UPW纯水系统相关知识简介

1、 UPW(纯水系统) 讲解人：方青引言UPW是是服务生生产工艺艺的一部部分,另另外还有有CDS、特气气、大宗宗气体等等。超纯水的的制程随随原水水水质而有有不同的的方式，主要是是去除水水中的不不纯物，如微粒粒子、有有机物、无机盐盐类、重重金属及及生菌等等主要用途途（GMIC）超纯水主主要供集集成电路路芯片生生产的清清洗用水水，且用用量较大大。另外外还提供供一些生生活用水水，以及及PCW（工艺艺冷却水水系统）、膨胀胀水箱、加湿器器等都会会用到不不同程度度的纯水水。为了满足足工艺设设备对水水质的要要求，必必须考虑虑输送材材料、流流速、合合理的输输送系统统的设计计Typical Componentso

2、faSemiconductorUPWSystem纯水系统统的组成成单元MMF和和ACROUFMBEDIPOLISHUV脱气塔以下介绍绍各部分分的作用用MMF和和ACMMF(多介质质过滤器器)和AC（活活性炭过过滤器）是作为为RO的的预处理理，对RO膜起起保护作作用。预处理原原水首先先加入絮絮凝剂和和混凝剂剂，可以以降低浑浑浊度（使微小小颗粒凝凝聚变大大，重力力沉降有有助于过过滤）,去除悬悬浮物和和胶体等等杂质。加入NaHSO3去除除余氯（将氯还还原），防止RO膜被被氧化，活性炭炭也有吸吸附余氯氯的作用用。为了提高高出水质质量和加加强对RO膜的的保护，现在通通常用UF作为为预处理理 。UF超滤是

3、一一种以筛筛分为分分离原理理，以压压力为推推动力的的膜分离离过程，过滤精精度在0.005-0.01m范围内，可有效去去除水中中的微粒粒、胶体体、细菌菌垫层及及高分子子有机物物质。可可广泛应应用于物物质的分分离、浓缩、提提纯。超超滤过程程无相转转化，常常温操作作，对热热敏性物物质的分分离尤为为适宜，并具有有良好的的耐温、耐酸碱碱和耐氧氧化性能能（可以以耐受高高浓度的的余氯和和过氧化化氢溶液液），能能在60以下，pH为2-11的条件下下长期连连续使用用。中空纤维维超滤膜膜是超滤滤技术中中最为成成熟与先先进的一一种形式式。中空空纤维外外径0.5-2.0mm，内径0.3-1.4mm，中空纤维维管壁上上

4、布满微微孔，孔孔径以能能截留物物质的分分子量表表达，截截留分子子量可达达几千至至几十万万。原水水在中空空纤维外外侧或内内腔加压压流动，分别构构成外压压式与内内压式。超滤是是动态过过滤过程程，被截截留物质质可随浓浓缩小排排除，不不致堵塞塞膜表面面，可长长期连续续运行。一般采用用外压式式，这样样增大表表面积，过滤充充分。UltrafiltrationDesignRO反渗透是是用足够够的压力力使溶液液中的溶溶剂(一般常指指水)通过反渗渗透膜(一种半透透膜)而分离出出来，方方向与渗渗透方向向相反，可使用用大于渗渗透压的的反渗透透法进行行分离、提纯和和浓缩溶溶液。反反渗透膜膜的主要要分离对对象是溶溶液中

5、的的离子范范围。反渗透法法分离过过程有如如下优点点：不需加加热、没没有相变变；能耗少少；过程程连续稳稳定；设备体体积小、操作简简单，适适应性强强；对环境境不产生生污染。反渗透纯纯水系统统根据不不同的源源水水质质采用不不同的工工艺。一一般自来来水经一一级反渗渗透系统统处理后后，产水水电导率率10-20S/cm，经二级反反渗透系系统后产产水电导导率5S/cm甚至更低低，在反反渗透系系统后辅辅以离子子交换设设备或EDI设备可以以制备超超纯水，使电阻阻率高达达18兆欧姆.厘米)。反渗透膜膜老化或或受污染染后，产产水质量量会下降降.反渗透的的基本性性能参数数是运行行压力、产水量量、水回回收率和和脱盐率率

