超純水設備系統(tǒng)在半導體晶片制造過程中重起到至關重要的作用。在一個生產周期內，一個晶片與超純水的接觸超過35次，在任何一個環(huán)節(jié)發(fā)生供水中斷或者水質不合格都會影響晶片的質量，甚至導致產品的報廢。水處理之家網認為，穩(wěn)定可靠的超純水設備系統(tǒng)是**半導體晶片可持續(xù)生產的關鍵。
一、半導體晶片超純水設備系統(tǒng)簡介
本方案以半導體晶片生產用超純水設備系統(tǒng)為案例，詳細講解205T/H的超大型超純水設備系統(tǒng)設計特點、工藝流程、超純水供水網管設計等。
對于原水中的各種雜質，可以選用的去除方式多種多樣，每一種凈化設備基于不同的凈化原理，對各種雜質的去除效率各不相同，甚至某些設備在去除特定雜質的同時會引起其他雜質數(shù)值的上升。超純水設備系統(tǒng)設計的過程就是在滿足水質要求的前提下尋找一個投資與操作優(yōu)化的凈化設備組合方案的過程。不同凈化設備對各種雜質的去除效率。對超純水水質的指標要求：
二、半導體晶片超純水設備系統(tǒng)設計特點
典型的超純水設備系統(tǒng)流程可分為部分：預處理、初級制水、精制水。在全球水資源日益匱乏的今日，超純水的回收再利用已經成為超純水設備系統(tǒng)設計必不可缺的一部分。一般而言，經工藝機臺使用的超純水除了PH值，電導率，TOC等指標較差外，大部分指標都優(yōu)于市政供水，只要有針對性地設計一些凈化設備，完全可以將超過70％的超純水供水回收再利用，達到節(jié)水環(huán)保的目的。當然，回收率越高，其設備投資及操作運行成本也越高。本系統(tǒng)的流程設計充分考慮到工程水質要求高，水量超過250噸小時的特點，各部分的設計兼顧經濟性和可操作性，巧妙地將超純水回收利用系統(tǒng)融合于制備系統(tǒng)。
三、半導體晶片超純水設備系統(tǒng)工藝流程
自來水—加藥—多介質過濾器—常壓脫氣塔—換熱器—10μm過濾器—一級反滲透 —預處理水箱—活性炭過濾器—離子交換器—去離子水箱—紫外線殺菌燈—1μm過濾器—二級反滲透—中間水箱—去有機物紫外線—混床—0.45μm過濾器—膜脫氣裝置—純水設備—冷卻箱—去有機物紫外線—拋光床—超濾系統(tǒng)—輸送管網—用水點
四、半導體晶片超純水設備系統(tǒng)設計方案
預處理：
1.PAC、NaCl0加藥：絮凝劑PAC有助于原水中的膠體粒子和懸浮固體凝集成易被多介質過濾器的大基團，而NaCl0具有殺菌，分解有機物的作用。
2.多介質過濾器：去除原水中經絮凝的膠體粒子和懸浮固體，可通過反沖洗再生。H，S0 加藥，常壓脫氣塔：加H，S0 可將原水中的HC0 一生成C02在常壓脫氣塔中脫除，常壓脫氣塔是針對本工程大水量的特點而設計的，可以提高真空膜脫氣的除氧效率，減少昂貴的脫氣膜組的使用量。
3.熱交換器：在冬季原水水溫較低時使用熱交換器加熱反滲透進水以提高反滲透系統(tǒng)的除鹽率，保證出水水質。
4.10 u m預過濾器：過濾顆粒雜質，保護反滲透膜。
5.一級反滲透：反滲透對除了溶解氣體以外的大部分雜質都有較好的脫除效果。不同材質的反滲透膜操作條件不同，脫除雜質的效率也不同。醋酸纖維(CA)膜。醋酸纖維(CA)膜脫除率比復合(TFC)膜低，本設計用于一級反滲透，作為預處理階段去除大量離子等雜質之用。反滲透膜需定期加藥清洗以去除表面污染及結垢，保證反滲透效率并延長膜的壽命。
6.預處理水箱：儲存一級反滲透產水，收集工藝機臺使用過的回收純水。
7.活性炭過濾器：表面具有無數(shù)10—10 A微孔的活性炭吸附預處理水尤其是回收純水中的有機物，并通過反沖洗再生。
8.離子交換塔：離子交換塔包括陽離子樹脂床和陰離子樹脂床，主要為去除回收純水中的各種陰陽離子，降低電導率而設計，同時可進一步純化預處理水，保證水質離子交換樹脂定時用酸堿再生后可反復使用。
初級制水：
1.去離子水箱：儲存去離子水，調節(jié)和平衡預處理系統(tǒng)和初級制水系統(tǒng)的運行。
2.紫外線殺菌：波長254nm的紫外線燈可達到殺菌的作用。
3.1um過濾器：過濾顆粒雜質，保護反滲透膜。
