隨著科學技術(shù)的飛速發(fā)展,電子、電力、制藥、食品、化工、輕工、航空航天和冶金等行業(yè)對純水的需求量日趨增大,對純水的水質(zhì)要求也越來越高,尤其是在油田伴生氣洗滌過程中,對超純水的出水水質(zhì)提出了更嚴格的要求。
目前超純水制備多數(shù)采用反滲透技術(shù),但其處理效果不能滿足某些特殊需要[z1而電滲析、離子交換技術(shù)作為普遍的水去離子手段,具有操作簡便、性能可靠、成本造價低、材料消耗少、安全實用等優(yōu)點。
預處理主要目的是去除原水中的懸浮物、膠體、色度、濁度、有機物等妨礙后續(xù)工藝系統(tǒng)正常運行的雜質(zhì)。通過選擇合理的工藝流程,以石英砂過濾器和保安濾器為預處理手段,充分發(fā)揮了反滲透膜的性能,增加了水回收率,降低了膜污染,使產(chǎn)水電導率能夠始終穩(wěn)定在17以上。
純凈水設(shè)備在工業(yè)領(lǐng)域中廣泛應用,尤其是在電子行業(yè)。在工業(yè)飛快發(fā)展的時代中,純凈水設(shè)備在電子行業(yè)中占著舉足輕重的地位。電子產(chǎn)品的質(zhì)量的成品率,有時候就取決于純凈水設(shè)備產(chǎn)出水質(zhì)的好壞。不同種類的電子器件在生產(chǎn)過程中,所需要的純凈水水質(zhì)也不同。通常一個電子產(chǎn)品制造周期的20%的生產(chǎn)過程中需要使用到超純水。濕法工藝設(shè)備使用的流體中有50%以上為超純水,隨著環(huán)保要求的提高,這一比例還在不斷提高?!?/p>
除此之外,太陽能光伏行業(yè)生產(chǎn)過程對生產(chǎn)用水使用要求非常高,集成電路的集成度越高,對水質(zhì)的要求也越高,對超純水制備工藝出水水質(zhì)的要求也越嚴格。目前國家工業(yè)部把電子級水質(zhì)技術(shù)分為五個行業(yè)標準,分別為18MΩ.cm、15MΩ.cm、 10MΩ.cm、2MΩ.cm、0.5MΩ.cm,以區(qū)分不同水質(zhì)。使用電子級超純水設(shè)備可以制取五個標準的水。
隨著超純水技術(shù)在半導體行業(yè)的應用口益廣泛,半導體制造單位對超純水的要求也越來越高。半導體行業(yè)是一個高能耗的行業(yè)。在半導體產(chǎn)品制造過程中,由于生產(chǎn)設(shè)備的精密性和生產(chǎn)工藝的復雜性,對其配套設(shè)施提出了很高的要求,尤其對作為半導體行業(yè)血脈的超純水系統(tǒng)更是高之又高。
1超純水制造工藝
半導體行業(yè)超純水制造工藝可以概述為4個部分,分別為預處理部分、RO部分、電去離子部分和拋光混床部分。在有些半導體廠中,也有用“陰床十陽床”代替電去離子裝置的,主要根據(jù)原水水質(zhì)和產(chǎn)水水質(zhì)對弱電解質(zhì)的要求而定,這里主要探討常用的電去離子工藝川。
1.1預處理部分
預處理的作用是對原水進行粗加工.提供符合Ro進水要求的給水。其主要用來去除原水中的懸浮物、膠體,使SD≤4;去除游離氯等氧化性物質(zhì);去除部分有機物;降低LSI ,避免碳酸鹽結(jié)垢。
在超純水制造工藝中,傳統(tǒng)預處理方式是“多介質(zhì)過濾器+活性炭過濾器”。而該半導體制造廠采用了“粗過濾器+超濾裝置”作為超純水系統(tǒng)的預處理部分,主要原因如下:
(I)傳統(tǒng)的預處理過程中SDI值不好控制,一般>5,不利于后續(xù)的一級反滲透系統(tǒng)的運行;而超濾裝置的出水SDI值比較穩(wěn)定(}1),能夠有效地保證一級反滲透系統(tǒng)的運行。
(2)傳統(tǒng)的預處理方式占地而積大,而“粗過濾器+超濾裝置”占地而積小,節(jié)約了基建費用。
(3)與傳統(tǒng)的預處理方式在更換填料時需要大量的人力和物力相比,超濾裝置的更換比較方便。
(4)近年來,由于超濾技術(shù)的不斷成熟,系統(tǒng)能夠穩(wěn)定安全地運行,而且超濾膜的價格也有了大幅度的降低,在一次性投資和運行維護費用上跟傳統(tǒng)的預處理方式相比差不多。