摘要：对于电子高科技产业给排水系统组成及注意事项，笔者结合设计经验，联系实际，进行剖析。
关键词：电子高科技；纯水；循环冷却水；生产废水；
前言
随着我国社会经济的发展，各类电子高科技厂房建设日益增多，该类产业须在洁净室中生产制造，也须有相关厂务系统供应。笔者结合实际工程经验，对电子高科技产业给排水系统做进一步的思考和总结，希望能给相关人员提供参考。
1．概述
电子高科技产业的给排水系统从性质上可分为以下几大类：一般给排水系统、纯水系统、循环冷却水系统、生产废水系统、消防给水系统等，本文重点阐述与生产相关的给排水系统。
2．一般给排水系统
包含生活给水（热水）、生活杂用水、生产给水、一般污废水、雨水等的设计。其中生产给水视生产重要性及当地自来水供应情况确定供水方案，若停水会造成较大经济损失的，可设生产水池，为节约场地及投资，一般可与消防水池合建。其它系统可按常规设计，不再赘述。常见供水系统组成如下：
（1）生活给水：市政自来水管网→厂区给水管→全厂使用点（除便器外的生活用水）。
（2）生活杂用水：纯水站RO浓水→回用水箱→加压供水机组→全厂使用点（便器给水）。
（3）生产给水：市政自来水管网→厂区给水管→生产消防合用水池→生产加压供水机组→工艺设备用水、纯水站原水补水、冷却塔补水等。
3．纯水系统
3.1制水工艺
纯水在电子高科技产业主要功能为：去除沉积物；防止金属离子、有机物质、氧化物污染；增加产品表面光滑平整；去除产品表面的微尘粒子及附着物等。
制水工艺有离子交换树脂法、反渗透膜法等。常见制水工艺举例：自来水→原水箱→原水泵→多介质过滤器→活性炭过滤器→超滤器→一级RO泵→一级反渗透→一级RO水箱→二级RO泵→二级反渗透→二级RO水箱→EDI泵→EDI系统→纯水箱→终端纯水泵→紫外线杀菌器→微滤器→使用点。
根据水质（如电阻率、TOC、细菌、总SiO2、微粒、溶解氧等）不同要求，可由专业厂商配合采用适宜的制水工艺，并在纯水站输水总管上设在线式电导率仪以监测纯水水质。
3.2配水系统及管材
为确保水质要求，应尽量避免管路纯水的滞留。纯水管路系统应采用循环供水方式，宜采用同程布置，循环附加水量宜为使用水量的20%~50%。供水管路流速不宜小于1.5m/s，回水管路流速不宜小于0.5 m/s。
纯水系统中，在RO膜前的输送管路多采用C-PVC Sch80，RO膜后的供水管路多采用PVDF，纯水配水管路根据不同水质要求可采用聚氯乙烯、PP-H、C-PVC、或PVDF等。金属管材一般不被采用，因其会析出金属离子释放于纯水中，只在某些特定条件（如上述塑料管材不能满足强度和使用温度要求时）下，可采用相应的不锈钢管材。
4．循环冷却水系统
4.1冷冻机、空压机循环冷却水
系统主要由冷却塔、循环泵、冷冻机（空压机）、管网、水处理设备等组成。冷却塔可采用开式或闭式冷却塔。闭式冷却塔价格较高，且换热方式为盘管间接换热，换热效率不如开式冷却塔。但其系统封闭，因此水质优于开式冷却塔。本循环水系统对水质要求并不苛刻，因此该系统一般采用开式冷却塔。
4.2工艺循环冷却水
4.2.1系统种类
工艺循环冷却水直接服务于工艺设备，可分为开式系统和闭式系统。
开式系统主要由循环泵、板式换热器、工艺设备、管网、开式水箱组成；闭式系统主要由循环泵、板式换热器、工艺设备、管网、定压设备或膨胀水箱组成。
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4.2.2系统比较
共同点：
（1）循环冷却水通过板式换热器与冷媒热交换，均为间接换热；
（2）工艺设备对水质要求较高，系统补水均采用软化水补水（电子高科技厂房设有纯水站，可以采用二级反渗透水作为系统补水）；
（3）通过板式换热器的冷媒夏季为冷冻机冷冻水，冬季及过渡季节在湿球温度允许条件下可采用冷却塔冷却水，部分季节可以停止使用冷冻机，实现冷媒切换，达到节能的目的；
（4）系统中循环泵均为变频泵。
不同点：
（1）开式系统循环冷却水在水箱处与大气局部有接触，闭式系统循环冷却水不与大气接触；
（2）开式系统无法利用系统回水压力；闭式系统利用定压装置或膨胀水箱定压，可利用系统回水压力。
4.2.3系统选择
