300MW单晶硅环评报告书.doc

安徽天翊光能有限公司年产2100吨高效单晶硅项目环境影响专项分析环境技术咨询工程公司二一年10月1 工程概况主要从事单晶硅棒、单晶硅片及多晶硅锭、多晶硅片的研发、生产及销售服务。本项目是以多晶硅为主要原料，生产2100t/a高效单晶硅棒（折合1680t/a单晶硅方棒）。项目拟建厂址位于安徽马鞍山南部承接产业转移集中区，购买工艺及辅助设备仪器302（套），总建筑面积约6850.75平方米。本项目产品高效单晶硅棒规格为8英寸，属于产业结构调整指导目录（2005年本）中国家鼓励发展的“6英寸及以上单晶硅、多晶硅及晶片制造”，因此项目建设符合国家产业政策的要求。1.1 工程基本情况1.1.1 工程基本情况根据现场调查，项目拟建地现状为农田，工程基本情况见表1-1。表1-1工程基本情况一览表序号类 别建设内容及规模1项目名称300兆瓦硅片太阳能光伏项目2建设性质新建3建设地点安徽马鞍山南部承接产业转移集中区4项目投资总投资6.8亿分二期建成5工作制度年工作8000h，折合333天，项目生产采用四班三运转，每天运行24h6劳动定员员工共计2050人7原辅材料原料多晶硅、籽晶、硝酸和氢氟酸的混酸等8公用工程供水自来水消耗量为234万吨/年，本项目所需自来水由预留接口引入，能满足要求供电项目用电量约37424万度/年，引自11万伏变电站9污水治理工程废水处理站设计处理规模为3500m3/d，采用“中和+絮凝沉淀”工艺10排水去向污水在厂内治理达标后通过管网进入集中区内当涂县污水净化中心处理，处理达标后排入黑河1.1.2 产品方案、性质及规格1.1.2.1 产品方案本项目是以多晶硅为主要原料生产高效单晶硅棒，生产规模为每年单晶硅炉出炉高效单晶硅棒2100吨，折合产品单晶方棒1680吨/年，折合最终产品14000万硅片。1.1.2.2 产品性质及用途化学名称：单晶硅（si，产品）性质：灰色金属光泽，密度2.322.34，熔点1410，沸点2355。溶于氢氟酸和硝酸的混合酸，不溶于水、硝酸和盐酸。常温下不活泼，高温下与氧、氮、硫等反应。具有半导体性质，是极为重要的优良半导体材料。硅的单晶体具有基本完整的点阵结构的晶体，不同的方向具有不同的性质，是一种良好的半导材料，纯度要求达到99.9999，甚至达到99.9999999以上。单晶硅按其直径分为6英寸、8英寸、12英寸（300毫米）及18英寸（450毫米）等用途：单晶硅主要用于制造半导体器件、太阳能电池，用于制大功率整流器、大功率晶体管、二极管、开关器件等 。1.1.2.3 产品规格本项目产品高效单晶硅棒规格为8英寸，主要是用于制造太阳能电池片生产用的硅片。1.1.3 原辅材料及动力消耗本工程主要原辅材料及动力消耗情况见表1-2。表1-2 本工程主要原料及动力消耗情况一览表序号名 称规 格吨产品消耗量年耗量1多晶硅/103t/t688956t2籽晶碳含量1.0 ppma，晶向1-0-0，材料等级一级309根/t5184根3石英坩埚高纯石英坩埚153只/ t25714只4氩气/6666.7m3/t4480万m35hf、 hno3的混酸40%hf和60% hno3（浓度分别为18%、26%）混酸0.43 t/t混酸726。32t6naoh片碱0.25 t/t424t7切割液聚乙二醇和碳化硅（1:0.92）0.09 t/t1469t8水/863 m3/t234万m39电/11.1万度/t37424万度1.1.4 原辅材料理化性质本工程主要原辅材料及产品理化、毒理性质见表1-3。表1-3工程主要原辅材料及产品理化、毒理性质序号名称理化性质危险特性毒性指标1硝酸纯品为无色透明发烟液体，有酸味, 相对密度(水=1)1.50(无水),相对密度(空气=1)2.17, 与水混溶, 蒸汽压4.4kpa(20)。本项目混酸中用到的硝酸浓度为26%。具有强氧化性、强腐蚀性。与易燃物(如苯)和有机物(如糖、纤维素等)接触会发生剧烈反应，甚至引起燃烧,与碱金属能发生剧烈反应硝酸液及硝酸蒸气对皮肤和粘膜有强刺激和腐蚀作用。浓硝酸烟雾吸入后可引起急性氮氧化物中毒。吸入可引起肺炎。大鼠吸入lc50 49 ppm/4小时2氢氟酸无色透明有刺激性臭味的液体, 与水混溶, 相对密度(水=1)1.26(75%)；相对密度(空气=1)1.27腐蚀性极强。遇h发泡剂立即燃烧。能与普通金属发生反应，放出氢气而与空气形成爆炸性混合物. lc501276ppm，1小时(大鼠吸入)，有剧毒3氢氧化钠白色不透明固体，易潮解，易溶于水、乙醇、甘油，不溶于丙酮，相对密度(水=1)2.12，蒸汽压0.13kpa(739)本品不会燃烧，遇水和水蒸气大量放热，形成腐蚀性溶液。