超纯水设备系统在半导体晶片制造过程中重起到至关重要的作用。在一个生产周期内，一个晶片与超纯水的接触超过35次，在任何一个环节发生供水中断或者水质不合格都会影响晶片的质量，甚至导致产品的报废。水处理之家网认为，稳定可靠的超纯水设备系统是保障半导体晶片可持续生产的关键。
一、半导体晶片超纯水设备系统简介
本方案以半导体晶片生产用超纯水设备系统为案例，详细讲解205T/H的超大型超纯水设备系统设计特点、工艺流程、超纯水供水网管设计等。
对于原水中的各种杂质，可以选用的去除方式多种多样，每一种净化设备基于不同的净化原理，对各种杂质的去除效率各不相同，甚至某些设备在去除特定杂质的同时会引起其他杂质数值的上升。超纯水设备系统设计的过程就是在满足水质要求的前提下寻找一个投资与操作优化的净化设备组合方案的过程。不同净化设备对各种杂质的去除效率。对超纯水水质的指标要求：
二、半导体晶片超纯水设备系统设计特点
典型的超纯水设备系统流程可分为部分：预处理、初级制水、精制水。在全球水资源日益匮乏的今日，超纯水的回收再利用已经成为超纯水设备系统设计必不可缺的一部分。一般而言，经工艺机台使用的超纯水除了PH值，电导率，TOC等指标较差外，大部分指标都优于市政供水，只要有针对性地设计一些净化设备，完全可以将超过70％的超纯水供水回收再利用，达到节水环保的目的。当然，回收率越高，其设备投资及操作运行成本也越高。本系统的流程设计充分考虑到工程水质要求高，水量超过250吨小时的特点，各部分的设计兼顾经济性和可操作性，巧妙地将超纯水回收利用系统融合于制备系统。
三、半导体晶片超纯水设备系统工艺流程
自来水—加药—多介质过滤器—常压脱气塔—换热器—10μm过滤器—一级反渗透 —预处理水箱—活性炭过滤器—离子交换器—去离子水箱—紫外线杀菌灯—1μm过滤器—二级反渗透—中间水箱—去有机物紫外线—混床—0.45μm过滤器—膜脱气装置—纯水设备—冷却箱—去有机物紫外线—抛光床—超滤系统—输送管网—用水点
四、半导体晶片超纯水设备系统设计方案
预处理：
1.PAC、NaCl0加药：絮凝剂PAC有助于原水中的胶体粒子和悬浮固体凝集成易被多介质过滤器的大基团，而NaCl0具有杀菌，分解有机物的作用。
2.多介质过滤器：去除原水中经絮凝的胶体粒子和悬浮固体，可通过反冲洗再生。H，S0 加药，常压脱气塔：加H，S0 可将原水中的HC0 一生成C02在常压脱气塔中脱除，常压脱气塔是针对本工程大水量的特点而设计的，可以提高真空膜脱气的除氧效率，减少昂贵的脱气膜组的使用量。
3.热交换器：在冬季原水水温较低时使用热交换器加热反渗透进水以提高反渗透系统的除盐率，保证出水水质。
4.10 u m预过滤器：过滤颗粒杂质，保护反渗透膜。
5.一级反渗透：反渗透对除了溶解气体以外的大部分杂质都有较好的脱除效果。不同材质的反渗透膜操作条件不同，脱除杂质的效率也不同。醋酸纤维(CA)膜。醋酸纤维(CA)膜脱除率比复合(TFC)膜低，本设计用于一级反渗透，作为预处理阶段去除大量离子等杂质之用。反渗透膜需定期加药清洗以去除表面污染及结垢，保证反渗透效率并延长膜的寿命。
6.预处理水箱：储存一级反渗透产水，收集工艺机台使用过的回收纯水。
7.活性炭过滤器：表面具有无数10—10 A微孔的活性炭吸附预处理水尤其是回收纯水中的有机物，并通过反冲洗再生。
8.离子交换塔：离子交换塔包括阳离子树脂床和阴离子树脂床，主要为去除回收纯水中的各种阴阳离子，降低电导率而设计，同时可进一步纯化预处理水，保证水质离子交换树脂定时用酸碱再生后可反复使用。
初级制水：
1.去离子水箱：储存去离子水，调节和平衡预处理系统和初级制水系统的运行。
2.紫外线杀菌：波长254nm的紫外线灯可达到杀菌的作用。
3.1um过滤器：过滤颗粒杂质，保护反渗透膜。
4.二级反渗透： 采用复合(TFC)膜的二级反渗透可去除高达95％ 以上的各种离子和有机物。
5.中间水箱：储存二级反渗透产水，充普通氮气，隔绝空气，以保护水质不受污染。