4.二級反滲透： 采用復合(TFC)膜的二級反滲透可去除高達95％ 以上的各種離子和有機物。
5.中間水箱：儲存二級反滲透產水，充普通氮氣，隔絕空氣，以保護水質不受污染。
6.去有機物紫外線： 波長1 85mm 的紫外線燈可分解有機物至二氧化碳和水。
7.混床：不同于離子交換塔中陰陽離子樹脂，混床中使用的樹脂可以在較低的離子濃度下獲得很好的脫除效率，混床出水電阻率已達1 7M Q．cm以上，接近超純水電阻率要求。
8.0.45um過濾器：去除去離子水中的顆粒雜質，并捕捉水中可能帶出的破碎的混床樹脂微粒，以保護膜脫氣裝置的脫氣膜不受損害。
9.膜脫氣裝置：加真空氮氣吹掃的膜脫氣裝置可保證產水中溶氧達到小于lppb的要求，與早期的真空氮氣吹掃的填料塔相比，具有脫氣率高，占空間小，節(jié)省氮氣的優(yōu)點。

反滲透純水設備用于制藥機械加工用水，該設備主要采用反滲透技術和EDI技術，有效去除原水中的膠體、微生物、懸浮物、有機離子、等雜質，出水電阻率可以達到18兆歐以上，完全滿足制藥機械加工用水需求。
工藝設計
原水→原水加壓泵→多介質過濾器→活性炭過濾器→軟水器→精密過濾器→一級反滲透機→中間水箱→中間水泵→EDI系統(tǒng)→微孔過濾器→用水點
設備特點
放置位置要求：
1.系統(tǒng)四周應留有足夠空間用以連接水管、電源和更換耗材。
2.機器請安裝在靠近水源、電源和水槽的位置。
水源要求：
1.以自來水為水源的系統(tǒng)，要求進水壓力要符合設備要求，進水管徑不得小于規(guī)定尺寸。(如果壓力較低將導致系統(tǒng)不能正常運轉、如果壓力較高將可能導致系統(tǒng)漏水。)
2.需考慮進水的硬度，如硬度較高，需首先對進水進行軟化處理。
3.以純化水為水源的系統(tǒng)，要求進水的TDS值需小于20PPM?；ば袠I(yè)中的高純水主要應用于電池行溶劑用純水、化學分析、化工材料、產品清洗、物質的分離、濃縮、提純，廢物回收等場合的用水，對于水質要求相對來說不是太高，純水電導率從0.1uS/cm-20uS/cm就基本上能滿足要求。我們公司可根據客戶對水質的具體要求，采用反滲透，離子交換，EDI等超純水生產工藝的不同組合，生產出即經濟實用，又能滿足客戶要求的純水設備。
超純水傳統(tǒng)的制備工藝通常是采用離子交換樹脂進行制取，但采用離子交換樹脂通常需要經常性的進行樹脂再生，即耗費物力又浪費人工，我們公司經過多年實踐，同時結合較新的膜分離技術，常采用反滲透加離子交換系統(tǒng)(或EDI)相結合用來制備超純水，該工藝與傳統(tǒng)工藝相比具有運行成本低的優(yōu)點(離子交換器的再生周期延長)，運行可靠。與較新工藝相比具有造價低，耗材易得的優(yōu)點。反滲透工藝技術，可靠。

選擇水處理生產設備時應注意什么?我們仍然覺得有很多種水處理生產設備。隨著當前市場的逐步發(fā)展和市場的快速變化，我們對水衛(wèi)生特別是水資源健康的研究越來越多。我們要注意整體細節(jié)，了解合理創(chuàng)新，審時度勢。改進。
如何選擇水處理生產設備?近年來水處理生產設備便宜嗎?我們必須遵循當前的選擇。嚴謹?shù)倪壿嬯P系強化了整體觀念。從原來的物理處理方法逐漸轉變?yōu)楝F(xiàn)在的化學試劑處理方法。特別是目前，設備對水資源的影響很大。注重選擇的細節(jié)，將對掌握水處理生產設備的選擇有新的調整。
選擇水處理生產設備要注意什么?了解軟化水使用的使用，強勢的定位到選擇的層次，需要引進水處理生產設備的原因，就是完全的表現(xiàn)出選擇合適的水處理生產設備，多層次、多市場的調整方案。這樣算來，未來選擇的理性，創(chuàng)新性的改善都將整個市場的調整，避免出現(xiàn)變化的重要思維。

RO反滲透設備
反滲透設備配置介紹
1、反滲透設備的預處理
由多介質過濾器、活性碳過濾器、全自動軟水器組成。
多介質過濾器：是由全自動控制閥、玻璃鋼罐和不同的級配比的石英砂組成?？捎行У娜コ械膽腋∥锖筒糠帜z體物質，降低原水中的濁度。并可自動進行反沖洗。
活性碳過濾器：是由全自動控制閥、玻璃罐和不同凈水級活性碳組成?？捎行У奈皆械闹亟饘?、游離氯、氯仿等有害物質。并可自動進行反沖洗。
