超純水

超純水，又稱UP水，電阻率達(dá)到18MΩ*cm（25℃）的水。常用于集成電路工業(yè)中用于半導(dǎo)體原材料和所用器皿的清洗、光刻掩模版的制備和硅片氧化用的水汽源等。此外，其他固態(tài)電子器件、厚膜和薄膜電路、印刷電路、真空管等的制作也都要使用超純水。

中文名

超純水

外文名

Ultrapure water

簡介

超純水處理：既將水中的導(dǎo)電介質(zhì)幾乎完全去除，又將水中不離解的膠體物質(zhì)、氣體及有機(jī)物均去除至很低程度的水。電阻率大于18MΩ*cm，或接近18.3MΩ*cm極限值（25℃）。

超純水處理，是一般工藝很難達(dá)到的程度，采用預(yù)處理、反滲透技術(shù)、超純化處理以及后級(jí)處理四大步驟，多級(jí)過濾、高性能離子交換單元、超濾過濾器、紫外燈、除TOC裝置等多種處理方法，電阻率方可達(dá)18.25MΩ*cm（25℃）。

超純水是美國科技界為了研制超純材料（半導(dǎo)體原件材料、納米精細(xì)陶瓷材料等）應(yīng)用蒸餾、去離子化、反滲透技術(shù)或其它適當(dāng)?shù)某R界精細(xì)技術(shù)生產(chǎn)出來的水，這種水中除了水分子（H2O）外，幾乎沒有什么雜質(zhì)，更沒有細(xì)菌、病毒、含氯二惡英等有機(jī)物，當(dāng)然也沒有人體所需的礦物質(zhì)微量元素。

基本概況

超純水處理是指下列雜質(zhì)含量極低的水：

①無機(jī)電離雜質(zhì)，如 Ca²⁺、Mg²⁺、Na⁺、K⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、Mn²⁺、Al³⁺、HCO^-、CO₃^2-、SO₄^2-、Cl₂、NO₃^-、NO₂^-、SiO₃^2-、PO₄^3-等；

②有機(jī)物，如烷基苯磺酸、油、有機(jī)鐵、有機(jī)鋁以及其他碳?xì)浠衔锏龋?/span>

③顆粒，如塵埃、氧化鐵、鋁、膠體硅等；

④微生物，如細(xì)菌、浮游生物和藻類等；

⑤溶解氣體，如N₂、O₂、CO₂、H₂S等。超純水中電離雜質(zhì)的含量用水的電阻率數(shù)值來衡量。理論上，純水 中只有H離子和OH離子參加導(dǎo)電。在25℃時(shí)超純水的電阻率為 18.3（兆歐·厘米），一般約為15～18（兆歐·厘米）。

超純水中有機(jī)物含量由測定有機(jī)物碳含量而定，電子工業(yè)超純水中規(guī)定含量為50～200微克/升，并要求直徑大于1微米的顆粒性物質(zhì)每1毫升內(nèi)含量為1～2個(gè)，微生物每1毫升為0～10個(gè)?，F(xiàn)代采用預(yù)處理、電滲析、紫外線殺菌、反滲透、離子交換、超濾和各種膜過濾技術(shù)等，使超純水的電阻率在25℃時(shí)達(dá)到18（兆歐·厘米）。

依各種原水水質(zhì)和用戶要求的不同，超純水的制備工藝大體可分為預(yù)處理、脫鹽和精處理三步。

預(yù)處理

包括砂濾、多介質(zhì)過濾、軟化、加氯、調(diào)節(jié)pH、活性碳過濾、脫氣等。過濾可除去 1～20微米大小的顆粒，軟化和調(diào)節(jié)pH可防止反滲透膜結(jié)垢，加氯是殺菌。活性碳過濾是除去有機(jī)物和自由氯，脫氣是清除溶于水中的CO₂等。