6、、测试试液PH值。大部分离离子依靠靠反渗透透方式除除去，可可去除颗颗粒、胶胶体、有有机杂质质、微生生物等有有害物质质，Ca、Mg之类的的硬度离离子及99%溶溶解性离离子。给水总含含盐量（TDS）和需需去除的的主要离离子的浓浓度是反反渗透系系统设计计的基本本依据，主要离离子有钙钙、镁、钠、钾钾、铵、硫酸根根、重碳碳酸根、氯、氟氟、硝酸酸根和二二氧化硅硅。Osmosis andReverse Osmosis12Feed waterPurifiedwaterReverse osmosismembrane(RO)OsmosisReverse Osmosis221OsmoticpressureP12Th

7、eSpiral Wound ReverseOsmosisModuleMBMB是继继RO的的进一步步脱盐MB的工作原原理是通通过阴阳阳树脂上上所带的的活性基基团来置置换水中中的阴阳阳离子，同时释释放出H+和OH-化合成H2O。EDI近几十年年以来，混合床床离子交交换技术术一直作作为超纯纯水制备备的标准准工艺。由于其其需要周周期性的的再生且且再生过过程中使使用大量量的化学学药品（酸碱）和纯水水，并造造成一定定的环境境问题，因此需需要开发发无酸碱碱超纯水水系统。EDI技术是将将膜、树树脂和电电化学原原理相结结合的成成为水处处理技术术的一场场革命。其离子子交换树树脂的再再生使用用的是电电，而不不再需要

8、要酸碱，因而更更满足于于当今世世界的环环保要求求。EDI装置是应应用在反反渗透系系统之后后，取代代传统的的混合离离子交换换技术（MB-DI）生产稳定定的去离离子水。EDI技术与混混合离子子交换技技术相比比有如下下优点:水质稳稳定容易实实现全自自动控制制不会因因再生而而停机不需化化学再生生运行费费用低厂房面面积小无污水水排放。EDI工作原理理:EDI装置将离离子交换换树脂充充夹在阴阴/阳离子交交换膜之之间形成成EDI单元。EDI工作原理理如图所所示。EDI组件中将将一定数数量的EDI单元间用用网状物物隔开，形成浓浓水室。又在单单元组两两端设置置阴/阳电极。在直流流电的推推动下，通过淡淡水室水水流

9、中的的阴阳离离子分别别穿过阴阴阳离子子交换膜膜进入到到浓水室室而在淡淡水室中中去除。而通过过浓水室室的水将将离子带带出系统统，成为为浓水.EDI设备一般般以反渗渗透（RO）纯水作为为EDI给水。RO纯水电阻阻率一般般是40-2S/cm（25)。EDI纯水电阻阻率可以以高达18M.cm(25)，但是根据据去离子子水用途途和系统统配置设设置，EDI纯水适用用于制备备电阻率率要求在在1-18.2M.cm(25)的纯水。AACAnodeCathodeA -AnionMembraneC -CationMembraneNa+Na+Na+Na+H+H+OH-OH-Cl-Na+waste+_Cl-Cl-Cl-

10、Cl-CSourcewaterProductPOLISHPOLISH（抛光混混床）是是更进一一步的精精度处理理，主要要去除像像弱电解解质（棚棚、SiO2）较难清清除离子子的任务务Weshouldunderstandjust howmuch (orlittle) 1ppb reallyis!For example:1 secondin32years= 1ppbor1 inchin15,700 miles =1ppbUVPhoto-oxidationModuleO-ringsealWateroutHigh transmittancequartzsleevePVDF housingLowpressu

11、remercuryvapourlampwith hightransmittancequartz envelopeWaterinUV一般选用用UV185nm和UV254nm。UV254nm具有杀杀菌效能能，原理理是通过过紫外线线对微生生物的照照射，以以改变及及破坏微微生物的的组织结结构（DNA-核酸），导致致核酸结结构突变变，生物物体丧失失复制、繁殖能能力，功功能遭受受破坏，从而达达到消毒毒、杀菌菌的目的的，消灭灭水中的的细菌、病菌和和其它微微生物。可参照照下表。UV185nm主要去去除TOC（总总有机碳碳），波波长185nm的放射射线会产产生羟基基（OH）自由由基，自自由基将将水中透透过反渗渗透膜的的少量有有机物分分解成CO2和和H2O而去除除，确保保系统的的TOC指标达达到用户户要求。脱气塔脱气塔主主要是除除去CO2（影