与酸发生中和反应并放热。具有强腐蚀性。/4多晶硅性质：硬度介于锗和石英之间，室温下质脆，切割时易碎裂。加热至800以上即有延性，1300时显出明显变形。常温下不活泼，高温下与氧、氮、硫等反应。高温熔融状态下，具有较大的化学活泼性，能与几乎任何材料作用。具有半导体性质，是极为重要的优良半导体材料灰色金属光泽。密度2.322.34。熔点1410。沸点2355。溶于氢氟酸和硝酸的混酸中，不溶于水、硝酸和盐酸。5单晶硅性质：硅的单晶体，是一种比较活泼的非金属元素，是晶体材料的重要组成部分，具有基本完整的点阵结构的晶体。不同的方向具有不同的性质，是一种良好的半导材料。纯度要求达到99.9999，甚至达到99.9999999以上。用于制造半导体器件、太阳能电池等。用高纯度的多晶硅在单晶炉内拉制而成。1.1.5 项目建设内容本项目主要建设内容详见表1-4。表1-4 工程主要建设内容表序号项 目建设内容1主体工程洗晶厂房、仓库、单晶及硅片厂房等2辅助工程动力厂房、氩气罐区、纯水制备、循环冷却系统等3环保工程污水处理设施、废气处理设施等4办公区综合办公楼、员工宿舍、餐厅等1.1.6 工程主要设备本工程主要设备详见表1-5。表1-5 工程生产主要设备一览表序号设备名称制造厂家/规格数量（台/套）一、洗晶车间1泡料池国产42清洗机国产83烘箱国产64打磨机国产21二、单晶及切片车间1单晶炉国产1802切片机日本453带锯国产114线切方机hct500s125少子寿命扫描仪匈牙利施耐博wt200036电阻率检测仪匈牙利施耐博rt10037红外探伤仪匈牙利施耐博18其它测试仪器/19单晶表面抛光机国产7三、辅助工程1冷却塔国产122制冷机组国产33软水、纯水制备设施国产11.1.7 公用工程1.1.7.1 供排水本项目自来水消耗量为234万吨/年。集中区用水由当涂县自来水公司供给，黄太路要铺设有管径为dn400(mm)的供水主干管，项目拟建厂址附近有预留接口，水质满足国家生活饮用水卫生标准要求。本项目所需自来水由集中区预留接口引入，且能满足项目生产和生活用水要求。工程排水采取雨污分流，雨水直接排入集聚区的雨水管网，污水在厂内治理达标后通过集中区污水管网进入当涂县污水净化中心，处理后排入黑河。1.1.7.2 供电 项目用电量估计37424万度/年。本项目部分工艺设备及消防用电设备属一级用电负荷，其余均属于二级用电负荷。本项目用电由集中区11万伏变电站引来，在动力中心站内建设35kv总降压变电站一座，内设35kv高压配电设备、35kv/10kv主变压器，将供电电压由35kv降为10kv，为10kv终端变配电所供电，变电所内设10kv/0.4kv配电装置、10kv/0.4kv分配电变压器及低压配电装置。1.1.8 辅助工程1.1.8.1 纯水、软水制备本项目生产中多晶硅料的清洗工段使用纯水，炉体冷却需用到软水，其中纯水制备时的前段工序可制得项目所需的软水。本项目单晶炉冷却软水的用量为717 m3/d，清洗原料的纯水用量为196m3/d。纯水系统分成前处理和后处理两部分，均设置在动力厂房内。前处理部分首先由纯水原水泵加压送至纯水站，经机械过滤、活性碳过滤等预处理后，由热交换器换热至25，再经过ro过滤器过滤，进入二级ro装置，制成10m纯水，进入初级纯水箱。后处理部分由纯水加压泵从初级纯水箱取水，经杀菌、脱气、离子交换进入终端纯水箱，最终由纯水输送泵经杀菌、热交换器、混床、超滤送至用户，循环回水再回至终端纯水箱。纯水制备浓水回用至酸雾淋洗塔，软化废水部分回用至断头尾、滚磨、磨面工段，其余部分外排。1.1.8.2 氩气系统单晶炉使用氩气作保护气，最大量450m3/h，平时用量350m3/h。氩气贮罐设在生产厂房动力区附近的室外空地。液氩低温槽车到接卸区后，接通贮罐与槽车的汽液相管，利用槽车的自身压力将低温液氩卸至贮罐。液氩为低温贮存，液氩低温贮罐为真空绝热容器。使用时，利用贮罐的压力将液氩送入气化器自然气化，再经减压阀组减压至0.5mpa后，通过氩气总管输送至主机房。然后分别通过各支管，经二级减压至0.2mpa后，接至各单晶炉。1.1.8.3 循环冷却系统本项目采用双级板式换热系统，共建循环冷却塔12座，冷却塔循环水量为1000m3/h。本工程循环冷却水用于工艺冷却。1.1.8.4 动力厂房动力厂房为单层钢筋砼框架结构，钢筋混凝土屋顶，层高7米；建筑火灾危险类别为戊类；主要包括变电站、制冷机组、纯水站、控制室和值班室等。