食品級軟水器：是由全自動控制閥、玻璃鋼罐和食品級樹脂組成。通過食品級軟水器，可有效去除水中的鈣、鎂離子。使反滲透設備在運行中不會因為結垢而影響反滲透膜的使用壽命。并可自動進行再生。
2、反滲透設備主機部分
反滲透水質凈化設備主機主要由保安過濾器、高壓泵、反滲透膜及各種控制及顯示儀表組成。
保安過濾器：保安過濾器是在原水進入膜以前的后一道保護。它可以有效去除前處理泄漏的大于５μm 的物質。主要是防止懸浮微粒進入反滲透膜元件，在膜表面沉積而污染膜元件。
▼ 高壓泵：提供反滲透所需壓力，為溶劑與溶質的分離提供保證。高壓泵是反滲透設備的關鍵部件。
▼ 反滲透膜組：反滲透膜組是由具有高度有序矩陣結構的聚合纖維組成的。它的孔徑為１－１０埃，即一百億分米到十億分米（相當于大腸大小的六千分，的三千分），利用反滲透膜的分離特性，可以有效的去除溶劑中的溶解鹽、膠體、有機物、重金屬、加氯消毒而產生的三鹵甲烷中間體、和微生物等雜質。
▼ 反滲透膜殼：用于容納反滲透膜元件，承壓并產生一個高壓環(huán)境進行反滲透操作。
▼ 計：純水計和濃水計分別測量ＲＯ純水、濃水即時。
▼ 壓力表：測量反滲透設備各處水壓。
▼ 濃水調節(jié)閥：用于調節(jié)ＲＯ設備的操作壓力、純水和濃比例、純水產量。
▼ 電導率儀：監(jiān)測反滲透出水的電導率。
▼ 低壓開關：防止ＲＯ高壓泵空轉或在超過極限低壓下工作。
▼ 液位控制器：根據原水水箱以及純水水箱的液位對反滲透設備自動進行停機或啟動的操作。
▼ 電控系統(tǒng)：含電導率儀等儀器儀表、控制設備，是反滲透設備的控制中心。
用反滲透設備來制造純水、高純水需要根據每個用戶的行業(yè)特性、設備產水要求、現(xiàn)場工況等來進行綜合設計。
反滲透設備
反滲透簡介hspace=0
RO（Reverse Osmosis）反滲透技術是利用壓力表差為動力的膜分離過濾技術，源于美國二十世紀六十年代宇航科技的研究，后逐漸轉化為民用，目前已廣泛運用于科研、、食品、飲料、海水淡化等領域。
RO反滲透膜孔徑小至納米級（1納米=10-9米），在一定的壓力下，H2O分子可以通過RO膜，而源水中的無機鹽、重金屬離子、有機物、膠體、、等雜質無法通過RO膜，從而使可以透過的純水和無法透過的濃縮水嚴格區(qū)分開來。
一般性的自來水經過RO膜過濾后的純水電導率5μs/cm（RO膜過濾后出水電導=進水電導×除鹽率，一般進口反滲透膜脫鹽率都能達到99%以上，5年內運行能保證97%以上。對出水電導要求比較高的，可以采用2級反滲透，再經過簡單的處理，水電導能小于1μs/cm）, 符合國家實驗室用水標準。再經過原子級離子交換柱循環(huán)過濾，出水電阻率可以達到18.2M .cm，超過國家實驗室一級用水標準（GB682—92）。
反滲透原理
RO反滲透設備采用當代、節(jié)能有效的膜分離技術，反滲透設備其原理是在高于溶液滲透壓的作用下，使其他物質不能透過半透膜而將其它物質和水分離開來。反滲透膜的膜孔徑非常小，因此反滲透設備能夠有效地去除水中的溶解鹽類、膠體、微生物、有機物等，反滲透設備可以生產純水、高純水，以滿足不同行業(yè)、不同需求的用戶。
當純水和鹽水被理想半透膜隔開，理想半透膜只允許水通過而阻止鹽通過，此時膜純水側的水會自發(fā)地通過半透膜流入鹽水一側，這種現(xiàn)象稱為滲透，若在膜的鹽水側施加壓力，那么水的自發(fā)流動將受到抑制而減慢，當施加的壓力達到某一數(shù)值時，水通過膜的凈等于零，這個壓力稱為滲透壓力，當施加在膜鹽水側的壓力大于滲透壓力時，水的流向就會逆轉，此時，鹽水中的水將流入純水側，上述現(xiàn)象就是水的反滲透（RO）處理的基本原理。
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（RO反滲透膜基本原理）
應用范圍
太空水、純凈水、蒸餾水等制備； 酒類制造及降度用水； 、電子等行業(yè)用水的前期制備； 化工工藝的濃縮、分離、提純及配水制備； 鍋爐補給水除鹽軟水； 海水、苦咸水淡化； 造紙、電鍍、印染等行業(yè)用水及廢水處理。
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