关于超纯水系统的29个小知识

超纯水（Ultrapure water）又称UP水，是指电阻率达到18 MΩ*cm（25℃）的水。这种水中除了水分子外，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，也就是几乎去除氧和氢以外所有原子的水。

可以用于超纯材料（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的制备过程。

注：“超纯水”和“纯水”并没有明确制定的标准定义。从字面上理解只是是不同纯度的问题，即涉及不同制备工艺和不同检测标准来判断。

1．超纯水关键指标，TOC（总有机碳）和硼及二氧化硅；

2．半导体的线宽的不同，对水质的要求不同，线宽越小水质要求越高；

3．电阻值是最容易达到的，TOC是最困难的，三星的水质一般都是零点几ug/L，即使要求1以下；

4．溶解氧，真空脱气塔，可以做到小于50ppb。10ppb需要使用脱气膜；

5．颗粒物去除常用有RO和终端超滤以及纳滤。

注：
RO反渗透：

优点：净化后的水基本算是纯净水。

缺点：废水、需要用电、出水速度非常慢
超滤：

优点：成本低、出水快、不需要通电运行

缺点：无法完全过滤重金属离子
纳滤：

优点：保留有益微量元素，过滤绝大部分有害物质

缺点：需要通电，产生废水【介于超滤和RO之间】

6．ppt=10-12ng/L,ppb=10-9ug/L,ppm=10-6mg/L

7．除硼一定要一个可再生的混床或者强碱型阴树脂；

8．溶解氧的要求，在进氮封水箱前要有脱气膜，脱氧之后一定要氮封；

9．抛光的循环管线，一定要一直运行，不能停，如果停下来会很久水质才会上升，有长菌风险；

10．抛光混床管线持续循环会使温度升高，一定要加换热器；

11．循环管线的设计，需要恒定的压差；

12．渗透现象：

当两种溶液通过半透膜分离时，稀溶液将被移至浓缩侧，使其浓度相同。这种现象被称为“渗透现象”

渗透示意图

RO:反渗透现象为了得到稀溶液,在浓缩侧施加压力。压力必须大于渗透压。这是反渗透膜的基本原理。

反渗透示意图

13．如果超纯水系统对于TOC要求特别高，最好不要用中水回用的产水加入到超纯水系统中；

14．活性炭的功能：
（1）去除有机物（2）去除余氯

15．TOC分析仪把有机物转化为带电的物质或二氧化碳。

TOC分析仪的基本原理：

先把水中有机物的碳氧化成二氧化碳，消除干扰因素后由二氧化碳检测器测定，再由数据处理把二氧化碳气体含量转换成水中有机物的浓度。经过不断地研究实验，TOC检测方法从传统的复杂技术渐渐变成便捷准确。

TOC分析仪示意图

16．TOC-UV有一定的杀菌功能，前半段一般不会长菌，后半段循环系统不能停机，长菌之后会导致超滤堵塞；

17．终端超滤，通常旭化成和日东电工的产品，精度截留分子量是6000~8000；
注：分子量单位：

①分子量的单位是Da，全称道尔顿（Dalton），是分子量最常用的单就是将分子中所有原子按个数求原子量的代数和。

②在书写原子量的时候经常不写任何单位，而将原子质位作为分子量的默位。

③在很古老的教材中分子量的单位也用过emu。

18.进水水质比较差的情况，RO可以放在前面，再加阳、阴（双级RO+混床）

超纯水工艺流程示意图

19.抛光树脂很难去除硼，没有强阴树脂很难去除。

20.除硼树脂会释放的TOC比较多，如果除硼的话，需要放置在反渗透前；树脂的释放TOC是带苯环的，如果再单独使用TOC可能会降不下来；

21.如果只要求18MΩ，可以使用UPVC管道都没有问题，但对于TOC或者其他离子的要求，必须使用PVDF材质；

22.pH会提高硼和硅的去除率；

23.抛光混床的容量，只用到了1%；进超纯水水箱之前，要求水质达到最终水质要求，抛光混床只起到保护作用；

24.经过RO之后大分子有机物已经全被去除，小分子必须靠TOC才能去除；

25.树脂的交联度越高，越不易氧化，越不易释放TOC；

26.微滤、超滤系统调试的系统启动时，应开启浓水排放管阀门和产水管阀门，冲洗膜组件内的保护液，直到冲洗水无泡沫为止；

27.活性炭的吸附功能具有一饱和值，当达到饱和吸附容量时，活性炭滤池的吸附功能将大大降低，因此需要注意分析活性炭的吸附能力，及时更换活性炭或通过高压蒸汽进行消毒恢复。但同时活性炭表面吸附的有机物有可能成为细菌繁殖的营养源或温床，因此活性炭滤池内微生物的繁殖问题也值得引起注意；

单级反渗透净水设备

28.抛光混床pH值是接近中性的，基本上没有去除硼的能力；

29.在超纯水系统，选择的脱气膜选脱氧气的膜就可以；