GB 50747-2012 中文版 电子工业纯水系统设计规范

中华人民共和国国家标准GB50747-2012电子工业纯水系统设计规范2012-08-01发布2012-10-01实施中华人民共和国住房和城乡建设部联合发布

中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局目次前言1总则2术语3原水水质、纯水水质及系统选择4工艺系统设计5设备选择与布置6管道系统设计7站房设计8电气、仪表及自动控制9废水处理及回用10安全、环保与消防附录A电子工业纯水水质指标附录B纯水常用处理工艺组合本规范用词说明引用标准名录条文说明前言根据住房和城乡建设部《关于印发2010年工程建设标准规范制订、修订计划的通知》（建标〔2010〕43号）文件要求，由中国电子工程设计院主编，会同国内多家电子工程设计单位、电子制造龙头企业、纯水装备制造企业共同编制本规范。本规范为强制性工程建设国家标准，本规范中以黑体字标志的条文为强制性条文，必须严格执行。本规范共分为10章、2个附录及配套条文说明，主要内容包含：总则、术语、原水与纯水水质分级、工艺系统设计、设备选型与布置、高纯管道专项设计、纯水站房土建及暖通设计、电气仪表与自控系统、废水分质处理与回用、安全消防及环保设计，同时配套水质指标附录与工艺选型附录。本规范填补了国内电子工业纯水系统专项设计国标空白，统一集成电路、平板显示、光伏电池、电子元器件、电子化学品全行业纯水设计标准，解决以往行业设计口径混乱、管网死水缺陷、工艺配置不合理、自控监测缺失、废水回用不规范等工程共性问题，适配电子行业纯水新建、改建、扩建全类型工程项目设计、施工图审查、竣工验收全过程。本规范由住房和城乡建设部负责管理和对强制性条文的解释，由中国电子工程设计院负责具体技术内容的解释。执行过程中如有意见或建议，请寄送解释单位（地址：北京市海淀区西四环北路160号，邮编：100097）。本规范主编单位、参编单位、主要起草人和主要审查人：主编单位：中国电子工程设计院参编单位：信息产业电子第十一设计研究院科技工程股份有限公司、上海电子工程设计研究院、京东方科技集团股份有限公司、中芯国际集成电路制造有限公司、浙江某高纯水处理设备有限公司主要起草人：（略）主要审查人：（略）1总则1.0.1为统一电子工业纯水系统工程设计标准，规范纯水制备工艺、设备、管道、自控、土建及配套公用工程设计要求，保障纯水水质稳定满足电子精密生产工艺要求，实现节水降耗、安全可靠运行，保障工程建设质量，制定本规范。1.0.2本规范适用于电子工业新建、改建和扩建工程中，集中式纯水、超纯水制备站及循环供水管道系统的工程设计。1.0.3纯水系统设计应根据原水水质条件、工艺用水水质及水量要求、用水负荷变化规律、厂区总图布局，结合当地水资源条件、环保政策，经技术经济综合比较后确定合理的工艺流程、设备配置及管网方案。1.0.4纯水系统设计应满足系统长期连续运行、水质稳定、运维便捷、节能节水、运维成本可控的设计原则。1.0.5纯水系统设计除应符合本规范规定外，尚应符合国家现行有关给水排水、洁净厂房、电气自控、消防、工业废水处理等工程建设标准的规定。2术语2.0.1纯水去除水中悬浮物、胶体、大部分溶解性离子、有机物及微生物，25℃下电阻率不低于15.0MΩ·cm，满足一般电子清洗工艺使用要求的净化水。2.0.2超纯水以纯水为进水，进一步深度去除痕量金属离子、微量总有机碳、溶解气体、亚微米级颗粒物及微量微生物，25℃下电阻率达到18.2MΩ·cm，满足半导体、平板显示高端精密工艺使用要求的高纯用水。2.0.3闭式循环供水系统供水干管、支管均设置回流管路，系统24h不间断循环，管道无盲端死水，储罐与管网隔绝大气，全程密闭运行的纯水输送系统。2.0.4分质供水系统根据车间不同工艺用水水质等级，设置相互独立、物理完全隔离的供水支路，实现不同等级纯水单独输送，杜绝高低水质交叉污染的供水模式。2.0.5终端精处理装置（POU）安装于生产设备取水口前端的小型抛光混床、终端超滤过滤器，用于消除管网输送过程产生的微量水质劣化，保障末端用水水质达标。2.0.6无化学消毒系统纯水系统不添加化学杀菌剂，仅采用热水循环消毒、短波紫外杀菌实现系统微生物管控，避免化学药剂残留污染纯水水质。3原水水质、纯水水质及系统选择3.1原水水质3.1.1纯水系统原水宜采用市政自来水，设计原水水质应采用当地水源全年95%保证率最差水质指标，严禁采用年均水质进行工艺设计，规避雨季、枯水期原水水质波动带来的系统出水风险。