集成电路企业节水管理和水平衡测试案例分析

吴瀚

摘 要：集成电路的生产过程中需要消耗大量的纯水，用于设备冷却、晶片清洗和切割定型等工艺流程。纯水机组是用水量最大的设备，在制备纯水的同时也产生了大量的浓水。某企业经过改造，将产出的浓水充分利用于冷却塔补水、绿化喷淋、如厕用水等用水点，取得了较好的效果。该文以该企业作为考察案例，通过企业水平衡测试，准确地分析了企业的用水情况和评价企业的用水管理水平，为进一步挖掘节水潜力，为企业制定用水目标和计划提供科学的依据。

关键词：集成电路企业 节水管理 水平衡测试 回收利用

中图分类号：F406 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）05（c）-0209-02

我国是一个水资源贫乏的国家，人均水资源量仅为1785 m3，约为世界人均水平的1/4[1]。隨着经济的快速发展，工业用水需求呈增长趋势，进一步凸显水资源短缺的矛盾。加强企业节水意识，提高节水管理水平，实现有效地节约用水的同时，降低企业的经费开支，对我国建设资源节约型、环境友好型社会，增强可持续发展能力具有十分重要的意义。

该文以某集成电路企业为考察对象，通过水平衡测试，准确地分析该企业的用水情况，正确地评价对企业的目前的管理水平和提出进一步挖掘节水潜力的建议，可为企业的节水工作提供参考。

1 水平衡测试方法

企业的水平衡是指各用水单元或系统的输入水量之和应等于输出水量之和。水平衡测试是对用单元和用水系统的水量进行系统的测试、统计、分析得出水量平衡关系的过程[2]。水平衡测试结果能够真实反映用水单位的取水量、用水量、重复利用水量，进而分析得出企业用水的重复率、单位产品新水量等指标，帮助企业摸清其用水情况，科学评价节水管理水平，明确节水潜力，并制定相应的节水措施[3]。

针对该文所考察的集成电路企业，采用的水平衡测试方法包括：对于一级水表进水量用统计数据进行分析；对于循环用水量采用超声波流量计现场测量，有在线监测流量的测点采用现场测试与监测历史数据相对比统计的方法；供水管道的查漏采用听音杆、听漏仪、管线仪相结合进行。

2 水平衡测试结果及考核指标分析

2.1 企业用水概况

该企业取水为市政自来水，主要用水部门包括由封装厂、晶圆厂、办公楼、宿舍、饭堂、绿化六部分。封装厂和晶圆厂是消耗自来水的主要部门，主要耗水设备是5台冷却塔、1台酸雾塔以及一些晶片清洗设备；除了封装厂和晶圆厂外，公司其余部门消耗的自来水量不大，主要是饭堂和宿舍的生活用水。

2.2 企业已采取的节水管理措施

企业内重复利用水主要是冷却塔的循环冷却水和回用的浓水。其中，冷却塔的补水的主要来源为反渗透纯水机组产出的浓水，当浓水量不够时，才使用自来水进行补给。同时，厂区绿化、车间的洗手间冲厕用水和洗手均是使用浓水。企业生产工艺废水主要是晶片清洗后排出的废水，这部分废水被收集到污水处理站，处理达标后排放到市政污水管网。

在用水计量方面，企业对所有二级用水户都安装了自来水水表进行计量，晶圆厂冷却塔和酸雾塔分别安装了三级水表，且每日对一级、二级和三级水表进行抄读并进行详细的记录和分析。

2.3 水平衡测试结果

测试期间，企业每天的总用水量为14 614.2 m3，包括新（取）水量302.1 m3和重复利用水量14 312.1，其中重复利用水量包括浓水和冷却循环水，占总用水量的绝大部分。各部门日均取水量表如表1所示，其中封装厂、办公楼、晶圆厂三个部门的用水量较大，占据了总用水量的88.68%。

企业最大的用水设备——反渗透纯水机组的水量平衡图如图1所示，其每日的总用水量为258 m3，产生的纯水量和浓水量分别为201.7m3和56.3 m3。企业将反渗透纯水机组产出的浓水全部回收，用于晶圆厂和封装厂的冷却塔补水、洗手间冲厕、洗手以及厂区内的绿化喷淋，既减少了市政自来水的取水量，又达到提高水资源重复利用率的目的。

2.4 用水考核指标分析

测试期间，企业用水考核指标如表2所示。其中，间接冷却水循环率为99.6%，工业用水重复利用率为97.9%。根据《广东省工业行业取水定额》，电子元件制造业的用水重复利用率为80.0%，可见该企业的工业用水重复利用率远高于行业平均水平。公司职工人均日生活新水量（自来水）为70 L/d·人，远低于DB 44/T 1461-2014《广东省用水定额》规定的200L/d·人。

由此可见，该企业在节约用水工作中取得了较好的成效。得益于此，该企业单位产品新水量为17.7 m3/万颗，万元产值新水量为24.5 m3/万元，比上一年度下降了24.6%。

3 进一步节水的措施

从上述分析中发现企业的考核指标较优，但同时从表1所示的测试结果也可注意到，测试期间，该企业的管网渗漏率为2.91%，仍有待改善。因此，企业进一步节水潜力可主要从以下两个方面进行挖掘。

（1）加强用水设备日常维护保养。

在测试过程中发现，冷却塔收水器损坏，致使冷却塔循环水在循环过程中飞溅现象较严重，建议对主要用水设备及储水点进行定期的巡查和维护，建立完善的维修记录，对已损坏的用水设备进行保养或者更换，杜绝用水设施出现“跑、冒、滴、漏”的现象。

（2）减少软胶管的使用。

采用较长衔接水管时，每次使用之后都有一部分水残留在管内并且溢出，未能充分利用，加上长期拽动拖拉，造成胶管磨损甚至出现裂口，造成浪费。同时，减少软胶管的使用也可以为安全生产提供保障。

4 结语

总体而言，该企业对用水比较重视，较好地控制了生产和生活用水量，尤其反渗透纯水机组所产出的浓水全部利用起来，用于冷却塔补水等各个方面，大大提高了自来水的重复利用率。通过水平衡测试，明确了企业在节水工作上取得了不错的成效，同时也发现了进一步节水的潜力所在。

参考文献

[1] 工业和信息化部关于进一步加强工业节水工作的意见[Z].工信部节[2010]218号.

[2] GB/T12452-2008企业水平衡测试通则[S].北京：中国标准出版社，2009.

[3] 张传海，张传河.企业水平衡测试技术的应用[J].水利科技与经济，2011，17（9）：71-72.