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    超純水系統工藝流程及原理

        隨著電子工業的發展,在芯片的生產加工過程中,對于水質的要求也越來越高。為了保證生產出超大規模的集成電路,除高純原材料、高純氣體、高純化學藥品外,高純水也是其中最關鍵的因素之一。高純水系統是將一般的市政用水處理成對不同離子的含量和顆粒度都有很高要求的超純水。超純水系統總體來說一般可分為以下幾個部分:

    一、預處理單元

    采用石英砂過濾、活性炭過濾、保安過濾作為兩級反滲透的預處理。


    二、膜系統單元

    膜系統單元是本系統的核心,負責去除水中大部分的有害物質,保證終端產水達到標準要求。本設計中采用輔以pH值調節的兩級反滲透作為初級脫鹽工藝,EDI模塊作為深度脫鹽工藝。


    三、反滲透模塊

    反滲透膜是以壓力差為驅動力的液相膜分離方法,可以看作是滲透的一種反向作用。在壓力推動下,溶液中的水分子透過膜,而其它分子、離子、細菌、病毒等被截留,從而實現脫鹽效果,達到純化目的。整個反滲透系統由高壓泵、反滲透膜、壓力容器以及相應的儀器、儀表、閥門、機架、管道及管件等組成;此外還有獨立的化學清洗裝置。


    四、EDI模塊

    EDI技術是將膜法和離子交換法結合起來的新工藝,基本原理主要包括離子交換、直流電場下離子的選擇性遷移及樹脂的電再生。水中的離子首先通過交換作用吸附于樹脂顆粒上,再在電場作用下經由樹脂顆粒構成的“離子傳輸通道”遷移到膜表面并透過離子交換膜進入濃室。由于離子的交換、遷移及離子交換樹脂的電再生相伴發生,猶如邊工作邊再生的混床離子交換樹脂柱,因此可以連續不斷地制取高質量的純水、高純水。EDI系統由增壓泵、膜堆、電源以及相應的儀器、儀表、閥門、機架、管道等組成。


    五、供水單元

    純水供水循環采用254nm紫外線殺菌、拋光混床脫鹽、0.22微米過濾,達到用戶的純水水質要求。為保證純水的品質以及生物學指標,在純水制備的終端設置精度為0.22μm的微濾膜過濾器,用于截留去除脫鹽設備出水中的微粒以及細菌尸體。由于0.22μm的微濾膜膜過濾器為整個脫鹽工藝的最后一道處理設備,因此又稱終端過濾器。過濾器內裝折疊式微孔濾膜,過濾精度0.22μm,過濾器出口設置壓力表。過濾器經過一段時間的運行后,濾膜表面截留了大量雜質,使濾膜堵塞,導致工作壓力增加,當進出口壓力差增大到某一設定值時,更換濾膜。終端過濾器由罐體、0.22μm濾芯、壓力表組成。


    六、主要設備

    主要設備:原水箱、原水增壓泵、砂濾器,炭濾器罐體、多路閥、阻垢劑計量泵、阻垢劑(氨基三甲叉膦酸ATMP)藥罐、保安過濾器、保安過濾濾芯、一級RO高壓泵、一級RO膜、二級RO高壓泵、二級RO膜、膜殼、PH值調整計量泵、EDI增壓泵、EDI模塊、超純水水箱、純水增壓泵、拋光混床罐、拋光樹脂、0.22微米過濾器、0.22微米濾芯等。


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    EDI工作原理:

      EDI模塊將離子交換樹脂充夾在陰/陽離子交換膜之間形成EDI單元。EDI工作原理如圖所示。 EDI模塊中將一定數量的EDI單元間用格板隔開,形成濃水室和淡水室。又在單元組兩端設置陰/陽電極。在直流電的推動下,通過淡水室水流中的陰陽離子分別穿過陰陽離子交換膜進入到濃水室而在淡水室中去除。而通過濃水室的水將離子帶出系統,成為濃水. EDI設備一般以二級反滲透(RO)純水作為EDI給水。RO純水電阻率一般是40-2 μS/cm(25℃)。EDI純水電阻率可以高達18 MΩ.cm(25℃),但是根據去離子水用途和系統配置設置,EDI超純水適用于制備電阻率要求在1-18.2 MΩ.cm(25℃)的純水。

      EDI技術被制藥工業、微電子工業、發電工業和實驗室所普遍接受。在表面清洗、表面涂裝、電解工業和化工工業的應用也日趨廣泛。


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