3.1.2原水关键控制指标应符合下列规定：浊度≤1NTU，游离余氯≤0.1mg/L，总硬度≤300mg/L，COD≤6mg/L。当原水指标超出限值时，应增设前置强化预处理单元。3.2纯水水质分级3.2.1电子工业纯水及超纯水根据工艺使用要求，分为一级纯水、二级纯水、三级超纯水、四级超纯水四个等级，各级水质指标应符合本规范附录A的规定。3.2.2不同水质等级的纯水供水管道严禁相互连通，严禁设置连通阀门，必须实现物理完全隔离。3.3用水水量与负荷设计3.3.1系统设计用水量应包含工艺生产用水量、管网循环损耗量、系统自用水量及不可预见损耗量，同时应预留15%~20%远期扩产余量。3.3.2纯水供水主泵、循环泵应设置冗余备用，核心输送泵组不应少于一用一备，单台泵故障时备用泵应自动联动投入，不得影响连续生产供水。3.3.3系统应适应生产用水瞬时负荷波动，管网循环流量应满足低用水负荷下无死水滞留的运行要求。4工艺系统设计4.1一般规定4.1.1纯水制备工艺流程应按照预处理、反渗透脱盐、深度精处理、终端处理、闭式循环管网依次配置，严禁擅自删减核心脱盐、精处理关键工艺单元。4.1.2三级、四级超纯水系统必须采用双级反渗透+EDI连续电除盐工艺，严禁采用单级反渗透+酸碱再生混床传统工艺。4.2预处理系统4.2.1常规预处理系统工艺流程：原水增压泵→多介质过滤器→活性炭过滤器→精密保安过滤器（5μm）。4.2.2原水浊度长期偏高、胶体含量超标时，应增设超滤前置处理单元，保护后端反渗透膜元件。4.2.3活性炭过滤器应完全去除进水游离余氯，防止余氯氧化损伤反渗透膜，活性炭填料应定期更换。4.3反渗透系统4.3.1一级反渗透设计回收率不宜低于75%，二级反渗透设计回收率不宜低于85%；反渗透系统应设置开机冲洗、停机自动冲洗功能。4.3.2反渗透浓水应统一收集回用，不得直接外排，浓水优先回用至前端预处理原水端。4.4深度精处理系统4.4.1三级及以上超纯水系统应设置EDI连续电除盐装置，替代传统酸碱再生混床，减少化学品使用与废液排放。4.4.2四级超纯水系统应增设185nm紫外TOC降解装置，高端晶圆、面板工艺系统应配套真空脱气装置，控制水中溶解氧含量。4.4.3高精密工艺用水支路末端应设置抛光混床，保障末端水质电阻率稳定达标。4.5储罐及循环系统4.5.1纯水储罐有效调节容积应满足全厂1h平均用水量需求。4.5.2三级、四级超纯水储罐应采用氮气微正压密闭保护，严禁采用敞口常压储罐。4.5.3闭式循环管网回水流量不应小于系统瞬时最大用水量的50%，保证管网全程水流扰动，杜绝死水段生成。5设备选择与布置5.1设备选择5.1.1所有与纯水直接接触的设备壳体、内部构件、连接配件，不得析出金属离子、有机物、颗粒物等杂质，材质应适配高纯水环境。5.1.2反渗透膜、EDI膜堆、抛光树脂、精密滤芯等核心耗材，应选用电子级专用产品，不得混用民用及普通工业级耗材。5.1.3纯水输送泵应选用无轴封泄漏、无介质污染的立式多级纯水专用泵。5.2设备布置5.2.1纯水站房内设备间距应满足运维检修要求：设备之间净检修通道不宜小于1.0m，设备与墙面净距不宜小于0.8m；立式储罐周边环形检修通道宽度不宜小于1.2m。5.2.2阀门、在线监测仪表应集中布置，便于日常巡检、手动操作与仪表校准。5.2.3产生浓水、清洗废水的设备下方应设置接水盘及排水漏斗，防止站房地面积水、腐蚀地面。6管道系统设计6.1管道材质纯水等级管道主体材质密封垫片材质一级纯水、二级纯水316LAP不锈钢、高纯UPVC塑料管PTFE聚四氟乙烯垫片三级超纯水、四级超纯水316LEP电解抛光不锈钢、高纯PVDF管道低析出高纯PTFE垫片6.2管道水力设计6.2.1管道设计流速应符合下列规定：供水主管2.0m/s~2.5m/s；供水支管1.5m/s~2.0m/s。6.2.2管网运行全程压力波动不应大于±0.02MPa；管道应设置3‰~5‰排水坡度，坡向排水点，满足检修排空需求。6.3管道盲端控制6.3.1纯水管道所有分支盲端长度不得大于管道公称直径的0.2倍，严禁设计长盲端、无回流死水管段。6.3.2所有供水支路必须设置连续回流管路，系统低用水负荷工况下，不得关闭支路回流泵。6.4阀门与管道连接6.4.1纯水及超纯水系统应全部采用高纯隔膜阀，严禁使用闸阀、截止阀。