超純水設備介紹及應用

凈得瑞 2020.11.21 08:00 354

一、超純水的概念及應用

超純水又稱UP水,既將水中的導電介質幾乎完全去除,又將水中不離解的膠體物質、氣體及有機物均去除至很低程度的水。電阻率大于18MΩ·cm,或接近18.3MΩ·cm極限值。

超純水主要應用于微電子行業、半導體行業、電力行業、光電行業、光伏行業和實驗室以及其他超純水應用領域。

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圖一 凈得瑞超純水設備

二、純化水和超純水的區別

(1)電導率不同,純化水電導率在1-5μS/cm?之間,超純水的電導率為0.056μS/cm;?

(2)制造的難易程度不同,目前市場上使用的純水基本上都是經過反滲透、蒸餾等方法制得,而超純水是純水的基礎上還要經過光氧化技術、精處置和拋光處理等一系列復雜的純化技術制得的;?

(3)對微量元素的要求不同。比如重金屬、細菌、微粒數等指標也大不相同,純水雜質含量是ppm?級,而超純水為ppb?級1ppb為1ppm的千分之一,簡單來講超純水中已經沒有什么雜質,接近于理論上的水;?

(4)使用的領域也不相同,純水一般稱呼純凈水,基本不保留水中的礦物質,pH值在6-7之間,為弱酸性,一般用于透析等醫療用水,或者實驗室、電子化工等特殊用水;?

(5)對輸送管道材質的要求也不相同,超純水對輸送管道材質的要求要比純水嚴格得多。

三、超純水的水質標準

(1)《國家標準:電子級水(GB/T 11446.1-2013)》,

將電子級用水劃分為4級EW1-4,對用水的電導、全硅、微顆粒數、細菌個數、金屬元素、理化指標及TOC都有明確要求。例如EW1電阻率≥18MΩ·cm(25℃)的情況下,全硅≤2μg/L等等。

(2) 美國電子和半導體工業用超純水的標準指南(ASTM-D5127)

美國電子和半導體工業用超純水的標準指南(ASTM-D5127),將電子和半導體工業用超純水劃分為7級,相較于國標電子級用水,美標對水質的劃分更加細更加嚴格。 標準指南中增加了對半導體有影響的金屬元素、及溶解氧的檢測。

四、常用的水處理工藝

如圖一所示,針對不同的水質要求,可采用不同的處理技術,凝聚沉淀、砂過濾、活性炭吸附、以及筒式過濾這四種工藝技術可以去除水中的懸浮物和微粒;反滲透技術可以有效去除有機物、離子、微粒微生物、熱源;離子交換技術可以除去水中的離子;紫外線殺菌可以去除微生物和有機物;膜濾和超濾可以除卻原水中的微生物和熱源;多效蒸餾可以去除水中的有機物和熱源。通過一系列的技術可以使得原水變成超純水,用于工業車間生產用水。

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圖二 工藝用水處理技術

超純水主流工藝為三種,分別為:

(1)多介質過濾器→活性炭過濾器→單級RO→再生混床→拋光混床

(2)多介質過濾器→軟化器→活性炭過濾器→單級RO→EDI→拋光混床

(3)疊片式過濾器→超濾→雙級RO→EDI→拋光混床→終端超濾

相對來說另外兩種工藝來講,第一種工藝是比較老舊的超純水制作手法,而最后一種滲透/電去離子(RO/EDI)集成膜技術是近年來發展迅速、相對成熟并得到大規模工業應用的新一代超純水制造技術,在國際上已逐漸成為純水技術的主流。RO/EDI的集成膜技術在電子企業用水、實驗室純水系統、電廠用水等方面具有獨特的優勢。

五、應用案例

案例一:某企業定制30t/h超純水設備,應用于電子行業

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圖三 凈得瑞超純水設備

(1)工藝類型和水質要求

采用預處理+雙級RO+EDI工藝,產水水質符合電子級水標準。

(2)技術指標

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圖四 技術指標

(3)設備特點

一鍵式啟動、操作、維護簡單方便,設有就地控制柜,方便就地操作及維護;系統主機一體化設計,模塊化安裝,減少占地面積。

案例二:某企業定制40t/h超純水設備,應用于環保新能源行業

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圖五 凈得瑞超純水設備

(1)工藝類型和水質要求

采用預處理+雙級RO工藝,產水水質符合電子級水標準。

(2)技術指標

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圖六 技術指標

(3)設備特點

系統可同時產水及獨立產水一用一備,分為兩套獨立設備,耗材更換時不需停水,可24小時運行。

案例三:某企業定制30t/h超純水設備,應用于光電行業

?凈得瑞超純水設備

圖七 凈得瑞超純水設備

(1)工藝類型和水質要求

采用預處理+雙級RO+EDI+拋光混床工藝,產水水質符合電子級水標準。

(2)技術指標

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圖八 技術指標

(3)設備特點

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