1.2 工程生产工艺及产污环节分析1.2.1 本项目高效单晶硅棒生产工艺介绍本项目高效单晶硅棒的生产采用直拉式（掺磷拉制n型高效单晶），将高纯度的多晶硅，在密闭的炉膛内熔化后，用单晶硅种子（籽晶）在熔化的硅液中逐渐生长出单晶硅的过程。主要工艺过程包括：选料、清洗（酸洗、水洗）、配料、装炉、拉晶、拆炉、断头尾、测试、圆棒切方、滚磨，磨面和切片。（1）选料根据产品要求，将作为原料的多晶硅、头尾料、埚底料按类分选。（2）清洗依次用酸、纯水进行清洗，除去原料表面的杂质，此工段产生的污染物主要为废液、酸性废水和酸雾等。本项目原料清洗使用的酸为hf 和hno3的混酸。si + 4hno3 + 6hfh2sif6 + no2+ h2o清洗工段反应式如下：（3）配料根据拉单晶的电阻率要求，按重量比例配置多晶硅、头尾料和埚底料。（4）装炉将配好的原料装入炉内、抽真空和充氩气。（5）拉晶加温将原料溶化，按控制程序拉制单晶。当硅熔体的温度稳定之后，将籽晶浸入硅熔体中，然后将籽晶快速向上提升，长完细颈之后，降低温度与拉速，使得晶体的直径渐渐增长到所要大小，借着拉速与温度的不断调整，可使晶棒直径误差维持在正负2mm之间的等径，单晶硅棒取自于等径部分。拉晶时间为45h左右，控制温度在1430左右。（6）拆炉待炉温冷却后，将炉内坩埚及余料取出，余料主要为多晶硅，此部分坩埚余料回用至选料工段，单晶硅棒进入下一道工序。（7）断头尾断头尾工段的目的是切除单晶硅棒的头部、尾部及超出客户规格的部分，并将单晶硅棒分段成切片设备可以处理的长度，此工段产生单晶硅棒头尾料。头尾料和坩埚余料一起回用至选料工段。（8）测试取样测试单晶的氧碳含量及电阻率等。（9）圆棒切方将硅圆棒切成准四方型，得到最终产品单晶硅方棒。此工段产生的污染物主要为废切割液。切割液为聚乙二醇和碳化硅的混合物，使用量为587.6t/a，由厂家回收。（10）滚磨、磨面将单晶方棒四角的圆弧和方棒表面滚磨光滑。本项目生产工艺流程及产污环节详见图1-1。水洗配料装炉测试拉晶纯水断头尾拆炉圆棒切方、滚磨、磨面单晶方棒-切片氩气酸洗混酸废水坩埚余料（多晶硅）头尾料多晶硅废液、酸雾废水软化废水选料软化废水图1-1 单晶硅生产工艺流程及产污环节图废水高效单晶硅棒1.2.2 产污环节分析本工程生产过程中的主要产污环节见表1-6。表1-6 工程生产产污环节分析项目产污环节主要污染物废气原料腐蚀酸洗酸雾（氟化物、nox）无组织排放氟化物废水生产废水水洗工段生产废水（hno3、hf、硅粉）断头尾、滚磨、磨面工段纯水制备纯水制备浓水软水制备软化废水循环冷却系统循环冷却水酸雾淋洗净化处理淋洗废水办公生活区办公生活污水固体废物及废液拆炉工段破废的坩埚（石英）废水处理站泥渣原料酸洗工段酸性废液（hno3、hf、h2sif6）圆棒切方工段切割液（聚乙二醇和碳化硅）噪声生产区高噪声设备（制冷机组、冷却塔、各类泵）噪声1.3 物料平衡及水平衡1.3.1 物料平衡根据生产工艺设计参数，计算出本项目生产的物料平衡，硅平衡图见图1-2，氟平衡图见图1-3。水洗配料装炉测试拉晶断头尾拆炉圆棒切方、滚磨、磨面单晶方棒-切片酸洗混酸1680废水带走44。32酸1177.28酸11111111177.28高效单晶硅棒2100坩埚余料68。07多晶）头尾料388.5多晶硅1701废液带走酸260废液带走硅10。89废水带走硅料2110.5216807图1-2 单晶硅生产过程硅平衡图单位 ：t/a 切割液废水带走选料172239146.9废切割液146.972632废气带走酸422混酸（氢氟酸、硝酸）污水处理站图1-3 单晶硅生产过程氟平衡图酸洗179.4废液酸雾24.9净化塔厂家回收排放废气0.8102.12单位 ：t/a 废水73.72.78废水淋洗废水80固废80.81.3.2 用排水平衡本项目建成运行后，新鲜水用量为4355m3/d，平均小时用水量为726m3，本项目用排水状况见表1-7。全厂用排水平衡情况见图1-4。表1-7 本项目用排水状况表序号项 目单 位数 值1总用水量m3/d1717512新鲜水量m3/d43553循环水量m3/d1673964循环利用率%24.255排水量m3/d16641.4 本工程营运期污染因素分析 根据本工程生产过程分析及类比徐州中能高科技术有限公司、中能单晶硅有限责任公司多年运行期间污染物排放情况可知，本项目在营运期对周围环境的影响主要有废气、废水、固体废物及废液、设备噪声等。