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Helixfil系列助力大型电子超纯水项目

Helixfil系列助力大型电子超纯水项目

  • 分类:新闻与活动
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  • 来源:
  • 发布时间:2021-11-22 14:47
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【概要描述】在电子行业,纯水在电子元器件生产中的重要作用日益突出。纯水品质已成为影响电子元器件产品质量、生产成品率及生产成本的重要因素之一。在集成电路生产中,超纯水是与芯片接触最频繁的介质之一,水质的好坏直接影响到电路的成品率与产品质量,这就要求水质要严格达到相应工艺水平所要求的指标。

Helixfil系列助力大型电子超纯水项目

【概要描述】在电子行业,纯水在电子元器件生产中的重要作用日益突出。纯水品质已成为影响电子元器件产品质量、生产成品率及生产成本的重要因素之一。在集成电路生产中,超纯水是与芯片接触最频繁的介质之一,水质的好坏直接影响到电路的成品率与产品质量,这就要求水质要严格达到相应工艺水平所要求的指标。

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01 什么是电子超纯水?

在电子行业,纯水在电子元器件生产中的重要作用日益突出。纯水品质已成为影响电子元器件产品质量、生产成品率及生产成本的重要因素之一。在集成电路生产中,超纯水是与芯片接触最频繁的介质之一,水质的好坏直接影响到电路的成品率与产品质量,这就要求水质要严格达到相应工艺水平所要求的指标。

电子超纯水是指将水中的导电介质几乎完全去除,又将水中不离解的胶体物质、气体及有机物均去除至很低程度的水,水中除了水分子(H2O)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。这种水的制作工艺可以通过蒸馏、去离子化、反渗透技术或其他适当的超临界精细技术生产出来的水。如今以反渗透技术在电子超纯水制备方面应用比较普遍,具有高脱盐率、适应水质含盐量范围广、化学药剂消耗少、环保、占地面积小、自动化程度高、产水的水质稳定等特点。

四川某公司 PDP 项目一期工程启动大型电子超纯水项目,工艺特点为“高精技术,高洁净度”,其水处理工艺需要为生产提供超纯水,而反渗透系统为其中最主要的脱盐处理系统。

该水处理项目的原水取自市政自来水,电导率在 200~800 μS/cm 之间波动,进水余氯质量浓度在 0.2~1 mg/L 之间波动。

02 电子超纯水系统工艺

整个水处理系统分为预处理系统+反渗透为主的脱盐系统+精处理系统+(加温后)+后续的精处理工艺,最后得到电子超纯水。整个水处理系统有加热功能,根据不同的用水温度需要调整进水温度。

预处理系统由絮凝剂和杀菌剂+全自动多介质过滤器+全自动活性炭过滤器+预处理产水箱+预处理输送泵组成。主要通过添加药剂和机械过滤器来去除掉水中泥沙、悬浮物、胶体、微生物等物质,保证产水的 SDI<5,满足反渗透的进水条件。

 

精处理系统主要由进水泵+一级 TOC UV+膜脱气系统+连续电除盐系统(CEDI)组成,主要是进一步去除水中的含盐量,为后续的精处理系统提供稳定的水质保障。后续精处理根据分布不同分两股水,由水罐+泵+二级TOC UV+超纯水抛光混床+换热器+0.1μm 过滤器组成,之后不同温度的产水作为超纯水使用。水处理流程如下图所示

该水处理系统主要由多介质过滤器+活性炭过滤器+一级RO系统+二级RO系统+CEDI系统+PCW系统(锅炉补充水)+〔(25±1)℃超纯水系统+(40±1)℃超纯水系统〕组成的。

03 反渗透系统设计

由于反渗透系统允许进水含盐量相对较广,且脱盐率高,故反渗透系统是整个水处理系统中脱盐的核心,反渗透膜可除去水中绝大部分可溶性盐分, 除去水中全部的胶体和微生物,保证了出水水质为后续的工艺提供优质的水源减轻脱盐负荷

反渗透为主的脱盐体系主要包括一级反渗透系统和二级反渗透系统,一级反渗透系统为最主要的脱盐系统。该反渗透系统主要由热交换器+保安过滤器+一级高压泵+一级反渗透系统+缓冲水罐+二级高压泵+二级反渗透系统+产水水箱组成。

着重介绍一级反渗透系统的运行情况,一级反渗透系统单套设计为一级两段:(14∶6)×6,单套 120 支膜元件,系统设计产水 103 m3 /h,设计回收率 75%,温度为 25 ℃,共 5 套,膜元件共 600 支。以反渗透膜系统为主介绍说明该水系统的运行情况。

考虑到原水(市政自来水)的水质受季节和气候的影响波动性很大,故此套水处理系统使用的反渗透膜是时代沃顿Helixfil系列增强型反渗透膜元件中的PURO-I。

 对比普通系列的膜元件,PURO-I膜元件采用特殊工艺对膜表面进行处理,改变了膜片表面的光滑度,增加膜表面亲水性,膜表面的电荷也趋近于中性,同时采用 34 mil宽进水流道网设计,从而减小了胶体、污染物和微生物在膜表面的污染,显著提高膜元件抗污染能力,延长膜的使用寿命,同时更耐清洗。

04 反渗透系统的优异表现

从该厂大型水处理项目实际应用的情况来看,设计可行。PURO-I 膜在此系统中的运行良好,给该厂后续的水处理工艺提供了稳定的水质。一级反渗透系统在运行期间系统的运行压力在1MPa左右;系统的进水电导率在300~400 μS/cm之间波动, 产水电导率始终在5μS/cm以下,系统的脱盐率在98.5%以上;系统的平均产水量在100 m3 /h左右,系统的回收率在75%左右,满足客户的供水要求。反渗透系统运行期间对运行情况进行了记录分析,如下图所示

整个水处理系统固定资产折旧费、电耗、药剂消耗以及人工等各种费用进行核算, 其中一级反渗透产水成本为 2.87元/t, 二级反渗透产水成本为4.47元/t,总的超纯水产水成本为 6.85元/t,当地自来水的价格为2.33元/t, 该水处理系统给工厂提供了优质而稳定的水源。

反渗透技术在该厂大型电子超纯水项目中得到成功应用,为后续的脱盐处理工艺提供了优质的水源,保证了后续脱盐工艺的稳定,也验证了反渗透技术在电子超纯水项目应用中的良好表现,同时也增加了一个可供参考的成熟案例。

 

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