6.去有机物紫外线： 波长1 85mm 的紫外线灯可分解有机物至二氧化碳和水。
7.混床：不同于离子交换塔中阴阳离子树脂，混床中使用的树脂可以在较低的离子浓度下获得很好的脱除效率，混床出水电阻率已达1 7M Q．cm以上，接近超纯水电阻率要求。
8.0.45um过滤器：去除去离子水中的颗粒杂质，并捕捉水中可能带出的破碎的混床树脂微粒，以保护膜脱气装置的脱气膜不受损害。
9.膜脱气装置：加真空氮气吹扫的膜脱气装置可保证产水中溶氧达到小于lppb的要求，与早期的真空氮气吹扫的填料塔相比，具有脱气率高，占空间小，节省氮气的优点。

贵州反渗透纯水工艺流程
原水－原水加压泵－多介质过滤器－活性炭过滤器－软水器（或阻垢加药装置）－精密过滤器－级反渗透 －PH调节－中间水箱（可选）－第二级反渗透（反渗透膜表面带正电荷）－纯化水箱－纯水泵－紫外线杀菌器－ 微孔过滤器－用水点
纯水功能介绍
多介质过滤器
多介质过滤罐大多填充石英砂、无烟煤和锰砂等滤料。其作用主要是降低水浊度，并且可以去除水中的大量、、有机物等。从而为后续的消毒工序创造了有利条件。锰砂对铁、锰的去除效果显著。
活性炭过滤器
活性炭具有大量的微孔和巨大的比表面积，具有极强的物理吸附能力。能够十分有效的吸附水中杂质，尤其是有机物和微生物。活性炭表面形成的含氧催化氧化和化学吸附的功能，可以去除一部分水中的金属离子。活性炭对水中尚存的余氯有极强的吸附作用，以保护下游的不锈钢设备及管道表面和满足后序水处理单元的入水要求。
自动反冲、再生软化罐
软化罐内填充钠型阳离子交换树脂。克通过树脂的离子交换反应，降低水的硬度，防止钙、镁离子与碳酸根、硫酸根离子结合，在后序水处理设备或管道中结垢。
精密过滤器
精密过滤器又称保安过滤器，过滤精度一般为5μm。其作用在于截留一切粒径大于5μm的物质，以满足反渗透的入水要求。
反渗透
反渗透技术应用的关键在于起除盐作用的反渗透膜的性能。反渗透膜是一种只允许水分子通过而不允许溶质透过的半通透膜。反渗透技术除了应用反渗透和反渗透的原理外，还利用了膜的选择吸附和针对有机物的筛分机理。反渗透膜的孔径大多小于等于10×10-10m，其分离对象为溶液中处于离子范围和分子量为几百左右的有机物。它能滤除各种，如小的绿脓（3000×10-10m），也能滤除各种，如流感（800×10-10m）,脑膜炎（200×10-10m），还能滤除热原（10~500×10-10m）。这是制药用水十分关注的问题。
由于反渗透的操作工艺简单、除盐效率高，使用在制药工艺用水中，还具有较高的除热原能力，而且也比较经济，成为制药用水工艺中的水处理单元。反渗透技术不仅使用于纯化水的制备工艺过程中，使用反渗透法还可制造具有用水质量的水，《美国药典》从十九版开始已收载此法为制备用水的法定方法
杀菌系统
A、 氧和紫外线有序结合用于消毒/灭菌。臭氧是一种强氧化剂，它的氧化能力在天然元素中仅次与氟，位居第二。臭氧能氧化分解内部氧化葡萄糖所必需的葡萄糖氧化酶等，也可以直接与、发生作用，破坏、核糖核酸，分解DNA、RNA、蛋白质、脂质类和多糖等大分子聚合物，使的物质代谢生长和繁殖过程遭到破坏。在水处理中对除嗅、脱色、杀菌、去除酚、氰、铁、锰和降低COD、BOD等都具有显著的效果。紫外线能降低水系统的预处理系统中新菌落的生成速率，位于臭氧之后的254nm紫外灯可同时用于消毒和清除臭氧的残留。
B、 循环回流以防止滋生。在纯化水系统中的预处理系统、制水系统和用水系统分别设有循环水路，在节假日或晚间不用水时；纯化水罐水满时；出水电导率超标时，各系统内的水保持一定的程度的循环，必要时再辅以紫外或臭氧/紫外杀菌以防止滋生。
应用领域
纯化水设备主要应用于大输液、制剂、生物制剂等的生产用水工程、渗透析等用水。

产品介绍
“中水”一词是相对于上水〔给水〕、下水〔排水〕而言的。中水回用技术系指将小区居民生活废〔污〕水(沐浴、盥洗、洗衣、厨房、厕所)集中处理后，达到一定的标准回用于小区的绿化浇灌、车辆冲洗、道路冲洗、家庭坐便器冲洗等，从而达到节约用水的目的。 中水就是指循环再利用的水，是把水质较好的生活污水经过比较简单的技术处理后，作为非饮用水使用。
