[發明專利]降低超純水中微量有機物的方法及其系統

無效

• 申請號: 200610098429.4
• 申請日: 2006-07-04
• 公開（公告）號: CN101100331A
• 公開（公告）日: 2008-01-09
• 發明（設計）人: 金光祖;張佩琳;陳建宏;陳秋美
• 申請（專利權）人: 財團法人工業技術研究院
• 主分類號: C02F1/72
• 分類號: C02F1/72;C02F1/461
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司
• 代理人: 梁揮;徐金國

技術領域

本發明涉及一種超純水的處理方法及其系統，尤其涉及一種降低超純水中微量有機物的方法及其系統。

背景技術

隨著電子工業的急速發展，在電子零件的清洗上需使用大量高純度的洗凈水，尤以集成電路產業對此需求最甚。所以，便發展出相關的技術，盡量除去水中各種雜質。

在高科技產業工藝、設備高度發展的同時，超純水質量要求日趨嚴苛，然而，目前超純水處理技術已可將超純水水質處理趨近理論極限值，舉例而言，超純水在25℃時，其電阻的理論值為18.25MΩ·cm，而實廠制造的超純水電阻值可達18.2MΩ·cm，故證明未來要提升超純水質量確實是一大挑戰。但隨著工藝線寬縮小，且超純水中約有95％的污染來自有機物，故超純水水質其中又以總有機碳濃度(Total?Organic?Carbon，TOC)的要求更為嚴苛。

為了符合未來世代超純水水質潔凈度的需求，對于超純水系統而言，處理單元內有機物溶出是一項不可忽略的問題，當水質純度趨近極限時，超純水系統中的各元件、管路設計及閥門均可視為微量溶出物的污染源，然而，現今應用的超純水處理系統中，當超純水在總有機碳濃度小于1ppb以下時，系統中的不再生樹脂會有顯著的TOC溶出污染現象，因傳統超純水系統流程中，離子交換樹脂是將超純水中離子交換于樹脂內部孔隙中，并非予以除去，基于樹脂相互交換的可逆反應，原本溶液中交換于樹脂作用離子基的離子，有再次進入超純水的可能，且樹脂本身為有機材質，多為聚合矩體(Polymer?matrix)的有機合成材料，具TOC溶出的微污染問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于提供一種降低超純水中微量有機物的方法及其系統，通過連續式電解去離子(Continuous?Electrodeionization，CEDI)裝置更進一步降低超純水的總有機碳(TOC)含量，使總有機碳濃度在1ppb以下的超純水系統不會產生顯著的微量有機物質溶出現象，以避免傳統處理流程中離子交換樹脂發生溶出有機物質的現象，并有效提升超純水的電阻值至18MΩ·cm以上。

為實現上述目的，本發明提供了一種降低超純水中微量有機物的方法，包含以下步驟：提供一超純水，其包含微量有機物；降解超純水的微量有機物，使微量有機物解離為帶電離子；將超純水導入連續式電解去離子裝置以去除帶電離子。

而且，本發明實施例中降解超純水中微量有機物可利用高級氧化方式，如紫外光氧化、紫外光/臭氧氧化等方式。

而且，本發明實施例中還包含脫氣處理超純水的步驟，以去除超純水中的氧氣、二氧化碳或揮發性有機物等。

由于連續式電解去離子裝置是將電滲析技術和離子交換技術相結合，并由若干離子選擇性透過膜分割成多室電解槽的技術，并在脫鹽室內裝置離子交換樹脂，除可加強水中離子解離效果外，同樣具有樹脂吸收離子能力，且樹脂可通過電解原理，將水離子化產生氫離子與氫氧根離子后，使樹脂持續不斷地達到再生效果而能提高吸收能力，從而實現連續使用的目的。另一方面，連續式電解去離子設備具分流效果，能將水中陰、陽離子分離，并借陰離子與陽離子選擇性滲透膜，選擇性地讓陽離子或陰離子通過，陽離子僅可通過陽離子選擇性滲透膜，陰離子僅可通過陰離子選擇性滲透膜，而離子移動的驅動力，是以外部正負電極的電流作用吸引帶電離子，達到離子移動至濃縮室的目的，使脫鹽室更潔凈。

而且，為實現上述目的，本發明還提供一種降低超純水中微量有機物的系統，包含超純水供應裝置、降解處理裝置及連續式電解去離子裝置。超純水供應裝置用以提供超純水，其包含微量有機物；降解處理裝置用以降解超純水制造裝置所提供的超純水，使微量有機物解離為帶電離子；然后，連續式電解去離子裝置用以去除超純水的帶電離子。

而且，本發明實施例中降解處理裝置可為紫外光處理裝置或紫外光/臭氧處理裝置。

而且，本發明實施例中還包含脫氣裝置，用以去除超純水中的氧氣、二氧化碳或揮發性有機物等。

以下結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細描述，但不作為對本發明的限定。

附圖說明

圖1為不再生離子交換樹脂在低總有機碳濃度進水時的有機物溶出現象圖；

圖2為本發明實施例的流程圖；

圖3為本發明實施例的降低超純水中微量有機物系統示意圖；

圖4為連續式電解去離子裝置的構造說明圖；

圖5為本發明實施例的壓差與總有機碳量比較圖；及

圖6為本發明實施例的操作電流與總有機碳量比較圖。

其中，附圖標記：

步驟110：提供一超純水