6.4.2高纯管道连接优先采用全自动轨道焊接，减少螺纹连接接头，降低介质析出与泄漏风险。6.4.3工艺设备取水前端应设置双重防倒流装置，防止生产药液倒灌污染纯水主管网。7站房设计7.1土建与环境设计7.1.1纯水站房室内环境温度宜控制在18℃~28℃，相对湿度宜控制在40%~70%。7.1.2三级、四级超纯水站房应按照ISO8洁净室标准进行建筑装修设计。7.1.3站房地面应采用防静电环氧树脂自流平地面，墙面采用防尘防潮专用涂料，室内无积尘死角。7.2通风与排水设计7.2.1纯水站房应设置机械通风系统，室内换气次数不应低于6次/h。7.2.2站房应设置排水地沟与集水井，地面排水坡度不应小于1%，保证排水通畅无积水。7.2.3酸碱药剂存放、设备化学清洗区域，应设置独立排风系统及应急冲淋、洗眼安全装置。8电气、仪表及自动控制8.1电气设计8.1.1纯水系统属于生产一级负荷，必须设置双回路不间断供电电源。8.1.2站内所有水泵、仪表、自控设备应做等电位联结，消除静电干扰影响水质监测精度。8.1.3站房潮湿区域电气设备防护等级不应低于IP54。8.2在线监测仪表配置8.2.1纯水系统应全覆盖布设在线监测仪表，无监测盲区，全系统标配在线电阻率仪、在线TOC分析仪、压力变送器、流量变送器。8.2.2三级、四级超纯水系统应增设在线溶解氧检测仪、在线颗粒计数器。8.2.3所有在线监测数据应连续存储，数据保存时长不应少于1年。8.3自动控制设计8.3.1纯水系统应采用PLC+上位机全自动控制模式，实现设备自动启停、自动冲洗、故障声光报警。8.3.2系统应设置水质超标联锁保护功能，水质异常时自动切断供水、自动切换备用处理回路。8.3.3自控系统应预留标准通讯接口，可无缝对接厂区MES生产管理系统。9废水处理及回用9.1废水分流收集纯水站废水分为反渗透浓水、设备化学清洗废水、站房地面排水三类，应实行分流收集、分质处理，严禁混合排放。9.2废水回用要求9.2.1反渗透浓水优先回用至原水取水端、厂区道路冲洗、绿化浇灌。9.2.2纯水制备产生的浓水、清洗废水严禁直接回流至超纯水精处理单元。9.2.3系统综合水利用率应符合下列规定：一级纯水≥75%；二级纯水≥80%；三级、四级超纯水≥85%。9.3外排废水纯水站外排废水水质应符合现行《电子工业水污染物排放标准》及当地市政污水管网接纳标准。10安全、环保与消防10.1消防安全纯水站房生产火灾危险性分类为戊类，建筑耐火等级不应低于二级，消防设计应符合现行《建筑设计防火规范》GB50016的规定。10.2生产安全高压管道、高压设备应设置安全泄压装置，防范超压安全风险；药剂储存及清洗区域配备齐全应急防护用品、应急冲洗装置；水泵等转动设备应设置安全防护罩。10.3环境保护废弃反渗透膜、废旧树脂、废弃滤芯应按照危险废物相关规范合规处置；系统运行噪声应控制在60dB(A)以内；系统运行全过程无废液、废气无组织排放。附录A（规范性）电子工业纯水水质指标（25℃）检测项目一级纯水二级纯水三级超纯水四级超纯水电阻率（MΩ·cm）≥15.017.018.2018.24总有机碳TOC（ppb）≤501010.05溶解氧DO（ppb）≤50010051≥0.1μm颗粒物（个/mL）≤100200.10.03微生物（CFU/L）≤1010.10.01附录B（规范性）纯水常用处理工艺组合一级纯水工艺：原水→预处理→单级反渗透→纯水储罐→闭式循环管网二级纯水工艺：原水→预处理→双级反渗透→纯水储罐→闭式循环管网三级超纯水工艺：原水→预处理→双级反渗透→EDI→紫外TOC降解→氮气密封储罐→闭式循环管网四级超纯水工艺：原水→预处理→双级反渗透→EDI→双波长紫外消毒→双级真空脱气→抛光混床→氮气密封储罐→闭式循环管网→末端POU装置本规范用词说明表示很严格，非这样做不可的用词：正面词采用「必须」，反面词采用「严禁」；表示严格，在正常情况下均应这样做的用词：正面词采用「应」，反面词采用「不应」、「不得」；表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的用词：正面词采用「宜」，反面词采用「不宜」；表示有选择，在一定条件下可以这样做的用词：采用「可」。引用标准名录GB50016建筑设计防火规范GB50073洁净厂房设计规范GB39731电子工业水污染物排放标准GB/T11446.1电子级纯水及其测试方法条