徐潔張健

(江西省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站，江西南昌 330029)

前言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，能源消費(fèi)持續(xù)增長(zhǎng)，資源的短缺使得人類不得不開(kāi)發(fā)新型能源，其中多晶硅材料作為太陽(yáng)能電池等產(chǎn)品的主要原料，是發(fā)展新能源產(chǎn)業(yè)的重要基石。“十一五”期間江西著力發(fā)展光伏行業(yè)，大規(guī)模建設(shè)了一批多晶硅片生產(chǎn)基地。近2年來(lái)，江西省已陸續(xù)竣工并投入試運(yùn)行幾家大型光伏企業(yè)，這些項(xiàng)目正式運(yùn)營(yíng)前都必須進(jìn)行建設(shè)項(xiàng)目竣工環(huán)保驗(yàn)收監(jiān)測(cè)。太陽(yáng)能硅晶片項(xiàng)目環(huán)保驗(yàn)收監(jiān)測(cè)是對(duì)其環(huán)境護(hù)施建設(shè)、管理、運(yùn)行及其效果和污染物排放情況進(jìn)行全面的檢查與測(cè)試。太陽(yáng)能硅晶片項(xiàng)目目前在我國(guó)屬于一種新型能源行業(yè)，暫無(wú)具體的環(huán)保驗(yàn)收監(jiān)測(cè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)規(guī)范，本文依據(jù)國(guó)家相關(guān)法律法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)以及已完成(實(shí)施)此類項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)，將太陽(yáng)能硅晶片項(xiàng)目驗(yàn)收監(jiān)測(cè)工作中應(yīng)重點(diǎn)考慮的問(wèn)題總結(jié)出來(lái)并加以探討。

1 項(xiàng)目基本情況

江西某半導(dǎo)體新材料有限公司總部是一家注冊(cè)上市公司，公司位于江西省景德鎮(zhèn)市高新開(kāi)發(fā)區(qū)內(nèi)，目前已建成1500t/a多晶硅生產(chǎn)線一條，項(xiàng)目主要由工藝裝置、配套輔助裝置、公用工程、生活及辦公設(shè)施五大部分組成;工藝裝置主要包括三氯氫硅車間、氯硅烷提純車間、多晶硅車間、氫氣制備及凈化車間、工藝廢料處理車間、多晶硅整理車間等。項(xiàng)目于2008年4月完成環(huán)評(píng)，2008年5月29日省環(huán)保廳予以批復(fù)，2010年5月正式投入試生產(chǎn)。

驗(yàn)收監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)是監(jiān)測(cè)方案和報(bào)告編制中確定的重點(diǎn)內(nèi)容，太陽(yáng)能硅晶片項(xiàng)目實(shí)施時(shí)應(yīng)充分考慮執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)和參考標(biāo)準(zhǔn)的確定，即為項(xiàng)目環(huán)保驗(yàn)收提供準(zhǔn)繩，又為日常監(jiān)督管理提供依據(jù)。太陽(yáng)能硅晶片項(xiàng)目主要環(huán)境影響因素是生產(chǎn)廢水、廢氣和危險(xiǎn)廢棄物，廢水和廢氣中含有有毒有害化學(xué)成份。承擔(dān)此類項(xiàng)目驗(yàn)收監(jiān)測(cè)的人員應(yīng)將考核重點(diǎn)放在廢水、廢氣監(jiān)測(cè)和危險(xiǎn)廢物檢查上。

2 驗(yàn)收監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的選用

2.1 選用原則

執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)作為判定建設(shè)項(xiàng)目能否達(dá)標(biāo)排放的標(biāo)準(zhǔn)，是通過(guò)環(huán)保設(shè)施竣工驗(yàn)收的依據(jù)，主要以進(jìn)行環(huán)境影響評(píng)價(jià)時(shí)采用的各種標(biāo)準(zhǔn)和《環(huán)境影響評(píng)價(jià)報(bào)告書(shū)(表)》及其批復(fù)的要求為依據(jù)，環(huán)保主管部門(mén)批復(fù)中特殊限值要求應(yīng)特別注意［1］。根據(jù)國(guó)家和地方對(duì)環(huán)境保護(hù)的新要求，經(jīng)負(fù)責(zé)驗(yàn)收的環(huán)境保護(hù)行政主管部門(mén)批準(zhǔn)，驗(yàn)收監(jiān)測(cè)時(shí)現(xiàn)行的國(guó)家或地方標(biāo)準(zhǔn)也可作為執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)［1］。對(duì)新頒布的國(guó)家或地方標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的污染因子排放標(biāo)準(zhǔn)值以及環(huán)境量標(biāo)準(zhǔn)值、環(huán)保設(shè)施的設(shè)計(jì)指標(biāo)等作為參照標(biāo)準(zhǔn)同時(shí)列出，為環(huán)境保護(hù)行政主管部門(mén)進(jìn)行日常監(jiān)督管理及企業(yè)污染防治整改提供判定標(biāo)準(zhǔn)，但一般不作為竣工驗(yàn)收的依據(jù)。