中水主要用于洗车、喷洒绿地、冲洗厕所、冷却用水等，这样做充分利用了水资源、减少污水直接排放对环境造成的污染。对于淡水资源缺乏、供水严重不足的城市来说，中水系统是缓解水资源不足，防治水污染，保护环境的重要途径。
中水系统的水净化过程也很简单，一般有。一级阶段，主要是靠格栅将水中体积较大的杂质与水分离。由于生活中，用水量时高时低，所以需要专备个蓄水池调节水量。水中的污染物90％以上是通过二级处理去除的。主要有生物处理法、物理化学法和膜法。所有的处理方式都不需要投入人力、物力。
城市可根据污水处理设备能力的大小和当地情况，选择不同的回用方式。大体有以下几种：
①选择式回用方式，即在污水处理厂周围的一些居民区铺设管道，实行分质供水回用;
②分区回用方式，即根据城市状况，分区实行污水再生利用;
③全城回用方式，即全城铺设中水管道，适用于新建城市和有污水处理能力的小城镇。
中水回用污水处理设备应用在生活小区、建筑小区、宾馆、疗养院、综合楼等生活污水及部分工业污水。处理后，中水可用于冲刷厕所、汽车、路途绿化、浇灌绿地及补偿锅炉用水。
工艺设计
水处理设备中水回用处理设备中水处理工艺的选择工作必须在大量资料调研和系统试验研究的基础上慎重进行，如果中水处理工艺标准选择过高，会增加中水处理设施的初期投资、运行费用和日常维护费用，导致中水处理成本和中水用户的负担费用增加;但如果中水处理工艺标准选择过低，会使中水水质不能达到相关标准的规定，影响中水的正常使用。
国内中水处理基本工艺有：二级处理→消毒;二级处理后→砂过滤→消毒;二级处理→混凝→沉淀(澄清、气浮)→砂过滤→消毒;二级处理→微孔过滤→消毒。
中水回用设备分类
按目前已被采用的方法大致可分为三类：
A.生物处理法 利用水中微生物的吸附、氧化分解污水中的有机物，包括好氧和厌氧微生物处理，一般以好氧处理较多。
B.物理化学处理法 以混凝沉淀（气浮）技术及活性炭吸附相结合为基本方式，与传统的二级处理相比，提高了水质，但运行费用较高。
C.膜处理 采用超滤（微滤）或反渗透膜处理，其优点是SS去除率很高，占地面积与传统的二级处理相比，减少了很多。但目前对此工艺在实际应用上还存有一定争议。
设备特点
1、耐冲击负荷能力强，净化效率高，系统运行稳定，处理过程无气味；
2、处理流程简单，可实现构筑物一体化，可无人职守；
3、无需污泥驯化，挂膜容易，脱膜快，微生物生长快，启动时间短；
4、占地面积小，投资省，运行费用低； 5、污泥消耗率高，产泥量小。
技术参数
1.《再生水回用于景观水体的水质标准》(CJ/T95-2000);
2.用于生活杂用水应符合《生活杂用水水质标准》(CJ/48-1999);
3.用于工业循环冷却水应符合《工业循环水冷却设计规范》（GB/T50102-2003）。

工厂用纯化水设备操作注意事项
1、不是水处理设备的操作人员一律不能进出水处理车间。
2、严格禁止未经过培训的人员随便窜岗，时刻注意设备的运行状态。
3、设备的操作人员必需每天调整好运行的压力、、水质、开机、停机、清洗时间的项目记录。
4、不允许故障运行，一经发现异常，应暂停运行并告知主管，有的维修人员负责排除故障。
纯化水设备
5、活性过滤器开机时先开下排阀，再开进水阀。
6、纤维球过滤器再开机时，先打开相应的反洗阀，反洗至水质合格后在开启进出水阀，投入运行。
7、阻垢剂在开机前必须检查是否满足工作时的需要数量，达不到要求应补加阻垢剂，之后再开机运行。
8、打开增压泵进水阀，启动电源同时打开保安过滤器排气阀，观察出水水质和压力时候符合RO反渗透装置的进水要求。
9、要严格按照使用所明书进行清洗、维护、保养。
10、遇到严重故障时，应当果断关闭开关，确认故障排除后可解锁并重新运行设备。
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