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電子行業(yè)-超純水設(shè)備
添加時間：2017-12-04 錄入：青州三一 來源：青州三一
電子行業(yè)超純水系統(tǒng)
簡 介：
電子行業(yè)對水中的離子含量要求非常高，本系統(tǒng)采用先進(jìn)的反滲透技術(shù)，結(jié)合尖端的EDI，混床技術(shù)，使產(chǎn)水水質(zhì)最高可達(dá)18.25兆歐，水質(zhì)符合美國ASTM標(biāo)準(zhǔn)。目前我國電子工業(yè)部把電子級水質(zhì)分為五個行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，分別為18MΩ•cm，15MΩ•cm，10MΩ•cm，2MΩ•cm和0.5MΩ•cm，以區(qū)分不同水質(zhì)
技術(shù)參數(shù)：
產(chǎn)水水質(zhì)：水質(zhì)符合美國ASTM標(biāo)準(zhǔn)，電子工業(yè)部超純水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)18MΩ•cm，15MΩ•cm，10MΩ•cm，2MΩ•cm和0.5MΩ•cm五級
產(chǎn)水水量：0.5-100T/H
材 質(zhì)：玻璃鋼 不銹鋼 有機(jī)玻璃等
工藝流程：
1、預(yù)處理→反滲透→水箱→陽床→陰床→混床→純化水箱→純水泵→紫外線殺菌器→精制混床→精密過濾器→用水對象
2、預(yù)處理→一級反滲透→加藥泵（ PH調(diào)節(jié)）→中間水箱→二級反滲透→純化水箱→純水泵→紫外線殺菌器→0.2或0.5 μ m精密過濾器→用水對象
3、預(yù)處理→反滲透→中間水箱→水泵→EDI裝置→純化水箱→純水泵→紫外線殺菌器→0.2或0.5 μ m精密過濾器→用水對象
4、預(yù)處理→反滲透→中間水箱→水泵→EDI裝置→純化水箱→純水泵→紫外線殺菌器→精制混床→0.2或0.5 μ m精密過濾器→用水對象
主要特點(diǎn)：
*該系統(tǒng)一切動作均在預(yù)設(shè)程序下自動進(jìn)行，具備全自動功能。
*系統(tǒng)結(jié)構(gòu)布置緊湊，有效節(jié)約空間。
*系統(tǒng)能耗低，制水成本低廉。
*系統(tǒng)運(yùn)行安全可靠，供水管路封閉，出水水質(zhì)穩(wěn)定。
適用范圍：
生產(chǎn)半導(dǎo)體、光伏太陽能、集成電路芯片及封裝、液晶顯示、高精度線路板、光電器件、各種電子器件等電子工業(yè)用超純水系統(tǒng)。
傳統(tǒng)的純水方法不能制備出超純水，化學(xué)意義上純水（液態(tài)的H2O）的理論電導(dǎo)率為18.25MΩ.cm。人們生產(chǎn)的純水是達(dá)不到理論值的，但18 MΩ.cm似乎是可以達(dá)到的，對于這種水，有的稱為高純水，有的稱為超純水，目前還沒有系統(tǒng)的定義。也沒有劃分等級界限，從商業(yè)觀點(diǎn)看叫超純水似乎比高純水更好聽一些。筆者以為還是看電導(dǎo)率指標(biāo)更準(zhǔn)確一些。
現(xiàn)在制備超純水的方法是將各種純化水的新技術(shù)科學(xué)地結(jié)合起來，不僅能生產(chǎn)超純水，而且變得非常容易。目前市售的超純水器就是一個成功的例子。自來水進(jìn)去超純水出來，非常方便。而且使用壽命也越來越長。
超純水器制備超純水的原理和步驟大體如下：
1.原水：可用自來水或普通蒸餾水或普通去離子水作原水。
2.機(jī)械過濾：通過砂芯濾板和纖維柱濾除機(jī)械雜質(zhì)，如鐵銹和其他懸浮物等。
3.活性炭過濾：活性炭是廣譜吸附劑，可吸附氣體成分，如水中的余氯等；吸附細(xì)菌和某些過濾金屬等。氯氣能損害反滲透膜，因此應(yīng)力求除盡。
4.反滲透膜過濾：可濾除95％以上的電解質(zhì)和大分子化合物，包括膠體微粒和病毒等。出于絕大多數(shù)離子的去除，使離子交換柱的使用壽命大大延長。
5.紫外線消解：借助于短波（180nm-254 nm）紫外線照射分解水中的不易被活性炭吸附的小有機(jī)化合物，如甲醇、乙醇等，使其轉(zhuǎn)變成CO2和水，以降低TOC的指標(biāo)。