2.2 太陽(yáng)能硅晶片項(xiàng)目評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

以項(xiàng)目《環(huán)境影響評(píng)價(jià)報(bào)告書(shū)》及其批復(fù)要求為依據(jù)，確定江西某半導(dǎo)體新材料有限公司多晶硅項(xiàng)目環(huán)保驗(yàn)收監(jiān)測(cè)廢水、廢氣排放執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)(見(jiàn)表1)。

表1 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)一覽表

生活污水pH、CODCr、BOD5、SS、動(dòng)植物油、NH3－N、陰離子洗滌劑、Cl－污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)GB8978－1996 表4中三級(jí)環(huán)評(píng)及批復(fù)(污水處理廠接管標(biāo)準(zhǔn))工藝廢氣、廢氣洗滌塔尾氣顆粒物、HCl、氟化物、NOx大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)GB16297－1996 表2中二級(jí) 環(huán)評(píng)及批復(fù)無(wú)組織排放廢氣 氯化氫、氯氣、氟化物、SO2、NOx大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)GB16297－1996 相應(yīng)的限值 環(huán)評(píng)及批復(fù)氟化物、SO2、NOx居住環(huán)境敏感點(diǎn)無(wú)組織排放廢氣環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GB3095－1996 二級(jí)標(biāo)準(zhǔn) 環(huán)評(píng)及批復(fù)氯化氫、氯氣 工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)TJ36－79 最高容許濃度環(huán)評(píng)

3 硅晶片項(xiàng)目污水處理設(shè)施

3.1 污水種類和來(lái)源

硅晶片項(xiàng)目產(chǎn)生的污水主要來(lái)源除塵洗滌、尾氣淋洗、硅芯酸洗水洗、化驗(yàn)室及車間地面沖洗廢水。生產(chǎn)中除塵、洗滌、尾氣淋洗廢水經(jīng)蒸發(fā)濃縮結(jié)晶處理后，結(jié)晶產(chǎn)物(固廢)綜合利用。生產(chǎn)中硅芯酸洗、水洗、化驗(yàn)室及車間地面沖洗廢水進(jìn)入廠廢水處理站處理。江西某半導(dǎo)體新材料有限公司多晶硅項(xiàng)目主要廢水為生產(chǎn)廢水和生活廢水，廢水量624 t/d。

3.2 污水處理設(shè)施及環(huán)保要求

硅晶片項(xiàng)目產(chǎn)生的廢水屬于含氟工業(yè)廢水，主要含 pH、CODCr、BOD5、SS、石油類、氟化物、Cl－，其中氟離子、氯離子濃度較高，其中氟化物毒性很強(qiáng)，對(duì)環(huán)境危害很大。目前工業(yè)上含氟廢水通常采用化學(xué)沉淀法、絮凝沉淀法及吸附法這三種處理工藝。

江西某半導(dǎo)體新材料有限公司多晶硅項(xiàng)目生產(chǎn)含氟廢水的處理采用化學(xué)沉淀、絮凝沉淀及過(guò)濾相結(jié)合的處理工藝。該公司建成2套廢水處理裝置，一套綜合生產(chǎn)廢水處理裝置，另一套為含氟廢水處理裝置，生產(chǎn)廢水處理裝置也是采用化學(xué)沉淀、絮凝沉淀及過(guò)濾相結(jié)合的處理工藝，綜合生產(chǎn)廢水處理裝置處理規(guī)模比含氟廢水處理裝置規(guī)模更大。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)廠區(qū)出水總排口中 BOD5、CODcr、SS、動(dòng)植物油、NH3－ N、陰離子洗滌劑、氟化物排放濃度日均值和pH值均符合《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 8978－1996)一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)要求，Cl－監(jiān)測(cè)結(jié)果比處理前有明顯降低，CODcr排放總量達(dá)到批復(fù)要求。

4 硅晶片項(xiàng)目廢氣處理設(shè)施

4.1 廢氣種類和來(lái)源

太陽(yáng)能硅晶片項(xiàng)目廢氣主要為工藝廢氣、廢氣洗滌塔尾氣，分別來(lái)源于硅塵除塵系統(tǒng)廢氣、氯化氫廢氣、干除塵、精餾塔、還原爐廢氣、后整理破碎含塵廢氣。

