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        超純水設備的核心部件有哪些?

        2025-06-26

          超純水設備的核心部件是實現水質深度凈化的關鍵,其功能與組合方式直接影響出水純度。以下是設備中起決定性作用的核心部件解析:

          一、預處理單元核心部

          1. 石英砂過濾器

          作用:通過石英砂的物理攔截,去除水中的懸浮物、膠體、泥沙等大顆粒雜質,降低水的濁度,為后續精密處理減輕負荷。

          結構特點:采用多層級石英砂填充,顆粒粒徑從上層粗砂到下層細砂漸變,形成梯度過濾層,提升截污效率。

          2. 活性炭過濾器

          作用:利用活性炭的吸附特性,去除水中的余氯、有機物、異色異味及部分重金屬離子,避免余氯對后續膜元件的氧化損傷。

          材料特性:選用高碘值椰殼活性炭,比表面積大,吸附容量高,可有效降低水中 TOC(總有機碳)含量。

          二、深度凈化核心部件

          1. 反滲透膜(RO 膜)

          作用:作為脫鹽的關鍵部件,通過半透膜的選擇透過性,截留水中 99% 以上的離子、有機物及微生物,使水的電阻率大幅提升。

          技術特點:采用芳香族聚酰胺復合膜,膜孔徑約 0.0001 微米,可承受較高的操作壓力,在電子級用水制備中實現高效脫鹽。

          2. EDI 模塊(電去離子裝置)

          作用:結合離子交換樹脂與電滲析技術,通過電場作用使水中殘留的離子遷移至濃水室,同時利用水電離產生的氫離子和氫氧根離子再生樹脂,實現連續電除鹽,無需化學再生劑。

          結構組成:由陽離子交換膜、陰離子交換膜、濃水室、淡水室及離子交換樹脂填充層組成,可將水質電阻率提升至 15MΩ?cm 以上。

          三、終端處理核心部件

          1. 拋光混床(精混床)

          作用:作為超純水制備的終端處理單元,通過混合陰、陽離子交換樹脂,進一步去除 EDI 出水中殘留的微量離子,使水質電阻率達到 18.2MΩ?cm 的超純標準。

          運行特點:樹脂再生周期長,出水水質穩定,常用于半導體等對水質要求很高的場景。

          2. 精密過濾器(終端過濾器)

          作用:采用微米級孔徑的折疊式濾芯(如 0.1μm 或 0.05μm),去除水中殘留的顆粒物、膠體及微生物殘骸,防止雜質對電子元器件生產工藝的污染。

          濾芯材料:多選用聚偏氟乙烯(PVDF)或聚丙烯(PP)材質,具有低溶出、耐高壓、抗腐蝕的特點。

          四、輔助控制與監測核心部件

          1. 在線水質監測儀表

          類型與功能:

          電阻率儀:實時監測水中離子含量,反映水質純度;

          TOC 檢測儀:監測水中總有機碳含量,控制有機物污染;

          顆粒物計數器:檢測水中≥0.1μm 的顆粒數量,確保水質潔凈度;

          微生物檢測儀:在線監測細菌、內毒素等微生物指標,滿足高精密電子生產需求。

          2. 控制系統與閥門組件

          自動化控制:通過 PLC(可編程邏輯控制器)或 DCS(分布式控制系統),實現設備運行參數(如壓力、流量、電導率)的自動調節與故障報警;

          關鍵閥門:采用氣動或電動隔膜閥、不銹鋼球閥等,避免傳統閥門材質對水質的污染,同時確保控制精度(如 RO 膜的濃水調節閥、EDI 模塊的電壓電流控制器)。

          五、材質與管道系統核心部件

          1. 高純度管材與配件

          材料選擇:超純水輸送管道多采用 316L 不銹鋼(電解拋光處理)或 PVDF(聚偏二氟乙烯)材質,表面粗糙度 Ra≤0.2μm,減少細菌滋生與離子溶出;

          連接方式:采用自動軌道焊接或熱熔對接,避免焊點氧化與泄漏,確保輸水過程中水質不受二次污染。

          2. 循環系統組件

          作用:通過循環泵與回流管道維持超純水的動態流動,防止死水段滋生微生物,同時穩定水質參數;

          設計要點:循環流速通常控制在 1.5m/s 以上,管道坡度與死角設計符合流體力學要求,降低顆粒物沉積風險。

          核心部件的協同作用

          超純水設備的核心部件通過 “預處理→深度脫鹽→終端拋光→在線監測” 的多級工藝串聯,形成完整的水質凈化體系。例如:石英砂與活性炭先去除大顆粒雜質與有機物,RO 膜實現高效脫鹽,EDI 模塊進一步深度除鹽,拋光混床與精密過濾完成終端凈化,而監測儀表與控制系統則實時保障全流程的穩定性。這種模塊化設計既滿足了電子級行業對水質的嚴苛要求,也為設備的維護與升級提供了靈活性,使其在半導體、液晶顯示等精密制造領域中成為不可或缺的技術支撐。

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