一、前言：

自歐盟、美國對中國光伏行業(yè)掀起"雙反"調(diào)查后，中國的太陽能光伏行業(yè)面臨緊張的局勢。對于出口銷售的高額關(guān)稅，任何一家光伏企業(yè)表示無奈，于是只能降低自己的加工成本，國內(nèi)太陽能企業(yè)出現(xiàn)發(fā)動全員創(chuàng)新、降低能源浪費(fèi)的高潮。晶體硅在切割成為硅片后勢必要經(jīng)過自來水和DI水清洗，為了保證清洗質(zhì)量，導(dǎo)致目前存在問題：硅片清洗機(jī)在運(yùn)行中排出的廢水很干凈，這些水源源不斷地通過地溝排出廠區(qū)，造成一種非常嚴(yán)重的浪費(fèi)。

二、問題調(diào)查：

硅片車間需要用水較多，大致分為三類：清洗硅片、清洗硅塊、清洗設(shè)備及工裝。其中清洗硅片為最后一道工序，需要的水潔凈度較高，清洗硅塊要求使用水的潔凈度較低。清洗設(shè)備及工裝主要包括過濾網(wǎng)的沖洗、超聲波水槽、化膠槽以及預(yù)清洗設(shè)備，對水質(zhì)要求也不高。

在調(diào)查過程中，發(fā)現(xiàn)硅片清洗機(jī)的水浪費(fèi)嚴(yán)重，水溫也在30攝氏度左右，并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，每臺清洗機(jī)單耗水量為3m/h，每臺清洗機(jī)每天排放的廢水為72噸。

三、解決方案

我們想要通過一些方法，將這些寶貴的水資源存儲下來。在需要的時(shí)候，通過氣泵、控制電路和傳感器組成的系統(tǒng)將存儲下來的水資源用在其它工序上。這樣不僅節(jié)約了水資源，而且由于回收的廢水溫度較高，省去了其它設(shè)備需要加熱的環(huán)節(jié)。這樣不僅提高了設(shè)備工作效率，也降低了電能的消耗，為車間降低了生產(chǎn)成本。

建立一套廢水回收系統(tǒng)，將40%的廢水進(jìn)行回收利用。

四、具體實(shí)施

1、系統(tǒng)控制原理的設(shè)計(jì)

考清洗機(jī)每天24小時(shí)需要進(jìn)行工作，設(shè)計(jì)的系統(tǒng)要滿足、配合硅片車間設(shè)備生產(chǎn)即該系統(tǒng)應(yīng)該能實(shí)現(xiàn)自動運(yùn)行，無人看管。具體實(shí)施方案：將各個(gè)傳感器、電機(jī)等部件整合為一個(gè)能自動運(yùn)行的系統(tǒng)。工作原理圖如下：

其中各部件功能如下：

M：水分配泵

S1：廢水回收泵啟停開關(guān)

S2：廢水分配泵啟停開關(guān)

a1：清洗地溝內(nèi)的液位傳感器

a2：儲水罐內(nèi)高液位傳感器

a3：儲水罐內(nèi)高液位限位傳感器

a4：預(yù)清洗機(jī)水槽內(nèi)液位開關(guān)

a5：預(yù)清洗機(jī)溢流水箱高液位傳感器

a6：預(yù)清洗機(jī)溢流水箱高液位限位傳感器

k1：用于控制回收水泵的繼電器

k2：用于控制分配水泵的繼電器

kt：用于控制分配水泵的時(shí)間繼電器

2、設(shè)備管路改造

考慮到將回收的廢水在分配給預(yù)清洗機(jī)等設(shè)備使用時(shí)，需要對車間設(shè)備的水管路進(jìn)行改動。但若改動較大，會破壞設(shè)備本身的結(jié)構(gòu)，影響廠家承諾的質(zhì)保協(xié)議。因此在不影響設(shè)備質(zhì)保的前提下，制定出合理的改動方案成為了難點(diǎn)。經(jīng)過多次構(gòu)思，最終想出以下方案：

設(shè)備改造前，其中有填充部分為自來水管路。噴淋槽內(nèi)的水由儲存在噴淋槽水箱內(nèi)的自來水提供，而兩個(gè)溢流槽溢流用水由市政自來水提供。

設(shè)備改造后，其中有填充部分為廢水回收系統(tǒng)水管路。改造后噴淋槽用水由儲存在噴淋槽水箱內(nèi)回收來的廢水提供，當(dāng)回收水不夠用時(shí)再由市政自來水提供；同理，兩個(gè)溢流槽溢流用水由溢流水箱提供的回收廢水提供，當(dāng)回收水不夠用時(shí)，再由市政水提供。

當(dāng)其他地方需要水時(shí)，隔膜泵就會從純水排水溝內(nèi)抽取純水注滿大缸，然后由電機(jī)泵供給到各個(gè)地方。現(xiàn)場具體實(shí)物展示：

3、系統(tǒng)后期優(yōu)化

在系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行時(shí)，暴露出很多的缺點(diǎn)與不足。經(jīng)過努力，最終都得以解決。例如：在清洗區(qū)進(jìn)行廢水回收時(shí)，廢水中夾雜的導(dǎo)向條、膠條等異物會被吸入電機(jī)內(nèi)部，造成堵塞。后來我們用廢棄的膠管自制一個(gè)過濾器安裝在回收水管前端，解決了此問題；儲存廢水的大罐在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，內(nèi)部液位傳感器受液面波動影響，處于頻繁的開斷狀態(tài)，造成繼電器觸點(diǎn)頻繁燒壞。經(jīng)過對原因的分析，在液位計(jì)控制回路中加裝一個(gè)時(shí)間繼電器來對繼電器的動作進(jìn)行延遲控制，解決了此問題。

五、項(xiàng)目實(shí)施內(nèi)容

該系統(tǒng)由回收水泵，分配水泵，水儲存罐，各管路及傳感器組成。當(dāng)清洗地溝內(nèi)有廢水流動時(shí)，當(dāng)水位達(dá)到液位要求，地溝內(nèi)的傳感器反饋信號，回收水泵自動進(jìn)行回收水作業(yè)?；厥盏乃畠Υ嬖趦λ迌?nèi)，當(dāng)下游設(shè)備需要用水時(shí)，傳感器反饋信號，系統(tǒng)自動進(jìn)行廢水分配工作。整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)可以為預(yù)清洗機(jī)、化膠槽、超聲波水槽和沖洗過濾網(wǎng)用水。

六、經(jīng)濟(jì)及社會效益分析

原清洗機(jī)單耗3噸每小時(shí)，每臺設(shè)備每天耗水72噸。加廢水在線回收系統(tǒng)后，回收率為40％，即每臺設(shè)備每天可回收再利用28.8噸，即每臺設(shè)備每天節(jié)約28.8噸水。另外，回收廢水具有30度左右溫度，這樣在冬季供給預(yù)清洗時(shí)就可以避免再次加熱，預(yù)清洗加熱裝置為2根過濾為5000W的加熱管，每小時(shí)耗電為10度，每度電價(jià)為0.89元∕度，這樣每天可節(jié)省電費(fèi)178元。