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。

设备介绍
超滤水处理系统(UF) 通常作为预处理用，不过也有直接作为终端过滤净化水用，比如做矿泉水的，都可以采用超滤工艺，像一般的河水，湖泊水处理，经过过滤器后也可进入超滤进行进-步的净化水质。
超滤矿泉水设备
超滤技术是去除水中悬浮物、原水动物、、和部分胶体的过滤方法。这一技术是保证饮水安全的重要手段，目前多的还是体现在工业水处理中，无论是做纯水还是废水，超滤都占据不可替代的位置。
而近几年国内超滤膜的生产工艺也是不断提高，在满足用户需求的情况下也成本也同时在降低。超滤膜有分为4寸(UF90)、6寸(UF160) 、8寸(UF200)、10寸(UF250) ，不同尺寸的超滤膜它的产水量也不一样，通常设计单位会根据用户需求以及其原水水质情况来选用不同型号不同尺寸的膜，虽然超滤具有除悬浮物，等的作用，但是无论是自来水或是其它水体都需要配备预处理，以保证超滤膜的性能及使用寿命。
超滤的预处理一般都是石英砂过滤器、混凝、活性炭过滤器、保安过滤器等等。具体工艺过程说明如下:
1、石英砂/锰砂过滤器
性能:采用多层不同粒径的石英砂滤料以能除去原水中较大颗粒的悬浮物、泥沙、杂质等降低水的混浊度。使水中的有机物质、、等随着浊度的降低而大量去除;锰砂滤器能有效降低进水的硬度。
特点:罐体采用玻璃纤维钢材料，耐酸碱腐蚀。手动控制过滤器的反洗、正洗与运行。
超滤矿泉水生产设备
2.活性炭过滤器
活性炭过滤器主要是用来吸附水中的余氯，保证产水无余氯，还能部分去除或降低水中的色、嗅、味、有机物、重金属和农药残留等有害物质。通常其过滤精度为100μm左右，出水浊度≤5NTU。
3、精密过滤器
内部填充PP棉滤芯，过滤孔径5μm,去除水中固体物质，减少杂志对渗透膜的划伤。
4、超滤设备
超滤膜可用于除去水中的悬浮微粒、胶体、微生物等。在水压的作用下水分子及小分子物质透过超滤膜，水中的悬浮微粒、胶体、微生物等则被截留在超滤膜的内表面。由于绝大多数和微生物的直径都大于0.1微米，比超滤膜孔径大10倍以上，因此超滤膜能有效截留、等，从而产水水良。
5、反洗
经过一段时间的过滤，超滤膜上截留物会越来越多，为了维持超滤组件产水量的稳定，要定期进行水反洗/化学加强反洗，通过反洗使超滤膜产水通量得以恢复，使设备稳定运行。

产品介绍
反渗透是60年代发展起来的高新膜分离技术，它的孔径很小，能去除滤液中的离子范围和分子量很小的有机物，如、病毒、热源等。它已广泛用于海水或苦咸水淡化、电子、医药用纯水、饮用蒸馏水、太空水的生产，还应用于生物、工程。我公司生产的反渗透设备以进口的复合膜组件为主，辅以多级离心泵、不锈钢高压管路、阀门、仪表、电气控制系统等组成。
工作原理
反渗透亦称逆渗透（RO）。是用足够的压力使溶液中的溶剂（通常指水）通过反渗透膜（或称半透膜）分离出来。因为它和自然渗透的方向相反，故称反渗透。根据各种物料不同的渗透压，就可以使大于渗透压的反渗透法达到分离、提纯、纯化和浓缩的目的。
选用要求
用户在采用反渗透装置前，应提供远水水质分析报告，我公司设计人员根据用户水质情况可帮助用户确定原水预处理方案，以便合理选用反渗透设备确保反渗透长期、稳定地正常运行。
应用领域
1、制药行业用水
大输液、注剂、生化制品用水、无菌水
2、电子工业用水
单晶半导体、集成电路块、显象管用超纯水系统
3、电力行业用水
热力、火力、锅炉动力给水系统
4、化工行业用水
化工工艺、化学药剂、精细化工、化妆品制造过程用水系统
5、工业产品及涂装用水汽车、家用电器、建材产品表面涂装、清洗、镀膜玻璃及蓄电池用纯水系统
6、化工、医药分离浓缩
抗生素分离提纯、活性染料脱盐、电镀废水回收、大豆蛋白回收、海带提取。

反渗透设备：
包括两级RO装置、清洗系统和中间水箱。
RO反渗透主要去除水中溶解盐类、有机物、二氧化硅胶体、大分子物质及预处理未去除的颗粒物等。采用两级RO工艺可有效去除水中离子同时使出水满足后续EDI装置工艺进水要求。
反渗透系统由1台5μ过滤器、2台高压泵和压力容器及反渗透膜组成。级反渗透装置RO按2∶1排列采用6支8寸膜串联排列方式产水量为m3/h回收率75%第二级反渗透装置RO按1∶1排列采用3支8寸膜串联排列方式产水量为m3/h回收率85%。膜元件级选择海德能公司低压复合膜CPA3第二级选择海德能公司压复合膜ESPA2。(选用ESPA3膜)
为确保RO装置的稳定运行在RO前设置了UV消毒器和阻垢剂加药系统。UV消毒器1台处理量为17.6m3/h主要作用是杀死水中的避免RO膜受到污堵。紫外灯发射波长为254 nm强度为30000 μWs/cm2杀菌率为99%。
为防止RO装置中浓水侧结垢须在进水中投加阻垢剂阻垢剂采用FLOCON260设计投加量为2.4 mg/L。或采用PTP0100阻垢剂设计投加量为1 mg/L。
为去除水中的CO2在两级RO之间投加NaOH调节一级RO出水的pH值为7.83NaOH的设计投加量为4.5 mg/L。
RO清洗系统为撬装设备包括清洗箱、5 μm过滤器和清洗泵。当RO系统发生结垢或污堵时可对RO装置进行清洗同时也可清洗EDI。
中间水箱的功能为储存RO产水、调节水量使系统运行可以灵活调节。
两级RO系统产水的电导率<10 μs/cmSiO2含量<500 μg/LTOC<50 μg/L。[1]
折叠工艺流程
原水加压泵多介质过滤器活性炭过滤器软水器保安过滤器级反渗透机第二级反渗透机储水罐纯水输送泵用水点
折叠反渗透装置的应用范围
1.纯净水、蒸馏水、食品和配置饮料用水的净化。
2.电子、、食品等工业中纯水超纯水的制备。
3.轻纺、化工、食品等工业用于分离、浓缩、液体脱色为目的工艺工程。[1]
4.海水、苦咸水的淡化。
反渗透特点
1.透水量大脱盐率高。正常情况下≥98%
2.对有机物胶体、微粒、、、热源等有很高的截留去除作用。
3.能耗小水利用率高运行费用低于其它脱盐设备。
4.分离过程没有相变具有可靠稳定性。
5.设备体积小操作简单、容易维护适应性强使用寿命长
反渗透设备安装条件
1.装置运到现场后应放置于室内周围环境温度不得低于5℃不得高于38℃。当温度高于35℃时应加强通风措施。
2.装置到达后应在一个月内安装完毕并应立即进行通水试车运行。
3.装置在未进行通水试车之前任何阀门均不得开启以免保护溶液流出致使元件损坏。
4.装置就位后应调整装置支承点使组件处于基本水平的位置且与基础接触可靠。
5.装置与供水泵相接的管路及阀门在连接之前应进行脱脂处理供水泵过流部份也应进行脱脂处理。
6.装置的产水输出管输出高度应小于8米。
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