6.離子交換單元：已知混合離子交換床是除去水中離子的決定性手段。借助于多級混合床獲得超純水也并不困難。但水的TOC指標(biāo)主要來自樹脂床。因此高質(zhì)量的離子交換樹脂就成為成功的關(guān)鍵。所謂高質(zhì)量的樹脂，就是化學(xué)穩(wěn)定性特別好，不分解，不含低聚物、單體和添加劑等的樹脂。所謂“核工業(yè)級樹脂”大概就屬于這一類樹脂。對樹脂的要求是質(zhì)量越高越好。可惜國內(nèi)很少有人在這方面下功夫，滿足于生產(chǎn)大路線。
7.0.2μm濾膜過濾，以除去水中的顆粒物道每毫升1個（小于0.2μm的口經(jīng)過上述各步驟處理后生產(chǎn)出來的水就是超純水了。應(yīng)能滿足各種儀器分析，高純分析，痕量分析等的要求，接近或達(dá)到電子級水的要求。
純化水處理的幾種工藝
一、 活性炭過濾器
吸附市政自來水中的余氯，以避免對樹脂和反滲透膜造成不可逆轉(zhuǎn)的損壞。用活性炭進(jìn)行吸附處理。活性炭不僅吸附能力強(qiáng)，而且吸附容量大，其主要原因就是其多孔結(jié)構(gòu)，其比表面積達(dá)500~700平方米/克。因此可以完全吸附水中的余氯及部分吸附有機(jī)物，而且對色度、臭味也有較好的去除效果。
二、 脫氣塔
脫氣塔在純水中是為了除去二氧化碳?xì)怏w而設(shè)的，以免對后續(xù)RO膜造成傷害。脫氣塔里面添有一定高度的直徑為50mm的多面塑料空心球，當(dāng)純水從管道中以一定流速流至脫氣塔里時，經(jīng)過這些空心球時，被分散成細(xì)小水粒，流速減小，加上鼓風(fēng)機(jī)從脫氣塔底部鼓入空氣，二氧化碳則有充分的時間脫離脫氣塔。
用鼓風(fēng)脫氣方式除去水中游離二氧化碳的設(shè)備，水自設(shè)備上部引入，經(jīng)噴淋裝置噴灑開，流過表面積大的填料，空氣自下部風(fēng)口進(jìn)入逆向穿過填料層，水中的游離二氧化碳迅速地析出進(jìn)入空氣中，自頂部排出，在水處理工藝中一般設(shè)置在氫離子交換器的后面，只要選用合適，正常情況下，經(jīng)除碳器后，水中的殘留二氧化碳，可不超過5毫克/升 。
二、 板式熱交換器
水的溫度過高或過低，都會嚴(yán)重因影響RO膜產(chǎn)水量和除鹽率，而當(dāng)水在25深度時，是RO膜運(yùn)行的最佳狀態(tài)。板式交換器是由一組波紋金屬板組成，板上有孔，共傳熱的兩種液體通過。流體的流量、物理性質(zhì)、壓力降和溫度差決定了板片的數(shù)量和尺寸。波紋板不僅提高了湍流程度，并且形成許多支撐點(diǎn)，足以承受介質(zhì)間的壓力差。冷熱兩種液體在并聯(lián)的板片間逆流交替通過，可充分地是熱量在兩者中傳遞。
四、 硫酸加藥裝置
當(dāng)原水中的堿度（碳酸氫根）和二氧化碳含量較高，通過添加硫酸可以將碳酸氫根轉(zhuǎn)化成二氧化碳，再以脫氣塔去除。
五、 軟化器
用來降低或基本消除水中硬度的裝置，其出水殘留硬度可降至0.03mmol/L（以1/2Ca2+計(jì)）。在此，我們利用陽離子交換樹脂進(jìn)行處理，把水中的鈣鎂離子交換出來。在軟化過程中，當(dāng)水流過樹脂層后的出水硬度超過某一規(guī)定值，水質(zhì)已經(jīng)不符合要求，此時，需要更新新樹脂。
六、 精密過濾器
精密過濾器可以起到樹脂捕捉器的作用，防止軟化器/混床漏出的樹脂進(jìn)入CDI，影響出水水質(zhì)。紫外線殺菌器后的精密過濾器可以濾除殺死的細(xì)菌。
七、 CDI（CEDI）裝置
CEDI技術(shù)是指采用離子交換膜、電活性介質(zhì)（通常是離子交換樹脂）和直流電壓三項(xiàng)技術(shù)來去除水中離子及離子態(tài)物質(zhì)的除鹽技術(shù)。
大部分商業(yè)用CEDI裝置在模塊進(jìn)出口間的制水隔室里都包含交替的可透性陽膜和陰膜，面向帶正電的陽極板的是陰離子交換膜（AEM）（膜帶正電性），與此相對的是CEM。陰膜面向陽極和陽膜面向陰極之間組成的隔室是淡水室；陰膜面向陰極和陽膜面向陽極之間的隔室是濃水室。
