據(jù)前文提到的：工藝路線和產(chǎn)量界定的，但該項目實質是芯片的代加工廠，所有產(chǎn)品是根據(jù)市場的需求進行制作的，產(chǎn)品種類、規(guī)格多早不固定，原材料會因產(chǎn)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(chǎn)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?yún)^(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(chǎn)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(chǎn)后加工工序會有VOC產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)生量根據(jù)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(chǎn)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(jù)類比數(shù)據(jù)，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(chǎn)廢水和生活污水。

　　根據(jù)本項目的生產(chǎn)工藝和廢水水質特征，在生產(chǎn)過程中產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)用的真空泵都會產(chǎn)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(chǎn)過程中使用50多種化學原料，根據(jù)中芯國際集成電路制造(上海)有限公司的經(jīng)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(chǎn)線，根據(jù)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(chǎn)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(chǎn)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?yún)^(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(chǎn)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(jīng)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(jīng)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?yún)^(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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