膜技术在纯水制造中的应用
膜技术在纯水制造中的应用 --集成电路用高纯水装置，液晶显示器清洗用超纯水系统，微电子行业用工业纯水设备
纯水制造中应用的膜技术主要有电渗析（ed）、反渗透（ro）、纳滤（nf）、超滤（uf）、微滤（mf），其工作原理、作用等见下表。
膜组件名称
ed
ro
nf
uf
mf
微孔孔径
5-50埃
15-85埃
50-1000埃（1μm）
0.03-100μm
工作原理
离子选择透过性
1.优先吸附-毛细管理论
2.氢链理论
3.扩散理论
同左
滤膜筛滤作用
同左
作用
去除无机盐离子
去除无机盐离子，以及有机物、微生物、胶体、热源、病毒等
去除二价、三价离子，m＞100的有机物，以及微生物、胶体、热源、病毒等
去除悬浊物、胶体以及m＞6000的有机物
去除悬浊物
组件形式
膜堆式
大多为卷式，少量为中空纤维
同左
大多为中空纤维，少量为卷式
摺迭滤筒式
工作压力（mpa）
0.03-0.3
1-4
0.5-1.5
0.1-0.5
0.05-0.5
水回收率（%）
50-80
50-75
50-85
90-95
100
使用寿命（年）
3-8
3-5
3-5
3-5
3-6个月
水站位置
除盐工序
除盐工序
1.除盐工序
2.ro前的软化
大多为纯水站终端精处理，少数为ro前的预处理
1.ro、nf、uf前的保安过滤(3-10μm)
2.离子交换后滤除树脂碎片(1μm)
3.uv后滤除细菌死体(0.2或 0.45μm)
4.纯水站终端过滤(0.03-0.45μm)
与传统的水处理技术相比，膜技术具有工艺简单、操作方便、易于自动控制、能耗小、无污染、去除杂质效率高、运行成本低等优点，特别是几种膜技术的配合使用，再辅之以其他水处理工艺，如石英砂过滤、活性炭吸附、脱气、离子交换、uv杀菌等，为去除水中的各种杂质，满足日益发展的电子工业对高纯水的需要，提供了有效而可靠的手段，而且也只有应用了多种膜技术，才能生产出合格、稳定的高纯水，才能生产出大规模、超大规模、甚大规模集成电路 （lsi、vlsi、ulsi），从而使计算机、雷达、通讯、自动控制等现代电子工业的发展和应用得以实现。
值得一提的是：当原水的含盐量大于400mg/l时，纯水制造的除盐工序采用ro-离子交换工艺后，比早先单用离子交换可节约酸、碱约90%左右，使离子交换柱的周期产水量提高10倍左右，事实证明，可以降低纯水制造的运行费用和制水成本，可以减少工人的劳动强度，可以减少对环境的污染，并可使纯水水质得到提高并长期稳定。据统计，在我国电子工业引进的纯水制造系统中，有ro的约占系统总数的90%，有uf的约占20%，有mf的几乎为99%，而ed在我国国产的纯水系统特别是早期投产的纯水系统，以及为数众多的对纯水水质要求不高的一般电子元器件（如电阻、电容、黑白显像管、电子管等）制造厂的纯水系统中占有相当的比例。
微电子工厂纯水站使用膜技术实况
现以某微电子工厂中的某一5t/h纯水站使用海德能膜技术的实况，说明膜技术在电子工业纯水制造中的应用。
1.前级uf
前级uf是用于去除水中的悬浊物、胶体及有机物，降低水的sdi值，确保ro的安全运行。前级uf有8支，进水16m3/h，透过水15m3/h，浓缩水排放，回收率约90%。uf组件为立升公司生产的中空纤维膜。uf前采用5μm保安过滤器。
2.一级ro
水中加入还原剂na2so3（加药量为水中余氯值的1.8倍）以防止余氯氧化腐蚀ro膜，加入阻垢剂（加药量为5ppm）以防止caco3 、caso4等在ro膜上结垢，再经5μm保安过滤器后由高压泵打进一级ro。一级ro有4组，均为2芯装的膜壳。呈（3+1）排列，膜容器由frp（玻璃钢）制成，每根内装2个ro膜元件，总共为8个ro膜元件，进水16m3/h，透过水8m3/h，浓缩水排放，回收率为50%，脱盐率＞90%（初始脱盐率＞99%），操作压力1.55mpa。ro膜元件采用海德能公司生产的芳香聚酰胺复合反渗透膜，膜元件平均脱盐率99.5%。
3.二级ro
一级ro水箱出水中一部分进入a系统，先加naoh（cp级）调节ph为8.2-8.6，使水中co2生成hco3- ，被二级ro除去，以减轻混床离子交换的负担，采用二级ro可以使混床再生周期延长一倍，减少再生酸碱耗量，并可进一步去除toc和胶体物质。二级ro共5根膜容器，每根容器内装1支ro膜元件，共5支ro膜元件，进水8m3 /h，出水5m3/h，浓水排至超滤水箱，回收率约为70%，脱盐率＞70%(初始脱盐率＞80%)，ro膜元件采用海德能公司反渗透膜，型号与一级ro膜元件相同。
4.微滤