為了在低離子強(qiáng)度溶液中促進(jìn)離子交換，淡水室甚至有時連濃水室都填充上離子交換樹脂。在隔室邊上加上外部電源形成一橫向直流電場，因而液體中的離子被電場力吸引到各自的反向電極中。最終結(jié)果是淡水室的離子被除去，濃水室被濃縮。
大型CEDI包括盤片框架式和螺旋纏繞式兩種。
盤片框架式裝置主要有兩種：即薄池和厚池，是以淡水室的厚度來定義的。比如說，薄池的淡水室厚度為2~3mm的裝置，那厚池就是淡水室厚度為8~10mm的裝置。
最早投入商業(yè)運(yùn)營的CEDI裝置是在淡水室填充混床離子交換樹脂的薄池裝置。為提高它們的性能，多年來雖然在形式上有所改變，但基本工作原理一樣，且已證明此技術(shù)有效可靠。“LOW-FLUV”CEDI參考文獻(xiàn)中對該技術(shù)的陳述有誤，因?yàn)橥ǔ５牡髁渴?50gfd。為說明此觀點(diǎn)，舉例說像反滲透的通暢的淡水量為20~30gfd，但是在反滲透中，水實(shí)際上是透過了膜，因而膜通量是一個確切定義的指標(biāo)。而在CEDI中，產(chǎn)品水只是流經(jīng)了樹脂床，只有鹽以離子的形式要透過膜進(jìn)行遷移。對于CEDI來說，也許停留時間會是更有意義的指標(biāo)，從這個角度來看，現(xiàn)今的薄池和厚池技術(shù)是屬于同一范疇。
對于薄池型混床CEDI，在淡水室有兩個截然不同的區(qū)域帶。強(qiáng)離子態(tài)物質(zhì)最先被去除，而弱離子態(tài)物質(zhì)是隨著水流的繼續(xù)通過被緩慢去除。我們所指的這兩個區(qū)域帶分別是增強(qiáng)遷移區(qū)和電解再生區(qū)。
在超純水的生產(chǎn)中，CEDI裝置的進(jìn)水是經(jīng)過反滲透處理的產(chǎn)品水，該進(jìn)水含極少量的可溶物、離子和像二氧化碳及二氧化硅之類的弱離子物質(zhì)。由于要除去物質(zhì)的量極少，因而在裝置在增強(qiáng)遷移區(qū)就能去除大部分強(qiáng)離子物質(zhì)，在該區(qū)域，離子交換樹脂只是充當(dāng)了加速離子從淡水室通過各自對應(yīng)膜進(jìn)到濃水室的導(dǎo)體，這是由于離子樹脂的傳導(dǎo)性要比水高出好幾個數(shù)量級。
大部分強(qiáng)離子類物質(zhì)在樹脂床上部被去除以后，淡水室的電導(dǎo)率就由離子交換樹脂來維持。在加上了水解必須的最小熱力學(xué)電壓后，氫離子和氫氧根離子濃度就會增加。在反極性的樹脂和樹脂表面或膜和樹脂表面的作用下能加速水解反應(yīng)，水解后的氫離子和氫氧根離子將樹脂再生，同時使如離子物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)殡x子態(tài)被遷移到濃水中被除去。
CEDI的出水壓力必須大于濃水出水壓力。
八、反滲透膜進(jìn)水濁度<1NTU
九、阻垢劑 適用于金屬氧化物、硅以及致垢鹽類含量高之水質(zhì)
十、除鹽率=（原水TDS-生產(chǎn)水TDS）/原水TDS*100
回收率=產(chǎn)水流量/原水流量*100
半透膜的除鹽量與原水的TDS濃度成正比，與使用壓力無關(guān)；純水產(chǎn)量與膜的使用壓力成正比。
十一、紫外線殺菌器
紫外線殺菌具有殺菌能力強(qiáng)、速度快，對所有菌種均有效，不需向水中投加藥劑，不改變水的化學(xué)成分等優(yōu)點(diǎn)，是一種最簡便的滅菌方法，因而適合于超純水制備系統(tǒng)。
十二、保安過濾器
自來水中的懸浮顆粒經(jīng)過與處理設(shè)備仍殘留一些細(xì)小顆粒，而且預(yù)處理設(shè)備經(jīng)過長期運(yùn)行和反沖洗的水力摩擦?xí)a(chǎn)生一些懸浮顆粒。這些雜質(zhì)顆粒隨著進(jìn)水直接進(jìn)入RO設(shè)備，長期下來，會造成膜的堵塞。故設(shè)置保安過濾器，其道保護(hù)RO膜的作用。
十三、寒水石槽
寒水石，也就是石灰石，主要成分為碳酸鈣，能與酸和堿都發(fā)生中和反應(yīng)，故而PH高或低時，寒水石槽都能將PH指調(diào)至中性，然后再排放。
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