1.4.1 废气污染因素分析 本项目生产过程中产生的废气主要包括原料酸洗过程中产生的腐蚀酸雾和氟化物无组织排放废气。1.4.1.1 废气产生情况分析（1）酸雾本项目所用原料多晶硅需采用氢氟酸、硝酸混合酸进行腐蚀处理，为间歇式操作（每天运行15h左右），腐蚀清洗工段全部在通风柜中进行，此过程中挥发含nox、hf酸雾。通过类比徐州中能高科技术有限公司300t/a多晶硅项目腐蚀酸雾验收监测数据，同时结合工程设计资料，确定本项目酸雾废气量为20000m3/h，污染物产生量为hf17kg/h， nox67.5kg/h，产生浓度为hf850mg/m3，nox3375mg/m3。建议由通风柜上设置的引风机引至酸雾洗涤塔内碱液（naoh）吸收净化，净化后废气由一根30m高排气筒排放,酸雾净化塔设计去除效率选取hf99%，nox96%。48散失717软水制备断头尾、滚磨、磨面污水处理站新鲜水 1310 纯水制备浓水单晶炉71014软水717917纯水混酸水洗废液厂家回收19621944散失33循环水散失192096096002880生活用水化粪池41.253316644355散失19200软化废水酸雾淋洗塔3933724353557达标排放15406图1-4 全厂用排水平衡图单位：m3/d（2）氟化物无组织排放根据调查分析，本项目无组织废气主要为原料酸洗过程中产生的氟化物无组织废气，根据混酸中hf的用量，氟化物无组织排放量取hf的用量的3，经计算确定本项目酸洗过程中氟化物无组织排放量为0.07kg/h，即0.56t/a。1.4.1.2 废气排放情况分析本项目酸雾排放情况和氟化物无组织排放情况详见表1-8 。表1- 8 本项目废气排放状况一览表污染源污染物废气量（m3/h）排放情况标准效率（）治理措施排放浓度（mg/m3）排放量（kg/h）排放浓度（mg/m3）排放量（kg/h）酸雾hf50008.50.1790.5999半密闭式顶吸罩+三级串联酸雾净化塔+30m高排气筒nox1352.72404.496氟化物f-/0.07/加强管理由表1-8可知，经酸雾洗涤塔处理后，废气污染物排放量为hf0.17kg/h，nox2.7kg/h，排放浓度为hf8.5mg/m3，nox135mg/m3，均能满足大气污染物综合排放标准（gb16297-1996）表2二级标准的要求。1.4.2 废水污染因素分析1.4.2.1 废水产生情况分析本项目产生的废水主要为原料清洗工段和单晶硅棒断头尾、滚磨、磨面工段产生的生产废水、办公生活污水、软化废水、纯水制备浓水、循环系统外排水以及淋洗废水等，其中生产废水和淋洗废水进厂区内的污水处理站进行处理。（1）生产废水本工程原料清洗工段酸性废水产生量为194m3/d，单晶硅棒断头尾、滚磨、磨面工段废水产生量为353m3/d，这两股废水主要含少量氢氟酸、硝酸、硅粉等，根据类比徐州中能公司、中能单晶硅有限责任公司此工段废水实际产排情况，确定本项目酸性废水产生量为547m3/d，主要污染物浓度为ph34，cod200mg/l，ss200mg/l，f-160mg/l，评价建议将该废水送往生产废水处理站进行处理。 （2）办公生活污水本项目劳动定员2050人，厂区内建设有食堂，员工在厂区内食宿。本项目用水定额按110l/d人计算，排放系数取0.8，则生活污水产生量为217.8m3/d，其主要污染物浓度为ph78，cod280mg/l，bod5180mg/l，nh3-n25mg/l，ss150mg/l，经化粪池处理后直接汇入厂区总排口。（3）软化废水软化废水主要是软水制备过程产生的排污水，属再生酸碱废水，其产生量为393m3/d，经类比调查，确定软化废水中的主要污染物浓度为cod40mg/l，ss50mg/l，水质较好，其中372m3/d回用至单晶硅棒断头尾、滚磨和磨面工段，24m3/d回用至酸雾洗涤塔，剩余60 m3/d排放。（4）纯水制备浓水纯水制备排污水主要为反渗透过程中产生的浓缩水，其产生量4m3/d，主要污染物为全盐量，通过类比调查，反渗透废水全盐量浓度一般在500mg/l左右，盐分较高，因此确定本项目纯水制备浓水中的全盐量为500mg/l，工程设计将此废水回用至酸雾洗涤塔。（5）循环系统外排水本工程共建循环冷却塔12座，冷却塔循环水量为1000m3/h，主要用于冷却工艺冷却水。经类比计算，确定循环系统外排水水量为240m3/d，主要污染物浓度为ph78，cod40mg/l，ss15mg/l。