脫鹽

包括電滲析、反滲透、離子交換。電滲析的原理是在外加直流電場作用下利用陽離子和陰離子交換膜對(duì)離子選擇性透過，脫鹽率可達(dá)95%以上。反滲透是滲透現(xiàn)象的逆過程，在濃溶液上加壓力，使溶劑從濃溶液一側(cè)通過半透膜向稀溶液一側(cè)反向滲透，脫鹽可達(dá)98%，并能除去99%的細(xì)菌顆粒和溶解在水中的有機(jī)物。離子交換的原理是當(dāng)水通過陽離子交換樹脂時(shí)，水中的陽離子被陽離子交換樹脂吸附，樹脂上可交換的陽離子如H離子被置換到水中，并和水中的陰離子結(jié)合成相應(yīng)的無機(jī)酸，如

超純水

這種含有無機(jī)酸的水，當(dāng)下一步通過陰離子交換樹脂層時(shí)，水中的陰離子被陰離子交換樹脂吸附。

精處理

樹脂上可交換的陰離子如OH^-離子被置換到水中，并與水中的H⁺離子結(jié)合成水，即

超純水

精處理 ?包括紫外線殺菌、終端膜過濾和超濾。紫外線殺菌是因生物體的核酸吸收紫外線光的能量而改變核酸自身結(jié)構(gòu)，破壞核酸功能而使細(xì)菌死亡。殺菌最強(qiáng)的光譜波長為2600埃（260nm）。各種膜過濾能除掉直徑大于 0.2微米的顆粒，但對(duì)于清除有機(jī)物則不如反滲透和超濾有效。超濾是把各種選擇性的分子分離。在超濾過程中，水在壓力下流過一個(gè)卷式或中空纖維膜棒。膜孔徑在10～200埃范圍內(nèi)，薄膜厚度為0.1～0.5微米，附在一個(gè)中孔的纖維棒內(nèi)壁上，超濾能除去細(xì)菌和0.05微米的粒子。

超純水

工藝流程

超純水，主要工藝流程

⒈預(yù)處理----復(fù)床 ----混床---拋光樹脂

⒉預(yù)處理----反滲透---混床---拋光樹脂

⒊預(yù)處理----反滲透----CEDI膜塊----拋光樹脂

傳統(tǒng)超純水制取設(shè)備工藝流程：原水—多介質(zhì)過濾器—活性炭過濾器—一級(jí)除鹽—混床—超純水

膜法超純水制取設(shè)備工藝流程：原水—超濾—反滲透—EDI—超純水

在膜法工藝中，超濾，微濾替代澄清，石英砂過濾器，活性炭過濾器，除去水中的懸浮物膠體和有機(jī)物，降低濁度，SDI，COD等，可以實(shí)現(xiàn)反滲透裝置對(duì)污水回用的安全，高效運(yùn)行，以反滲透替代離子交換器脫鹽，進(jìn)一步除去有機(jī)物，膠體，細(xì)菌等雜質(zhì)，可以保證反滲透出水滿足EDI進(jìn)水的要求，以EDI代替混床深度脫鹽，利用電而不是酸堿對(duì)樹脂再生，避免了二次污染。

實(shí)驗(yàn)室用水標(biāo)準(zhǔn)

中國國家實(shí)驗(yàn)室分析用水標(biāo)準(zhǔn)（GB6682-92）《分析實(shí)驗(yàn)室用水規(guī)格和實(shí)驗(yàn)方法》：

區(qū)別介紹

純水是指既將水中易去除的強(qiáng)電介質(zhì)去除，又將水中難以除去的硅酸等弱電解質(zhì)去除至一定程度的水。純水的含鹽量在1.0mg/L以下，電導(dǎo)率小于5.0μs/cm。

超純水（高純水）是指將水中的導(dǎo)電介質(zhì)幾乎全部去除，又將水中不離解的膠體物質(zhì)、氣體和有機(jī)物均去除至很低程度的水。高純水的含鹽量在0. 3mg/L以下，電導(dǎo)率小于0. 2μs/cm。

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