4.2 廢氣處理設(shè)施及環(huán)保要求

太陽(yáng)能硅晶片生產(chǎn)工序中硅粉投料含塵廢氣主要是輸送硅粉的氮?dú)猓?jīng)布袋除塵回收硅粉，然后由15m高排氣筒排入大氣，主要污染物為硅塵;氯氣輸送管道的廢氣以及氯氣緩沖罐安全閥泄放的氯氣通過(guò)堿洗池及堿泵等洗滌系統(tǒng)處理后無(wú)組織排放，主要污染物為氯氣;三氯氫硅合成系統(tǒng)中反應(yīng)過(guò)量的氯化氫廢氣被送入兩級(jí)管殼式石墨斜片降膜吸收器的頂部，與送入的稀鹽酸混合，從管側(cè)自上而下流過(guò)，廢氣中的大部分氯化氫被稀鹽酸吸收，處理后氯化氫尾氣由20m高排氣筒排空，主要污染物為HCl氣體;三氯氫硅提純工序干除塵及洗滌、各精餾塔頂排放的含氯硅烷、氮?dú)獾膹U氣，以及含氯硅烷、氫氣、氮?dú)?、氯化氫的多晶硅還原爐置換吹掃氣和多晶硅還原爐事故排放氣，被送進(jìn)尾氣洗滌塔，用l0%石灰水洗滌，廢氣中的氯硅烷(以Si-HCl3為主)和氯化氫與石灰水中的CaO發(fā)生反應(yīng)而被除去(主要生成CaSiO3、CaCl2)，產(chǎn)生的廢液送蒸發(fā)濃縮工序處理。廢氣經(jīng)液封罐，再由30m高排氣筒放空;主要污染物為氯硅烷、HCl氣體。多晶硅整理工序硅棒、硅芯酸洗槽產(chǎn)生尾氣，該廢氣主要有空氣、水、大量NOx、微量HF，進(jìn)入多晶硅酸洗尾氣處理系統(tǒng)處理，尾氣處理系統(tǒng)采用堿液洗滌塔，經(jīng)處理后由15m高排氣筒排空，主要污染物為氟化物、NOx;多晶硅后整理工序破碎多晶硅棒，產(chǎn)生含塵廢氣，采用布袋除塵器處理，處理后的尾氣由15 m高排氣筒排空，主要污染物為硅塵顆粒物。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)整個(gè)廠區(qū)工藝廢氣、尾氣顆粒物、HCl、氟化物、氮氧化物的排放濃度及排放速率均達(dá)到《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 16297－1996)二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)要求。

江西某半導(dǎo)體新材料有限公司多晶硅項(xiàng)目無(wú)組織排放情況∶該項(xiàng)目在生產(chǎn)工藝過(guò)程中以及原料貯存場(chǎng)所會(huì)產(chǎn)生一些易揮發(fā)氣體，主要污染成分氯化氫、氯氣、氟化物、SO2、NOx。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)結(jié)果可知無(wú)組織排放廢氣氟化物、二氧化硫、氮氧化物的排放濃度達(dá)到《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 16297－1996)相應(yīng)的限值要求，氯化氫、氯氣的排放濃度的日均值達(dá)到《工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(TJ 36－79)中濃度要求。項(xiàng)目周圍300處居住敏感點(diǎn)各污染因子排放濃度達(dá)到《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB 3095－1996)中的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

5 固體廢棄物處置措施檢查

5.1 固體廢棄物來(lái)源及種類

本項(xiàng)目固廢主要是廢硅粉，三氯氫硅精餾殘?jiān)龎m洗液及精餾尾氣處理廢液，酸洗廢液、廢水處理站污泥，水電解工序產(chǎn)生的廢脫氧催化劑及廢吸附劑，生活垃圾。其中三氯氫硅精餾殘?jiān)鼘傥U，編號(hào)HW11;后整理工序酸洗廢液屬危廢，編號(hào)HW17。

5.2 固體廢棄物處置措施檢查情況

廢硅粉送回供貨商提純;三氯氫硅精餾殘?jiān)腿霃U物處理車間殘液收集槽中，然后用氮?dú)鈱⒁后w壓出，灌注石灰水到殘液中，通過(guò)不停地?cái)嚢?，廢液中的氯硅烷與CaO發(fā)生反應(yīng)而被轉(zhuǎn)化成無(wú)害的物質(zhì)(生成主要物質(zhì)為CaSiO3、CaCl2);精餾工序尾氣處理后，產(chǎn)生的廢液與預(yù)處理后的精餾殘?jiān)?、除塵洗液一并，再經(jīng)蒸發(fā)濃縮結(jié)晶處理，處理后的固廢送帶棚臨時(shí)堆場(chǎng)堆存，定期外售綜合利用(有相關(guān)協(xié)議);后整理工序酸洗廢液由廢物處理車間回收利用;廢水處理站污泥送垃圾填埋場(chǎng)處理;水電解工序產(chǎn)生的廢脫氧催化劑及廢吸附劑由供貨商回收再利用(有相關(guān)協(xié)議);生活垃圾由環(huán)衛(wèi)部門(mén)收集進(jìn)行集中處理。