（6）淋洗废水在对原料酸洗过程中产生的腐蚀酸雾气体进行淋洗的过程中，会产生一定的淋洗废水，其主要成分为f-等，根据本项目物料衡算以及类比洛阳单晶硅厂多年运行数据，计算确定本项目酸性淋洗废水产生量10m3/d，主要污染物浓度为ph910，cod40mg/l，ss60mg/l，f-24242mg/l，评价建议将该废水送往废水处理站进行治理。 本项目废水产生状况见表1-9。表1-9 本项目废水产生状况一览表废水种类水量(m3/d)污染物浓度生产废水547ph34，cod200mg/l，ss200mg/l，f-160mg/l办公生活污水132ph78，cod280mg/l，bod5180mg/l，nh3-n25mg/l，ss150mg/l软化废水393cod40mg/l，ss50mg/l纯水制备浓水4全盐量500mg/l循环系统外排水960ph78，cod40mg/l， ss15mg/l淋洗废水10ph910，cod40mg/l，ss60mg/l，f-24242mg/l注：（1）纯水制备浓水全部回用至酸雾洗涤塔；（2）软化废水中，372m3/d回用至单晶硅棒断头尾、滚磨和磨面工段，6m3/d回用至酸雾洗涤塔，剩余15m3/d排放。1.4.2.2 废水排放情况分析本项目生产废水和淋洗废水采用中和+絮凝沉淀的处理工艺，经过污水处理站处理后与办公生活污水、软化废水和循环系统外排水混合排放。本项目排水情况见表1-10。表1-10 本项目废水排放状况一览表序号污水名称水量(m3/d)主要污染物浓度phcod（mg/l）bod5（mg/l）nh3-n（mg/l）ss（mg/l）f-（mg/l）废水污水处理站进水5573-4197/197592去除率(%)/40/5097污水处理站出水5576-8118/9915办公生活污水1327-828018025150/软化废水157-840/50/循环系统外排水9607840/15/厂区总排口16647885142545污水综合排放标准表4二级标准/6-915030/15010当涂县污水净化中心进水水质要求/50020040200/由表1-10可知：本项目厂区总排口排水量为1664m3/d，出水水质预测值为ph7-8、cod85mg/l、bod514mg/l、nh3-n2mg/l、ss54mg/l、f-5mg/l，本项目各污染因子排放浓度均能满足污水综合排放标准（gb8978-1996）表4二级标准以及当涂县污水净化中心进水水质的要求。1.4.3 固废及废液污染因素分析1.4.3.1 固体废物排放情况分析本项目产生的固体废物主要为破废的坩埚和污水处理站泥渣等。固体废物产生情况及处置措施见表1-11。表1-11 本工程固体废物产生情况及处置措施一览表序号名称污染物产生量处置措施1破废的坩埚石英25714只/年专业厂家回收2污水处理站污泥泥渣300t/a外运垃圾填埋场1.4.3.2 废液排放情况分析本项目产生的废液主要有原料酸洗过程中产生的酸性废液和圆棒切方工段产生的废切割液，本工程废液产生情况及处置措施详见表1-12。表1-12 本工程废液产生情况及处置措施一览表 序号名称污染物产生量处置措施1酸性废液hno3、hf、h2sif6924.6t/a）生产厂家回收2废切割液聚乙二醇和碳化硅146.9（t/a）生产厂家回收1.4.4 噪声污染因素分析工程设备噪声源主要为制冷机组、冷却塔及各类泵等，其噪声声源值见表1-13。表1-13 工程主要高噪声设备一览表序号设备名称数量（台）产生源强db(a)治理后源强db(a)降噪措施1制冷机组39080隔声、消声、减振2冷却塔128073753各类泵若干758565751.5 清洁生产方案及建议1.5.1 国家产业政策相符性分析本项目是以多晶硅为主要原料，生产2100t/a高效单晶硅棒（折合14000万单晶硅片），产品的规格为8英寸，属于产业结构调整指导目录（2005年本）中，国家鼓励发展的“6英寸及以上单晶硅、多晶硅及晶片制造”，因此本项目建设符合国家产业政策的要求。1.5.2 清洁生产方案1.5.2.1 工艺技术目前制备单晶硅主要有两种技术，根据晶体生长方式不同，可分为悬浮区熔法和直拉式，这两种方法制备的单晶硅具有不同的特性和不同的器件应用领域。区熔单晶硅主要用于生产高反压、大功率电子元件和制备红外探测器。直拉单晶硅主要应用于微电子集成电路和太阳能电池，是单晶硅的主体。本项目主要生产太阳能电池用单晶硅棒，采用的工艺为直拉式。直拉式制备的单晶硅分为直拉p型单晶硅和直拉n型高效单晶硅，国内约98%的企业采用拉制p型单晶硅的生产工艺，本项目生产采用直拉式拉制n型高效单晶。