2017-10-20 05:34:54

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超纯水,又称UP水,电阻率达到18MΩ*cm(25℃)的水。常用于集成电路工业中用于半导体原材料和所用器皿的清洗、光刻掩模版的制备和硅片氧化用的水汽源等。此外,其他固态电子器件、厚膜和薄膜电路、印刷电路、真空管等的制作也都要使用超纯水。

基本信息

  • 中文名

    超纯水

  • 外文名

    Ultrapure water

折叠 编辑本段 简介

超纯水处理:既将水中的导电介质几乎完全去除,又将水中不离解的胶体物质、气体及有机物均去除至很低程度的水。电阻率大于18MΩ*cm,或接近18.3MΩ*cm极限值(25℃)。

超纯水处理,是一般工艺很难达到的程度,采用预处理、反渗透技术、超纯化处理以及后级处理四大步骤,多级过滤、高性能离子交换单元、超滤过滤器、紫外灯、除TOC装置等多种处理方法,电阻率方可达18.25MΩ*cm(25℃)。

超纯水是美国科技界为了研制超纯材料(半导体原件材料、纳米精细陶瓷材料等)应用蒸馏、去离子化、反渗透技术或其它适当的超临界精细技术生产出来的水,这种水中除了水分子(H2O)外,几乎没有什么杂质,更没有细菌、病毒、含氯二恶英等有机物,当然也没有人体所需的矿物质微量元素。

折叠 编辑本段 基本概况

超纯水处理是指下列杂质含量极低的水:

①无机电离杂质,如 Ca、Mg、Na、K、Fe、Fe、Mn、Al、HCO、CO3、SO4、Cl2、NO3、NO2、SiO3、PO4等;

②有机物,如烷基苯磺酸、油、有机铁、有机铝以及其他碳氢化合物等;

③颗粒,如尘埃、氧化铁、铝、胶体硅等;

④微生物,如细菌、浮游生物和藻类等;

⑤溶解气体,如N2、O2、CO2、H2S等。超纯水中电离杂质的含量用水的电阻率数值来衡量。理论上,纯水 中只有H离子和OH离子参加导电。在25℃时超纯水的电阻率为 18.3(兆欧·厘米),一般约为15~18(兆欧·厘米)。

超纯水中有机物含量由测定有机物碳含量而定,电子工业超纯水中规定含量为50~200微克/升,并要求直径大于1微米的颗粒性物质每1毫升内含量为1~2个,微生物每1毫升为0~10个。现代采用预处理、电渗析、紫外线杀菌、反渗透、离子交换、超滤和各种膜过滤技术等,使超纯水的电阻率在25℃时达到18(兆欧·厘米)。

依各种原水水质和用户要求的不同,超纯水的制备工艺大体可分为预处理、脱盐和精处理三步。

折叠 预处理

包括砂滤、多介质过滤、软化、加氯、调节pH、活性碳过滤、脱气等。过滤可除去 1~20微米大小的颗粒,软化和调节pH可防止反渗透膜结垢,加氯是杀菌。活性碳过滤是除去有机物和自由氯,脱气是清除溶于水中的CO2等。

折叠 脱盐

包括电渗析、反渗透、离子交换。电渗析的原理是在外加直流电场作用下利用阳离子和阴离子交换膜对离子选择性透过,脱盐率可达95%以上。反渗透是渗透现象的逆过程,在浓溶液上加压力,使溶剂从浓溶液一侧通过半透膜向稀溶液一侧反向渗透,脱盐可达98%,并能除去99%的细菌颗粒和溶解在水中的有机物。离子交换的原理是当水通过阳离子交换树脂时,水中的阳离子被阳离子交换树脂吸附,树脂上可交换的阳离子如H离子被置换到水中,并和水中的阴离子结合成相应的无机酸,如这种含有无机酸的水,当下一步通过阴离子交换树脂层时,水中的阴离子被阴离子交换树脂吸附。

折叠 精处理

树脂上可交换的阴离子如OH离子被置换到水中,并与水中的H离子结合成水,即精处理 包括紫外线杀菌、终端膜过滤和超滤。紫外线杀菌是因生物体的核酸吸收紫外线光的能量而改变核酸自身结构,破坏核酸功能而使细菌死亡。杀菌最强的光谱波长为2600埃(260nm)。各种膜过滤能除掉直径大于 0.2微米的颗粒,但对于清除有机物则不如反渗透和超滤有效。超滤是把各种选择性的分子分离。在超滤过程中,水在压力下流过一个卷式或中空纤维膜棒。膜孔径在10~200埃范围内,薄膜厚度为0.1~0.5微米,附在一个中孔的纤维棒内壁上,超滤能除去细菌和0.05微米的粒子。

折叠 编辑本段 超纯水

折叠 工艺流程

超纯水,主要工艺流程

⒈预处理----复床 ----混床---抛光树脂

⒉预处理----反渗透---混床---抛光树脂

⒊预处理----反渗透----CEDI膜块----抛光树脂

传统超纯水制取设备工艺流程:原水-多介质过滤器-活性炭过滤器-一级除盐-混床-超纯水

膜法超纯水制取设备工艺流程:原水-超滤-反渗透-EDI-超纯水

在膜法工艺中,超滤,微滤替代澄清,石英砂过滤器,活性炭过滤器,除去水中的悬浮物胶体和有机物,降低浊度,SDI,COD等,可以实现反渗透装置对污水回用的安全,高效运行,以反渗透替代离子交换器脱盐,进一步除去有机物,胶体,细菌等杂质,可以保证反渗透出水满足EDI进水的要求,以EDI代替混床深度脱盐,利用电而不是酸碱对树脂再生,避免了二次污染。

折叠 实验室用水标准

中国国家实验室分析用水标准(GB6682-92)《分析实验室用水规格和实验方法》:

指标名称

一级水

二级水

三级水

1级水>10MΩ

2级水>1MΩ

3级水>0.2MΩ

PH值范围(25℃)

--

--

5.0-7.5

比电阻MΩ.cm(25℃)>

10

1

0.2

电导率(25℃)≤

0.1

1

5

可氧化物[以O计]mg/L

--

0.08

0.40

吸光度(254nm,1cm光程)≤

0.001

0.01

--

二氧化硅(mg/L)

0.02

0.05

--

蒸发残渣(mg/L)

--

1.0

2.0

折叠 编辑本段 区别介绍

纯水是指既将水中易去除的强电介质去除,又将水中难以除去的硅酸等弱电解质去除至一定程度的水。纯水的含盐量在1.0mg/L以下,电导率小于5.0μs/cm。

超纯水(高纯水)是指将水中的导电介质几乎全部去除,又将水中不离解的胶体物质、气体和有机物均去除至很低程度的水。高纯水的含盐量在0. 3mg/L以下,电导率小于0. 2μs/cm。

折叠 编辑本段 相关应用

1、电子、电力、电镀、照明电器、实验室、食品、造纸、日化、建材、造漆、蓄电池、化验、生物、制药、石油、化工、钢铁、玻璃等领域。

2、化工工艺用水、化学药剂、化妆品等用纯水。

3.单晶硅、半导体晶片切割制造、半导体芯片、半导体封装 、引线柜架、集成电路、液晶显示器、导电玻璃、显像管、线路板、光通信、电脑元件 、电容器洁净产品及各种元器件等生产工艺用纯水。

4.高压变电器的清洗等

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