6 驗(yàn)收存在問(wèn)題及對(duì)策

6.1 時(shí)效性難以保障

根據(jù)相關(guān)規(guī)范性文件及環(huán)評(píng)批復(fù)的要求，新、擴(kuò)、改建建設(shè)項(xiàng)目必須在試生產(chǎn)3個(gè)月內(nèi)完成環(huán)保驗(yàn)收，驗(yàn)收監(jiān)測(cè)期間工況穩(wěn)定、生產(chǎn)負(fù)荷達(dá)75%以上、環(huán)境保護(hù)設(shè)施運(yùn)行正常［2－3］。主觀、客觀原因皆有∶思想不重視、驗(yàn)收程序不清、環(huán)保設(shè)施不能同步到位、環(huán)保技術(shù)人員匱乏以及在有關(guān)文件資料提供不完全等主觀因素;工況條件、天氣狀況不能規(guī)定時(shí)間現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)等客觀因素。建議項(xiàng)目建設(shè)單位在申請(qǐng)驗(yàn)收時(shí)應(yīng)配合驗(yàn)收單位提供詳盡材料，主動(dòng)向環(huán)保部門(mén)匯報(bào)項(xiàng)目存在的問(wèn)題以保證項(xiàng)目能夠及時(shí)、順利地通過(guò)環(huán)保驗(yàn)收。

6.2 監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題

6.2.1 水量問(wèn)題

江西某半導(dǎo)體新材料有限公司多晶硅項(xiàng)目在現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)時(shí)遇到含氟廢水處理裝置水量難以監(jiān)測(cè)，主要原因含氟生產(chǎn)廢水為間歇性生產(chǎn)排放，這就需要對(duì)生產(chǎn)工藝非常了解的情況下選擇好采樣時(shí)間，這樣的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)才能真正反應(yīng)出其真實(shí)的廢水處理效果。

6.2.2 廢水氯離子濃度對(duì)COD分析影響問(wèn)題

根據(jù)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)廢水采樣回來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室分析，廢水中氯離子濃度很高，綜合性生產(chǎn)廢水處理站進(jìn)口氯離子濃度平均約為120000mg/l，經(jīng)處理后廢水處理站出口氯離子濃度平均約為80000mg/l，高濃度氯離子嚴(yán)重干擾了對(duì)COD的分析，常規(guī)高錳酸鉀方法不能準(zhǔn)確得出COD的真實(shí)數(shù)據(jù)，從而也影響了BOD的分析。故建議多晶硅生產(chǎn)行業(yè)在廢水處理站設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮去除氯離子的處理工藝，這樣才能通過(guò)準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)判斷廢水處理效果。由于生產(chǎn)冷卻水和生活污水經(jīng)管道收集后與廢水處理站出水統(tǒng)一流至廠區(qū)總排口，故總排口氯離子濃度已降低至COD分析標(biāo)準(zhǔn)的氯離子含量范圍內(nèi)，故廠區(qū)總排COD濃度可以準(zhǔn)確得出。

6.3 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題

項(xiàng)目無(wú)組織廢氣采樣中含有氯氣、氯化氫，我國(guó)現(xiàn)行的《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 16297－1996)中尚未有此類標(biāo)準(zhǔn)限值，多晶硅行業(yè)生產(chǎn)廢水含高濃度氯離子影響其他污染因子的準(zhǔn)確分析，針對(duì)多晶硅行業(yè)存在污染因素的特殊性應(yīng)制定相應(yīng)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)規(guī)范評(píng)價(jià)。

［1］國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局.建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境保護(hù)設(shè)施竣工驗(yàn)收監(jiān)測(cè)技術(shù)要求，環(huán)發(fā)［2000］38號(hào)文.2000年2月24日.

［2］國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局.建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境保護(hù)管理?xiàng)l例，國(guó)務(wù)院令第253號(hào).1998年11月29日.

［3］國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局.建設(shè)項(xiàng)目竣工環(huán)境保護(hù)驗(yàn)收管理辦法，國(guó)家環(huán)?？偩值?3號(hào)令.2001年12月.