電子行業超純水系統

電子行業超純水系統

簡 介：

電子行業對水中的離子含量要求非常高，本系統採用先進的反滲透技術，結合尖端的EDI，混床技術，使產水水質最高可達18.25兆歐，水質符合美國ASTM標準。目前我國電子工業部把電子級水質分為五個行業標準，分別為18MΩ cm，15MΩ cm，10MΩ cm，2MΩ cm和0.5MΩ cm，以區分不同水質

技術參數：

產水水質：水質符合美國ASTM標準，電子工業部超純水水質標準18MΩ cm，15MΩ cm，10MΩ cm，2MΩ cm和0.5MΩ cm五級

產水水量：0.5-100T/H

材 質：玻璃鋼 不鏽鋼 有機玻璃等

工藝流程：

1、預處理反滲透水箱陽床陰床混床純化水箱純水泵紫外線殺菌器精製混床精密過濾器用水對象

2、預處理一級反滲透加藥泵（ PH調節）中間水箱二級反滲透純化水箱純水泵紫外線殺菌器0.2或0.5 μ m精密過濾器用水對象

3、預處理反滲透中間水箱水泵EDI裝置純化水箱純水泵紫外線殺菌器0.2或0.5 μ m精密過濾器用水對象

4、預處理反滲透中間水箱水泵EDI裝置純化水箱純水泵紫外線殺菌器精製混床0.2或0.5 μ m精密過濾器用水對象

主要特點：

*該系統一切動作均在預設程序下自動進行，具備全自動功能。

*系統結構布置緊湊，有效節約空間。

*系統能耗低，制水成本低廉。

*系統運行安全可靠，供水管路封閉，出水水質穩定。

適用範圍：

生產半導體、光伏太陽能、集成電路晶片及封裝、液晶顯示、高精度線路板、光電器件、各種電子器件等電子工業用超純水系統。

傳統的純水方法不能製備出超純水，化學意義上純水（液態的H2O）的理論電導率為18.25MΩ.cm。人們生產的純水是達不到理論值的，但18 MΩ.cm似乎是可以達到的，對於這種水，有的稱為高純水，有的稱為超純水，目前還沒有系統的定義。也沒有劃分等級界限，從商業觀點看叫超純水似乎比高純水更好聽一些。筆者以為還是看電導率指標更準確一些。 現在製備超純水的方法是將各種純化水的新技術科學地結合起來，不僅能生產超純水，而且變得非常容易。目前市售的超純水器就是一個成功的例子。自來水進去超純水出來，非常方便。而且使用壽命也越來越長。 超純水器製備超純水的原理和步驟大體如下：

1.原水：可用自來水或普通蒸餾水或普通去離子水作原水。 2.機械過濾：通過砂芯濾板和纖維柱濾除機械雜質，如鐵鏽和其他懸浮物等。 3.活性炭過濾：活性炭是廣譜吸附劑，可吸附氣體成分，如水中的餘氯等；吸附細菌和某些過濾金屬等。氯氣能損害反滲透膜，因此應力求除盡。

4.反滲透膜過濾：可濾除95％以上的電解質和大分子化合物，包括膠體微粒和病毒等。出於絕大多數離子的去除，使離子交換柱的使用壽命大大延長。 5.紫外線消解：藉助於短波（180nm-254 nm）紫外線照射分解水中的不易被活性炭吸附的小有機化合物，如甲醇、乙醇等，使其轉變成CO2和水，以降低TOC的指標。 6.離子交換單元：已知混合離子交換床是除去水中離子的決定性手段。藉助於多級混合床獲得超純水也並不困難。但水的TOC指標主要來自樹脂床。因此高質量的離子交換樹脂就成為成功的關鍵。所謂高質量的樹脂，就是化學穩定性特別好，不分解，不含低聚物、單體和添加劑等的樹脂。所謂「核工業級樹脂」大概就屬於這一類樹脂。對樹脂的要求是質量越高越好。可惜國內很少有人在這方面下功夫，滿足於生產大路線。 7.0.2μm濾膜過濾，以除去水中的顆粒物道每毫升1個（小於0.2μm的口經過上述各步驟處理後生產出來的水就是超純水了。應能滿足各種儀器分析，高純分析，痕量分析等的要求，接近或達到電子級水的要求。

純化水處理的幾種工藝

一、 活性炭過濾器

吸附市政自來水中的餘氯，以避免對樹脂和反滲透膜造成不可逆轉的損壞。用活性炭進行吸附處理。活性炭不僅吸附能力強，而且吸附容量大，其主要原因就是其多孔結構，其比表面積達500~700平方米/克。因此可以完全吸附水中的餘氯及部分吸附有機物，而且對色度、臭味也有較好的去除效果。二、 脫氣塔脫氣塔在純水中是為了除去二氧化碳氣體而設的，以免對後續RO膜造成傷害。脫氣塔裡面添有一定高度的直徑為50mm的多麵塑料空心球，當純水從管道中以一定流速流至脫氣塔裡時，經過這些空心球時，被分散成細小水粒，流速減小，加上鼓風機從脫氣塔底部鼓入空氣，二氧化碳則有充分的時間脫離脫氣塔。用鼓風脫氣方式除去水中游離二氧化碳的設備，水自設備上部引入，經噴淋裝置噴灑開，流過表面積大的填料，空氣自下部風口進入逆向穿過填料層，水中的游離二氧化碳迅速地析出進入空氣中，自頂部排出，在水處理工藝中一般設置在氫離子交換器的後面，只要選用合適，正常情況下，經除碳器後，水中的殘留二氧化碳，可不超過5毫克/升 。