具体工艺如下：将高纯度的多晶硅，在密闭的炉膛内熔化后，用单晶硅种子（籽晶）在熔化的硅液中逐渐生长出单晶硅，工艺技术先进。本工艺与国内直拉p型单晶硅工艺比，具有如下优点：（1）转化率高，n型高效单晶棒每片的转化率为4w,国内的p型单晶硅棒每片的转化率仅为3.5w；（2）用途广，n型高效单晶棒可广泛用于三极管、二极管和可控硅。1.5.2.2 设备选择及过程控制本项目工艺设备选型原则：在保证产品质量和生产能力以及研究发展的前提下，选择性价比高的先进工艺设备，降低物耗、能耗。（1）本项目采用大容积单晶硅炉，国内一般单晶炉为60kg或85kg，本项目每炉可装120kg炉料，大大提高了产品单晶硅的产量；本项目每台单晶硅炉小时用电量为5565度，与国内同等规模单晶硅棒生产企业相比，每年可节约用电7202160万度。（2）本项目工艺冷却水采用双级板式换热系统，充分利于冷却塔提供的低品位能源，降低运行成本。（3）加强用水计量管理，安装生产用水计量装置和车间排放口废水计量装置；加强供水、用水设施、设备、器具的维护保养，严防跑冒滴漏。（4）项目采用隔热和保温性能较好的设备及管道，对所有高温设备及管线均选用优质保温材料，减少散热，提高装置及系统的热回收率。（5）选用高效节能的机、泵。在正常负荷下，机、泵运行工况处于性能曲线的高效区，并应采取合理的调节方式予以保证。对负载变化大的机、泵采用变频调速装置。（6）过程控制方面，生产过程采用plc可编程控制，控制晶体生长，自动化程度高，关键设备配置自动化的控制仪表。1.5.2.3 污染控制与综合利用（1）将纯水制备浓水回用至酸雾淋洗塔，将软化废水部分回用至酸雾淋洗塔和断头尾、滚磨、磨面工段，减少污染物排放，同时降低生产过程对水的绝对消耗。（2）单晶炉冷却采用循环软水，降低生产过程对水的绝对消耗。（3）拆炉工段产生的坩埚余料（多晶）和断头尾工段产生的头尾料，回用至选料阶段，减少对原料的消耗。（4）提高水的重复利用率，建设循环水装置，尽最大可能将水进行循环利用，通过采用循环冷却水和将废水重复利用，本项目可节约新鲜水用约5574万m3/a。1.5.3 本项目清洁生产水平由于国内单晶硅规模性生产企业较少，目前尚未形成统一的清洁生产评价指标和标准，为了说明本项目的清洁生产水平，评价将本项目的生产水平与国内现有先进水平进行了对比分析，对比情况见表1-14。表1-14 本项目与国内现有单晶硅棒生产先进水平对比分析指标等级本项目国内现阶段先进水平生产工艺直拉式直拉式原料多晶（t/t）1.031.1单晶炉设备装120kg炉料装60kg或85kg炉料单晶炉电耗（kwh/台h）6070水耗（m3/t）8635152057根据以上分析，从原辅材料和能耗、工艺技术以及设备等方面考虑，本项目清洁生产水平能够达到现阶段国内清洁生产先进水平。1.5.4 清洁生产建议（1）企业应对多晶硅、混酸等原辅材料运输、储存、装卸等环节加强安全管理在运行中，应注意节水、节电，降低资源消耗。（2）加强对酸洗工段、酸液储存区以及酸雾净化塔、污水处理站等防治设施的维护与管理，确保防治设施长期稳定运行，确保污染物达标排放，减轻对周围环境的影响。（3）为使企业长期、持续地推行清洁生产，建议企业设专职人员，负责组织协调并监督实施清洁生产方案，组织对职工的清洁生产教育和培训，负责清洁生产活动的日常管理，使每个员工真正了解清洁生产的意义，自觉参与清洁生产的各项活动。（4）建立清洁生产奖励激励机制，清洁生产与奖惩制度挂钩，调动全体职工参与清洁生产的积极性，提高清洁生产意识。1.6 工程污染物产生与排放状况本项目各种污染物产排状况见表1-15。表1-15 本项目污染物产生与排放变化状况一览表项 目污染物产生量削减量排放量废 水废水量（万m3/a）68.112.750.4cod（t/a）66.919.847.2氟化物（t/a）24.922.122.78废 气废气量（万m3/a）999009990hf（t/a）136134.641.36nox（t/a）540518.421.6固体废物及废液破废的坩埚（只）25714257140泥渣（t/a）3003000酸性废液（t/a）924.6924.60废切割液（t/a）146.9146.902 防污减污措施评价本项目属新建项目，根据对工程生产工艺的分析，工程生产以废水和废气污染物为主，因此防污减污措施评价将以废水和废气治理为重点，在对同类企业污染治理措施调查研究的基础上，提出切实可行的废水、废气治理方案，降低工程废水和废气污染物排放量，并对设备噪声分别提出相应的降噪措施，对固体废物进行妥善处理和综合利用，以满足工程建设的环保要求。