電子級超純水系統的關鍵技術是什么

電子級超純水（UPW）系統是半導體、光伏、顯示面板等行業的核心配套設備，其水質要求極為苛刻（如電阻率≥18.2 MΩ·cm），中國電子級超純水水質標準如下表。

表 1   電子級水的技術指標GB/T11446. 1— 2013

電子級超純水（UPW）系統技術難點主要集中在以下幾個方面：

一、原水預處理階段的挑戰

1、微量污染物去除：需去除膠體、有機物、微生物、溶解氣體（如CO?）等，傳統過濾技術難以穩定達到ppb級。

2、抗污染膜設計：超濾（UF）和反滲透（RO）膜需長期耐受高污染原水，防止膜孔堵塞和性能衰減。

3、化學藥劑兼容性：預處理中使用的殺菌劑、絮凝劑可能引入二次污染（如Na?、Cl?殘留）。

二、離子去除技術的極限要求

1、二級RO與EDI的協同優化：

反滲透（RO）需實現99.5%以上的脫鹽率，且需應對低TOC進水條件。

電去離子（EDI）需在無化學再生條件下持續產出超純水，但高純水環境下離子遷移效率降低，易出現“極化現象"。

2、痕量離子去除技術：對B、Si等弱電離物質的去除需特殊樹脂或電化學工藝（如除硼核級樹脂、除硅樹脂）。

三、微生物與TOC控制的矛盾

1、超低TOC要求：需聯合紫外氧化（185nm UV）、高級氧化（AOP）和特殊催化劑將有機物分解為CO?和水，但可能產生中間產物干擾。

2、微生物抑制：管道系統需避免生物膜滋生，需采用臭氧或熱消毒（80℃循環），但高溫可能加速材料腐蝕。

四、顆粒與溶解氣體的ppb級別去除

1、納米級顆粒控制：終端過濾需使用≤0.1μm的超濾膜或納米纖維濾芯，但壓差增大易導致顆粒釋放。

2、溶解氧/CO?脫除：真空脫氣膜或膜接觸器需將O?降至ppb級，CO?需通過高pH陰離子交換樹脂轉化。

五、系統設計與超純材料難題

1、超高潔凈材料：管道、閥門需采用電拋光316L不銹鋼或PVDF，表面粗糙度＜0.5μm，避免離子析出。

2、零死體積設計：循環系統需保持≥1 m/s流速防止滯留污染，但高流速可能引發顆粒脫落。

3、實時監測與反饋：在線傳感器（電阻率、TOC、顆粒計數器）需在超純水環境中保持精度，避免信號漂移。

六、 運行維護的穩定性

1、長期可靠性：樹脂、膜、EDI、過濾濾芯壽命受進水波動影響大，需預測性維護（如EDI電壓監控）。

卓水越電子級超純水