二、 板式熱交換器

水的溫度過高或過低，都會嚴重因影響RO膜產水量和除鹽率，而當水在25深度時，是RO膜運行的最佳狀態。板式交換器是由一組波紋金屬板組成，板上有孔，共傳熱的兩種液體通過。流體的流量、物理性質、壓力降和溫度差決定了板片的數量和尺寸。波紋板不僅提高了湍流程度，並且形成許多支撐點，足以承受介質間的壓力差。冷熱兩種液體在並聯的板片間逆流交替通過，可充分地是熱量在兩者中傳遞。四、 硫酸加藥裝置當原水中的鹼度（碳酸氫根）和二氧化碳含量較高，通過添加硫酸可以將碳酸氫根轉化成二氧化碳，再以脫氣塔去除。五、 軟化器用來降低或基本消除水中硬度的裝置，其出水殘留硬度可降至0.03mmol/L（以1/2Ca2+計）。在此，我們利用陽離子交換樹脂進行處理，把水中的鈣鎂離子交換出來。在軟化過程中，當水流過樹脂層後的出水硬度超過某一規定值，水質已經不符合要求，此時，需要更新新樹脂。六、 精密過濾器

精密過濾器可以起到樹脂捕捉器的作用，防止軟化器/混床漏出的樹脂進入CDI，影響出水水質。紫外線殺菌器後的精密過濾器可以濾除殺死的細菌。七、 CDI（CEDI）裝置CEDI技術是指採用離子交換膜、電活性介質（通常是離子交換樹脂）和直流電壓三項技術來去除水中離子及離子態物質的除鹽技術。大部分商業用CEDI裝置在模塊進出口間的制水隔室裡都包含交替的可透性陽膜和陰膜，面向帶正電的陽極板的是陰離子交換膜（AEM）（膜帶正電性），與此相對的是CEM。陰膜面向陽極和陽膜面向陰極之間組成的隔室是淡水室；陰膜面向陰極和陽膜面向陽極之間的隔室是濃水室。為了在低離子強度溶液中促進離子交換，淡水室甚至有時連濃水室都填充上離子交換樹脂。在隔室邊上加上外部電源形成一橫向直流電場，因而液體中的離子被電場力吸引到各自的反向電極中。最終結果是淡水室的離子被除去，濃水室被濃縮。大型CEDI包括碟片框架式和螺旋纏繞式兩種。碟片框架式裝置主要有兩種：即薄池和厚池，是以淡水室的厚度來定義的。比如說，薄池的淡水室厚度為2~3mm的裝置，那厚池就是淡水室厚度為8~10mm的裝置。最早投入商業運營的CEDI裝置是在淡水室填充混床離子交換樹脂的薄池裝置。為提高它們的性能，多年來雖然在形式上有所改變，但基本工作原理一樣，且已證明此技術有效可靠。「LOW-FLUV」CEDI參考文獻中對該技術的陳述有誤，因為通常的淡水流量是150gfd。為說明此觀點，舉例說像反滲透的通暢的淡水量為20~30gfd，但是在反滲透中，水實際上是透過了膜，因而膜通量是一個確切定義的指標。而在CEDI中，產品水只是流經了樹脂床，只有鹽以離子的形式要透過膜進行遷移。對於CEDI來說，也許停留時間會是更有意義的指標，從這個角度來看，現今的薄池和厚池技術是屬於同一範疇。對於薄池型混床CEDI，在淡水室有兩個截然不同的區域帶。強離子態物質最先被去除，而弱離子態物質是隨著水流的繼續通過被緩慢去除。我們所指的這兩個區域帶分別是增強遷移區和電解再生區。在超純水的生產中，CEDI裝置的進水是經過反滲透處理的產品水，該進水含極少量的可溶物、離子和像二氧化碳及二氧化矽之類的弱離子物質。由於要除去物質的量極少，因而在裝置在增強遷移區就能去除大部分強離子物質，在該區域，離子交換樹脂只是充當了加速離子從淡水室通過各自對應膜進到濃水室的導體，這是由於離子樹脂的傳導性要比水高出好幾個數量級。大部分強離子類物質在樹脂床上部被去除以後，淡水室的電導率就由離子交換樹脂來維持。在加上了水解必須的最小熱力學電壓後，氫離子和氫氧根離子濃度就會增加。在反極性的樹脂和樹脂表面或膜和樹脂表面的作用下能加速水解反應，水解後的氫離子和氫氧根離子將樹脂再生，同時使如離子物質轉變為離子態被遷移到濃水中被除去。CEDI的出水壓力必須大於濃水出水壓力。八、反滲透膜進水濁度

來源：水處理新視野；Ths to @湊個數.