电子级超纯水系统的关键技术是什么

电子级超纯水（UPW）系统是半导体、光伏、显示面板等行业的核心配套设备，其水质要求极为苛刻（如电阻率≥18.2 MΩ·cm），中国电子级超纯水水质标准如下表。

表 1   电子级水的技术指标GB/T11446. 1— 2013

电子级超纯水（UPW）系统技术难点主要集中在以下几个方面：

一、原水预处理阶段的挑战

1、微量污染物去除：需去除胶体、有机物、微生物、溶解气体（如CO₂）等，传统过滤技术难以稳定达到ppb级。

2、抗污染膜设计：超滤（UF）和反渗透（RO）膜需长期耐受高污染原水，防止膜孔堵塞和性能衰减。

3、化学药剂兼容性：预处理中使用的杀菌剂、絮凝剂可能引入二次污染（如Na⁺、Cl⁻残留）。

二、离子去除技术的极限要求

1、二级RO与EDI的协同优化：

反渗透（RO）需实现99.5%以上的脱盐率，且需应对低TOC进水条件。

电去离子（EDI）需在无化学再生条件下持续产出超纯水，但高纯水环境下离子迁移效率降低，易出现“极化现象”。

2、痕量离子去除技术：对B、Si等弱电离物质的去除需特殊树脂或电化学工艺（如除硼核级树脂、除硅树脂）。

三、微生物与TOC控制的矛盾

1、超低TOC要求：需联合紫外氧化（185nm UV）、高级氧化（AOP）和特殊催化剂将有机物分解为CO₂和水，但可能产生中间产物干扰。

2、微生物抑制：管道系统需避免生物膜滋生，需采用臭氧或热消毒（80℃循环），但高温可能加速材料腐蚀。

四、颗粒与溶解气体的ppb级别去除

1、纳米级颗粒控制：终端过滤需使用≤0.1μm的超滤膜或纳米纤维滤芯，但压差增大易导致颗粒释放。

2、溶解氧/CO₂脱除：真空脱气膜或膜接触器需将O₂降至ppb级，CO₂需通过高pH阴离子交换树脂转化。

五、系统设计与超纯材料难题

1、超高洁净材料：管道、阀门需采用电抛光316L不锈钢或PVDF，表面粗糙度＜0.5μm，避免离子析出。

2、零死体积设计：循环系统需保持≥1 m/s流速防止滞留污染，但高流速可能引发颗粒脱落。

3、实时监测与反馈：在线传感器（电阻率、TOC、颗粒计数器）需在超纯水环境中保持精度，避免信号漂移。

六、 运行维护的稳定性

1、长期可靠性：树脂、膜、EDI、过滤滤芯寿命受进水波动影响大，需预测性维护（如EDI电压监控）。

卓水越电子级超纯水