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：硅片清洗機在運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)，造成一種非常嚴重的浪費。

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)硅片清洗機的水浪費嚴重，水溫也在30攝氏度左右，并進行統(tǒng)計，每臺清洗機單耗水量為3m/h，每臺清洗機每天排放的廢水為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%的廢水進行回收利用。

四、具體實施

1、系統(tǒng)控制原理的設(shè)計

考清洗機每天24小時需要進行工作，設(shè)計的系統(tǒng)要滿足、配合硅片車間設(shè)備生產(chǎn)即該系統(tǒng)應(yīng)該能實現(xiàn)自動運行，無人看管。具體實施方案：將各個傳感器、電機等部件整合為一個能自動運行的系統(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)清洗機水槽內(nèi)液位開關(guān)

a5：預(yù)清洗機溢流水箱高液位傳感器

a6：預(yù)清洗機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)清洗機等設(shè)備使用時，需要對車間設(shè)備的水管路進行改動。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。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)回收水不夠用時再由市政自來水提供；同理，兩個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，再由市政水提供。

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

3、系統(tǒng)后期優(yōu)化

在系統(tǒng)實際運行時，暴露出很多的缺點與不足。經(jīng)過努力，最終都得以解決。例如：在清洗區(qū)進行廢水回收時，廢水中夾雜的導(dǎo)向條、膠條等異物會被吸入電機內(nèi)部，造成堵塞。后來我們用廢棄的膠管自制一個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)運行時，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)，造成繼電器觸點頻繁燒壞。經(jīng)過對原因的分析，在液位計控制回路中加裝一個時間繼電器來對繼電器的動作進行延遲控制，解決了此問題。

五、項目實施內(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，當(dāng)水位達到液位要求，地溝內(nèi)的傳感器反饋信號，回收水泵自動進行回收水作業(yè)?；厥盏乃畠Υ嬖趦λ迌?nèi)，當(dāng)下游設(shè)備需要用水時，傳感器反饋信號，系統(tǒng)自動進行廢水分配工作。整個系統(tǒng)設(shè)計可以為預(yù)清洗機、化膠槽、超聲波水槽和沖洗過濾網(wǎng)用水。

六、經(jīng)濟及社會效益分析

原清洗機單耗3噸每小時，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，每小時耗電為10度，每度電價為0.89元∕度，這樣每天可節(jié)省電費178元。