2.1 废气治理措施分析2.1.1 废气产生情况本工程生产过程中产生的废气主要是原料多晶硅采用硝酸和氢氟酸混合酸腐蚀处理时产生的酸雾废气。腐蚀处理在通风柜内进行，间断操作，腐蚀处理时会产生含hf、nox的酸性废气，根据工程分析，本项目酸雾废气产生量为5000m3/h，污染物产生量为hf17kg/h，nox67.5kg/h，产生浓度为hf850mg/m3，nox3375mg/m3。2.1.2 同类企业废气治理情况根据了解，徐州中能高科技有限公司多晶硅腐蚀处理工段废气经半密闭式顶吸罩捕集后经两级串联的玻璃钢酸雾净化塔净化处理，根据该公司年产3000吨多晶硅项目环境保护设施设计资料，其腐蚀工段采用的废气处理工艺对hf、nox的净化效率分别为99%和96%，根据其年产3000吨多晶硅项目竣工验收监测报告，hf、nox废气经净化处理后排放浓度分别为8.3mg/m3、130.7mg/m3，排放量分别为0.07kg/h、1.11kg/h。hf、nox废气的排放浓度和排放量均满足大气污染物综合排放标准（gb16297-1996）二级标准要求。2.1.3 本项目废气治理及排放情况酸性气体净化塔属两相逆向流填料吸收塔。酸性气体从塔体下方进气口沿切向进入净化塔，在通风机的动力作用下，迅速充满进气段空间，然后均匀地通过均流段上升到第一级填料吸收段。在填料的表面上，气相中酸性物质与液相中碱性物质发生化学反应，反应生成物质（多为可溶性酸类）随吸收液流入下部贮液槽。未完全吸收的酸性气体继续上升进入第一级喷淋段、第二级喷淋段、第三级喷淋段，喷淋后经排气筒排放。酸雾净化塔的工作原理详见图2-1。双层喷淋层填料层爬梯气体双检视孔玻璃钢风机泵气体碱液碱液 图2-1 酸雾净化塔工作原理示意图洛阳中硅腐蚀工段使用的酸为硝酸和氢氟酸的混合酸，本项目使用的混合酸与洛阳中硅高科技有限公司腐蚀工段使用的混合酸相同，考虑到项目所在厂址的环境敏感性，因此评价建议本项目腐蚀工段废气经半密闭式顶吸罩捕集后采用三级串联酸雾净化塔净化处理，采用氢氧化钠溶液进行喷淋，处理后的废气经一根30m高的排气筒排放。类比洛阳中硅高科技有限公司年产3000吨多晶硅项目环境保护设施设计资料及竣工验收监测资料，本项目腐蚀工段废气采用三级串联酸雾净化塔净化处理后，hf、nox的排放浓度为8.5mg/m3、135mg/m3；排放量为0.17kg/h、2.7kg/h，排放浓度和排放量均可以满足大气污染物综合排放标准（gb16297-1996）二级标准要求。喷淋后的淋洗废水送入污水处理站进行处理，处理达标后与其它废水混合排入漯河市污水净化中心，泥渣经机械脱水后送入垃圾填埋场，项目酸雾废气治理工艺流程详见图2-2。经计算，本项目喷淋废水的水量为10m3/d，废水水质为ph910、cod40mg/l、ss60mg/l、f-24242mg/l。碱液池配液箱污水处理站机械脱水泥渣垃圾填埋场废水水片状氢氧化钠三级净化塔二级净化塔一级净化塔hf、nox废气淋洗废水淋洗废水淋洗废水达标排放 图2-2 酸雾净化塔治理工艺流程图2.2 废水治理措施分析2.2.1 废水水质分析本项目产生的废水主要为原料清洗工段和单晶硅断头尾、滚磨、磨面工段产生的生产废水、办公生活污水、软化废水、循环系统外排水以及淋洗废水等。其中生产废水主要包括原料清洗工段产生的酸性废水、断头尾和滚磨磨面产生的含硅废水。废水产生情况详见表2-1。2.2.2 废水治理措施的选择经了解，洛阳单晶硅有限公司生产产品、工艺、所用原辅材料与本项目基本相同，该公司污水处理工艺采用中和絮凝沉淀的处理工艺。根据徐州中能单晶硅有限公司实际监测数据，该公司生产废水处理设施进水为cod200500mg/l，ss4060 mg/l，处理设施出水在cod100 mg/l，ss20 mg/l，可以实现达标排放。本次评价根据本项目废水特点，综合考虑经济成本以及项目所处环境等因素，建议本项目废水采用中和絮凝沉淀的处理工艺。具体生产工艺详见图2-3。