本系统的微滤可分为三类，类为前级uf、ro前的保安过滤器，用于去除水中的悬浊物微粒，降低水的sdi值，滤芯为pp（聚丙烯）膜摺迭式滤芯，孔径为5μm或3μm。第二类在离子交换后，用于滤除离子交换树脂碎片，滤芯为pp膜折叠式滤芯，孔径为1μm。第三类在uv杀菌器后，用于滤除微生物尸体，滤芯为折叠式滤芯，孔径为0.45μm或0.22μm--集成电路用高纯水装置，
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膜组件名称
ed
ro
nf
uf
mf
微孔孔径
5-50埃
15-85埃
50-1000埃（1μm）
0.03-100μm
工作原理
离子选择透过性
1.优先吸附-毛细管理论
2.氢链理论
3.扩散理论
同左
滤膜筛滤作用
同左
作用
去除无机盐离子
去除无机盐离子，以及有机物、微生物、胶体、热源、病毒等
去除二价、三价离子，m＞100的有机物，以及微生物、胶体、热源、病毒等
去除悬浊物、胶体以及m＞6000的有机物
去除悬浊物
组件形式
膜堆式
大多为卷式，少量为中空纤维
同左
大多为中空纤维，少量为卷式
摺迭滤筒式
工作压力（mpa）
0.03-0.3
1-4
0.5-1.5
0.1-0.5
0.05-0.5
水回收率（%）
50-80
50-75
50-85
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3-5
3-5
3-6个月
水站位置
除盐工序
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1.除盐工序
2.ro前的软化
大多为纯水站终端精处理，少数为ro前的预处理
1.ro、nf、uf前的保安过滤(3-10μm)
2.离子交换后滤除树脂碎片(1μm)
3.uv后滤除细菌死体(0.2或 0.45μm)
4.纯水站终端过滤(0.03-0.45μm)
与传统的水处理技术相比，膜技术具有工艺简单、操作方便、易于自动控制、能耗小、无污染、去除杂质效率高、运行成本低等优点，特别是几种膜技术的配合使用，再辅之以其他水处理工艺，如石英砂过滤、活性炭吸附、脱气、离子交换、uv杀菌等，为去除水中的各种杂质，满足日益发展的电子工业对高纯水的需要，提供了有效而可靠的手段，而且也只有应用了多种膜技术，才能生产出合格、稳定的高纯水，才能生产出大规模、超大规模、甚大规模集成电路 （lsi、vlsi、ulsi），从而使计算机、雷达、通讯、自动控制等现代电子工业的发展和应用得以实现。
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1.前级uf
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2.一级ro
水中加入还原剂na2so3（加药量为水中余氯值的1.8倍）以防止余氯氧化腐蚀ro膜，加入阻垢剂（加药量为5ppm）以防止caco3 、caso4等在ro膜上结垢，再经5μm保安过滤器后由高压泵打进一级ro。一级ro有4组，均为2芯装的膜壳。呈（3+1）排列，膜容器由frp（玻璃钢）制成，每根内装2个ro膜元件，总共为8个ro膜元件，进水16m3/h，透过水8m3/h，浓缩水排放，回收率为50%，脱盐率＞90%（初始脱盐率＞99%），操作压力1.55mpa。ro膜元件采用海德能公司生产的芳香聚酰胺复合反渗透膜，膜元件平均脱盐率99.5%。
3.二级ro
一级ro水箱出水中一部分进入a系统，先加naoh（cp级）调节ph为8.2-8.6，使水中co2生成hco3- ，被二级ro除去，以减轻混床离子交换的负担，采用二级ro可以使混床再生周期延长一倍，减少再生酸碱耗量，并可进一步去除toc和胶体物质。二级ro共5根膜容器，每根容器内装1支ro膜元件，共5支ro膜元件，进水8m3 /h，出水5m3/h，浓水排至超滤水箱，回收率约为70%，脱盐率＞70%(初始脱盐率＞80%)，ro膜元件采用海德能公司反渗透膜，型号与一级ro膜元件相同。
4.微滤
本系统的微滤可分为三类，类为前级uf、ro前的保安过滤器，用于去除水中的悬浊物微粒，降低水的sdi值，滤芯为pp（聚丙烯）膜摺迭式滤芯，孔径为5μm或3μm。第二类在离子交换后，用于滤除离子交换树脂碎片，滤芯为pp膜折叠式滤芯，孔径为1μm。第三类在uv杀菌器后，用于滤除微生物尸体，滤芯为折叠式滤芯，孔径为0.45μm或0.22μm--集成电路用高纯水装置，
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