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電子純水、超純水的幾種制備工藝說明
電子工業(yè)尤其是半導(dǎo)體工業(yè)的迅猛發(fā)展，對純水的水質(zhì)要求也不斷提高，對水中陰離子含量、陽離子含量、顆粒數(shù)、有機物、細菌等逐步有了定量的指標的限制。以下為近年來國內(nèi)外報道的幾種制水流程。
一、某超大規(guī)模集成電路生產(chǎn)廠中的純水系統(tǒng)
該系統(tǒng)由預(yù)處理系統(tǒng)、一次純水制造系統(tǒng)、二次純水制造系統(tǒng)及排水回收等支系統(tǒng)組成。
a.預(yù)處理系統(tǒng)。根據(jù)原水水質(zhì)，采用凝聚加壓上浮裝置、雙層過濾器及二氧化碳脫氣塔組成。原水中的懸浮物及部分溶解的有機物經(jīng)凝聚后，因密度小而難于沉降，采用加壓上浮處理可有效去除，后置的雙層過濾器可截留上浮裝置中流出的微細凝聚體，以使原水進一步澄清，通過二氧化碳脫氣塔除去重碳酸根成分以防止后置RO濃水側(cè)膜面上析出碳酸鈣。
b.一次純水系統(tǒng)。該系統(tǒng)由三級RO、脫氧裝置及離子交換柱組成。RO膜采用低壓聚酰胺膜，一級RO主要除去大部分的陰離子、陽離子及有機物；二級RO主要除去殘存的陰離子、陽離子、硅及有機物；三級RO主要除去微量殘余陽離子，提高電阻率。
脫氧裝置采用中空纖維膜脫氣，可將溶解氧除去至要求濃度以下，同時還去除殘余的二氧化碳，減輕了后置交換柱的負荷，以減小離子交換樹脂的更換頻率。
離子交換柱可將RO處理水中殘留的極少量的離子、重金屬、硅、溶解的二氧化碳去除。該交換柱為非再生式，目的是再生時殘存的Cl、OH-影響處理水水質(zhì)，按正常回收率80%計算，交換樹脂大約每六個月更換一次。
c.二次純水系統(tǒng)。該系統(tǒng)由換熱器、紫外線氧化器、拋光器和超濾系統(tǒng)等組成。紫外線氧化器采用低壓185nm的紫外燈，分解殘存在一次純水處理水中的極少量TOC成分。尤其適用于分解在RO膜中去除率較低的低相對分子質(zhì)量有機物。
拋光器采用低溶出式均球樹脂，除去前置紫外線氧化器分解TOC產(chǎn)生的有機物和CO2，同時除去一次純水中存在的極微量離子、硅、重金屬等，使電阻率穩(wěn)定在較高水平。超濾系統(tǒng)最后除去超純水裝置末端的離子成分，以滿足工藝要求。該系統(tǒng)的膜組件采用本身不產(chǎn)生離子的外壓式超濾膜。
d.排水回收系統(tǒng)。該系統(tǒng)由活性炭過濾器及陰離子交換器組成。由于回收水中含有H2O2、SO42-、F-、Cl-、NH4+等，用活性炭吸附去除H2O2；用陰離子交換器去除SO42-、F-、Cl-，NH4+待后置RO去除。
二、兆位級的新高純水制造系統(tǒng)
該系統(tǒng)的電阻率、溶解氧和SiO2等指標基本滿足要求，但對TOC、微粒數(shù)及細菌數(shù)等必須采取相應(yīng)的措施進行處理才能得到保證。它在制水工藝上具有以下特點。
a.原水采用微絮凝過濾，即進水管上投加PAC進行凝聚，然后用石英砂和無煙煤進行雙層過濾。
b.活性炭過濾放在強酸陽床和脫氣塔之后，由于進水pH值呈酸性，這樣既可防止微生物繁殖，又能達到去除有機物的效果。
c.反滲透裝置設(shè)置在離子交換之后，這樣可防止膜污染和膜結(jié)垢所產(chǎn)生的對反滲透組件的堵塞現(xiàn)象，特別對SiO2含量較大的原水更為有效。
d.采用兩次脫氣，第二次為真空脫氣，可去除水中溶解氧和揮發(fā)性TOC。
e.采用兩級紫外線殺菌，后級是為防止反滲透拋光(FRO)裝置膜面上產(chǎn)生細菌。
f.采用反滲透裝置(FRO拋光)替代常規(guī)的超過濾，在FRO中由于使用合成復(fù)合膜，所以TOC去除率極高。
三、某16M原位器件生產(chǎn)的典型高純水系統(tǒng)
該系統(tǒng)由高純水精制循環(huán)系統(tǒng)及高純水補充水系統(tǒng)兩部分組成。
該系統(tǒng)在制水工藝中具有以下特點：
a.活性炭過濾后投加氯氣（2~4mg/L），使水在進入反滲透前盡量減少細菌生長。
b.反滲透裝置，前級采用醋酸纖維素膜，后級采用聚酰胺膜，兩種膜組合使用，可取長補短。
c.后級反滲透濃水可回至前級反滲透前重復(fù)利用，提高水的回用率。
d.高純水貯水箱除充氮保護外，尚需投加0.2mg/L由純氧制成的臭氧，以防細菌滋長。
e.利用254nm紫外燈殺菌，并去除水中殘余臭氧，混床后再利用185nm紫外燈，用相當(dāng)于6~8倍正常滯留時間，進一步降低TOC。
f.混床后投加臭氧（0.08~0.1mg/L），以進一步降低TOC。
g.采用催化除氧系統(tǒng)（CORS），亦可采用兩級真空脫氣裝置除去水中溶解氧 。
h.用反滲透代替超濾，以保證將水中微粒、有機物及懸浮物凈化至最低程度，反滲透選用截留相對分子質(zhì)量為100的復(fù)合膜，截留率為90%。自初級處理系統(tǒng)反滲透裝置以后的系統(tǒng)管材，宜用聚偏二氟乙烯管(PVDF)，但反滲透高壓管應(yīng)采用不銹鋼管件用高純水精制系統(tǒng)，可不考慮除氧，并可應(yīng)用截留相對分子質(zhì)量1000~100000的超濾裝置作最終處理，而不需用反滲透裝置。
信息來源：水處理搬運工
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