表2-1 本项目废水产生情况一览表序号污水名称水量(m3/d)主要污染物浓度建议措施1生产废水547ph34，cod200mg/l，ss200mg/l，f-160mg/l中和絮凝沉淀2淋洗废水10ph910，cod40mg/l，ss60mg/l，f-24242mg/l中和絮凝沉淀3办公生活污水132ph 7-8，cod280mg/l，bod5180mg/l，nh3-n25mg/l，ss150mg/l化粪池4纯水制备浓水3.5全盐量500mg/l回用至酸雾喷淋工段5软化废水1393cod40mg/l，ss50mg/l大部分回用至断头尾和滚磨磨面工段清洗使用，6m3/d回用至酸雾喷淋工段，其余废水直接排放6循环系统外排水960cod40mg/l，ss15mg/l直接排放生产废水喷淋废水调节池泥渣机械脱水中和池投加石灰乳泥渣絮凝沉淀池投加药剂废水送垃圾填埋场达标排放图2-3 生产废水治理工艺流程2.2.3 废水处理效果评价本项目生产废水呈酸性，其治理目的为调节废水ph值，使其出水水质呈中性，实际运行过程中操作人员会根据污水处理站处理后废水ph值实测数据，通过调节污水处理站进水量及投加药剂量等手段，以确保污水处理站出水水质ph值达到68。根据洛阳单晶硅有限公司实际监测数据，该公司生产废水处理设施进水为cod200500mg/l，ss4060 mg/l，处理设施出水在cod100 mg/l，ss20 mg/l，该厂生产废水处理设施对cod的去除率在50%80%左右，ss去除率为50%67%。通过查阅资料，含氟废水与石灰乳液进行反应，生成caf2，氟化钙的理论溶解度是15mg/l。含氟废水混凝沉淀法处理工艺的研究一文介绍去除f-的方法有石灰沉淀法、石灰+絮凝剂沉淀法、石灰+无机混凝剂+絮凝剂沉淀法，根据该文介绍，上述3种方法均可使废水中的f-含量处理到15mg/l以下，其中石灰+无机混凝剂+絮凝剂沉淀法是成本最低，去处f-效果最好的方法，这主要是因为投加石灰乳处理含氟废水时，水中有剩余过量氢氧化钙，加入絮凝剂后，吸附和中和胶性的氟化钙，使带负电荷的氟化钙失去电荷沉降下来，进一步去除氟离子，该方法可使废水中的f-在短时间内稳定达到15mg/l以下。根据工业污染治理技术手册一书介绍，该工艺在部分铝锌矿厂以及氟化盐厂使用治理含氟废水，可使含氟废水稳定治理到15mg/l以下，其运行稳定，技术成熟，故评价认为该工程废水采用“石灰絮凝剂淀法”处理工艺是可行、可靠的。本次评价结合本项目实际情况，综合经济成本及项目排放标准情况考虑，建议采用石灰+无机混凝剂+絮凝剂沉淀的方法，则项目废水经处理后其f-浓度可处理到15mg/l以下。通过类比调查，评价确定“中和+絮凝沉淀”处理工艺对cod去除率为40%，ss去除率为50%，f-浓度可处理到15 mg/l以下。本项目生产废水经过污水处理站处理后和办公生活污水、软化废水以及循环系统排水混合排放，其废水排放预测情况见表2-2。表2-2 本项目废水排放预测结果一览表序号污水名称水量(m3/d)主要污染物浓度phcod（mg/l）bod5（mg/l）nh3-n（mg/l）ss（mg/l）f-（mg/l）废水污水处理站进水5573-4197/197592去除率(%)/40/5097污水处理站出水5576-8118/9915办公生活污水1327-828018025150/软化废水157-840/50/循环系统外排水9607840/15/厂区总排口16647885142545污水综合排放标准表4二级标准/6-915030/15010污水净化中心进水水质要求/50020040200/由表2-2可以看出，本项目厂区总排口排水量为1664m3/d，出水水质预测值为ph7-8、cod85mg/l、bod514mg/l、nh3-n2mg/l、ss54mg/l、f-5mg/l，本项目各污染因子排放浓度均能满足污水综合排放标准（gb8978-1996）表4二级标准以及漯河市污水净化中心的进水水质要求。2.2.4 污水处理站规模及投资（1）污水处理规模及建设投资本项目污水处理站处理废水的水量为557m3/d，考虑到实际生产过程中管理和操作等原因，一般确保废水处理设施规模为实际废水处理量的1.11.3倍，因此评价建议废水处理站设计处理规模为175m3/d，以满足全厂废水排放量有波动情况下的处理要求。另外评价要求全厂建设一处规范化的污水排放口，设置规范的、便于测量的测流段，安装流量、cod、氟化物在线监测仪器等；在废水排放口处设置标志。（2）污水处理站运行费用本项目污水处理站运行费用包括投资费用和运行费用，其中运行费用主要包括电费、药剂费、人工费等。经估算本项目污水处理站投资费用核算详见表2-3，污水处理站运行费用核算详见表2-4。表2-3 污水处理站建设投资费用一览表序号项目费用（万元）1构筑物投资182主要设备投资93其他投资44合计31表2-4 本项目污水处理站运行费用核算一览表序号项目费用（万元）备注1药剂费120主要为石灰乳、硫酸亚铁、pam、pac2人工费245人，工资为1000