两种系统在设计中均有采用，具体可根据以下几种情况选用：
（1）当工艺设备最高处距离循环泵、板换设备高差较大时（高差超过10m），建议采用闭式系统，可以充分利用设备余压及静扬程；
（2）当工艺设备供水压力要求较高但设备压损不大时，建议采用闭式系统，可以利用管网余压减小循环泵扬程，比较节能；
（3）当厂房工艺设备分期分批投产或设备更新调整比较频繁时，考虑到系统可调试性，建议采用开式系统，可以加快系统调试运行；
（4）从节能角度考虑，采用闭式系统，可以减小工艺冷却水循环泵的扬程，一方面可以节约初投资，另一方面可以减小运行费用；
（5）从水质角度考虑，采用闭式系统，避免了水箱处与大气接触，减小水质污染的可能性。
4.2.4注意事项
（1）当工艺设备进水温度不同时，应将工艺循环冷却水系统按进水温度分为独立的几套系统；当工艺设备进水温度相同，但数量较多系统庞大时，宜将工艺循环冷却水系统分为独立的几套系统，系统间可设连通管互为备用，以实现灵活运行，其中一套系统故障也不影响其它系统运行。
（2）对于改造项目，有时由于站房面积限制，视系统大小可将循环泵、板换、过滤器、阀门及仪表等集成设计，设于工艺循环冷却水板换机组内，以节约空间。
（3）站房布置时，应考虑水泵、板换等设备周围的检修空间。例如应考虑板换接管间距、抽出板片的距离等。
（4）开式系统在停泵时，管网内会有部分水倒流至水箱内，故水箱容积应考虑该部分水容积，防止水泵停机时水箱内大量水溢流；
（5）闭式系统若采用定压装置，建议采用开式罐加定压泵的方式，且定压值应大于管网最高点与水泵吸水口之间的静扬程。
（6）工艺循环冷却水管路宜采用同程布置，使工艺设备配水支管处流量平衡。
5．生产废水系统
5.1废水种类
（1）生产设备制程废水：因工艺生产过程中使用多种不同化学药品，具有一定浓度量，因此一般可按排放种类及浓度分为HF浓废水、HF洗涤废水、酸碱废水、晶片研磨废水、冲洗废水、有机废水等。各种不同性质的废水应分别收集排放至废水站处理。
（2）纯水系统再生废水及RO排放水：纯水系统再生时产生的含盐酸及含碱废水排至废水站处理；系统浓缩水，如反渗透膜组及超滤膜产生的RO浓水一般可回收再利用。
（3）废气洗涤废水：湿式洗涤塔在处理废气过程中，当循环水达到饱和值时更换排放的废水或平时溢流的废水由管线收集后排至废水站处理。
5.2废水处理
（1）HF浓废水主要来自晶片刻蚀所用HF原液，其原始浓度可达49%以上。处理方法一般添加NaOH，使PH提升至8~10后再加入CaCl2，Ca(OH)2等含Ca化合物生成CaF2，去除浓废水中F离子浓度，产生的CaF2污泥与制程废水中的晶片研磨废水混合，并添加凝聚剂增加其沉降性，再经污泥脱水机挤压过滤脱水成泥饼，外运处理。污泥液则注入调节池处理后排放。
（2）低浓度HF废水、酸碱废水、纯水系统再生废水、废气洗涤废水等处理方法一般排入调节池混合均匀，稀释后再泵至PH调节池，加入H2SO4或NaOH等酸碱中和剂调整PH值至6.0~9.0后排放。
（3）浓H2SO4、有机溶剂、显影液等有机废水一般外运处理，可减少废水处理系统的设备、人力等配置，从而降低运行成本，并减少处理废水种类，增加废水处理站处理能力。
（4）纯水系统设备在反渗透膜及超滤膜产生的浓缩水，除供应系统反洗，再生用水外，可供冷却塔补水及冲厕等。纯水系统再生时产生的碱性再生废水可用于废水处理系统的PH值调节，可减少调节池化学品用量。
（5）半导体及光电厂房所排放的含氨废水属于中低浓度含氨废水，一般可采用硝化-反硝化生物法处理。
6. 结语
以上笔者针对电子高科技产业给排水系统组成及注意事项，进行了剖析说明，希望能给相关人员提供参考，力求设计合理、系统有效。
参考文献
[1]《电子工业洁净厂房设计规范》GB50472-2008 中华人民共和国工业和信息化部
[2]《电子工业纯水系统设计规范》GB50685-2011 中华人民共和国工业和信息化部
论文作者:丁冬蕾1,项若男2
论文发表刊物:《基层建设》2017年第36期
论文发表时间:2018/3/21
标签：系统论文; 废水论文; 纯水论文; 冷却水论文; 水箱论文; 冷却塔论文; 水质论文; 《基层建设》2017年第36期论文;