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    超纯水原理

    点击次数:545  发布时间:2018-04-18
    纯度极高的水。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。超纯水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婣、CO婣、SO嬄、Cl、NO娱、NO婣、SiO婣、PO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超纯水处理、脱盐和精处理三步。

    处理方法

    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。
     
    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,如超纯水,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。
     
    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,即超纯水精处理 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zui强的光谱波长为2600埃。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。

    工作原理

    编辑
    超纯水设备工作原理在树脂交换过程中,树脂上可交换离子全部被交换完了,树脂就不再有交换水中离子作用,我们称这种现象为“失效”。我们把树脂再生后获得再生的工作交换容量与该树脂全部工作交换容量比值,这种情况我们称之为树脂再生度。
    超纯水设备运行过程中再生剂,再生浓度,流量,温度以及工艺操作,反洗情况和吸流床树脂的再生度均会影响树脂再生度。我们通常根据树脂再生度来判断交换床再生情况。
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