[發(fā)明專(zhuān)利]一種超純水的處理工藝及系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011490176.1
• 申請(qǐng)日: 2020-12-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112759031A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-05-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 占新民;邱繼冬
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 蘇州業(yè)華環(huán)境科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C02F1/42
• 分類(lèi)號(hào): C02F1/42;C02F103/04
• 代理公司: 蘇州威世朋知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32235
• 代理人: 楊林潔

本發(fā)明提供一種超純水的處理工藝，其中對(duì)進(jìn)水進(jìn)行預(yù)處理及凈化處理，還包括以下步驟：將經(jīng)過(guò)凈化處理的初級(jí)非離子水流通過(guò)強(qiáng)陰離子樹(shù)脂塔得到次級(jí)非離子水，將所述次級(jí)非離子水流通過(guò)分離床單元。本發(fā)明提供的超純水處理工藝及系統(tǒng)針對(duì)弱離子性物質(zhì)如SiO₂和B的吸附能力較高，SiO₂可以穩(wěn)定的達(dá)成0.5ppb以下的指標(biāo)，硼可以穩(wěn)定的達(dá)到10ppt以下的指標(biāo)，更優(yōu)的是，SiO₂可以達(dá)到0.1ppb以下，硼可以達(dá)到1ppt以下。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種超純水的處理工藝及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

超純水廣泛應(yīng)用于電力、電子、化工、制藥等行業(yè)，超純水又稱(chēng)UPW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，這種水中除了水分子外，幾乎沒(méi)有什么雜質(zhì)，更沒(méi)有細(xì)菌、病毒、含氯二噁英等有機(jī)物，簡(jiǎn)單得說(shuō)就是幾乎去除氧和氫以外所有離子的水。這樣的水是一般工藝很難達(dá)到的程度。

工程案例中常用到離子交換混床或EDI電除鹽系統(tǒng)等除鹽設(shè)備。離子交換混床是采用離子交換樹(shù)脂制備超純水的傳統(tǒng)水處理方式，其基本工藝流程為：原水→沙炭過(guò)濾器→精密過(guò)濾器→陽(yáng)床→陰床→混床(復(fù)床)→純水箱→純水泵→后置精密過(guò)濾器→用水點(diǎn)，由于陰陽(yáng)樹(shù)脂無(wú)法完全隔離，會(huì)產(chǎn)生過(guò)量的再生廢液，并且再生周期長(zhǎng)，耗費(fèi)大量酸堿，容易發(fā)生有機(jī)物污染，而且對(duì)環(huán)境有一定的破壞性。EDI電除鹽設(shè)備利用荷電離子在直流電場(chǎng)中的遷移對(duì)水進(jìn)行深度除鹽的，離子的荷電性質(zhì)決定了該離子被脫除的難易程度；氯離子、硫酸根離子、鈣離子、鈉離子等強(qiáng)電解質(zhì)離子容易脫除，碳酸氫根等弱電解質(zhì)離子相對(duì)較難，而對(duì)于不帶電的碳酸而言，在EDI中依靠水電解造成的pH變化才能脫除，脫除難度最大，且對(duì)弱離子性物質(zhì)的去除率會(huì)隨著進(jìn)水水質(zhì)的變化而波動(dòng)較大，由于流道內(nèi)產(chǎn)水為中性，SiO₂和B幾乎不帶電(在堿性條件下帶電)，微量范圍內(nèi)對(duì)SiO₂和B的去除率較低，會(huì)導(dǎo)致終端產(chǎn)水相關(guān)指標(biāo)超標(biāo)，目前高性能的CEDI對(duì)SiO₂和B的去除率僅為98％。

如果半導(dǎo)體加工裝置和類(lèi)似設(shè)備使用了沒(méi)有完全去除硼的高純水，由于水中硼濃度不穩(wěn)定，會(huì)帶來(lái)各種各樣的有害影響。例如，當(dāng)打算在基質(zhì)上形成一個(gè)n溝道(n channel)晶體管時(shí)，該晶體管的閾值電壓取決于基質(zhì)中的硼濃度，因此，存在著最終產(chǎn)品半導(dǎo)體儀器的性能被嚴(yán)重?fù)p害的可能性。而且，隨著近些年來(lái)電路集成化的水平不斷提高，已經(jīng)出現(xiàn)了加工微型n溝道MOS晶體管的特殊要求。

在這些情況下，從防止MOS晶體管擊穿的觀點(diǎn)來(lái)看，需要嚴(yán)格控制沿基質(zhì)深度方向上硼的濃度，但如果所使用的水的硼濃度是不穩(wěn)定的，那么不可能進(jìn)行這種控制。因此，現(xiàn)在充分降低用于沖洗微電子儀器等設(shè)備的高純水中的硼濃度已經(jīng)被擺在越來(lái)越重要的位置上了。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種超純水處理工藝及系統(tǒng)，其能夠以極高的比率去除硅和硼，從而生產(chǎn)出具有高質(zhì)量的超純水。通過(guò)該工藝處理的超純水，SiO₂可以穩(wěn)定的達(dá)成0.5ppb以下的指標(biāo)，硼可以穩(wěn)定的達(dá)到10ppt以下的指標(biāo)，更優(yōu)的是，SiO₂可以達(dá)到0.1ppb以下，硼可以達(dá)到1ppt以下，硼濃度被降低到足夠低的水平。

本發(fā)明提供的超純水處理工藝有效去除水中的各種無(wú)機(jī)離子和有機(jī)污染物，在環(huán)境友好、高效、可靠、連續(xù)化的前提下生產(chǎn)超純水，顯著提高水資源利用率、降低制水系統(tǒng)的運(yùn)行成本。

本發(fā)明提供的超純水處理系統(tǒng)運(yùn)行流速高、床層阻力小、出水品質(zhì)好、再生劑消耗低的優(yōu)勢(shì)。