清華VLSI高純水站設計工程
更新時間：2008-05-12 15:39
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一、工程概況
清華大學微電子所高純水站產水用于超大規模型集成電路（VLSI）清洗工序，水處理工藝采用了RO和EDI聯合處理工藝，是目前最先進的環保型新工藝，是由北京化工大學設計。
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二、設計原始資料
原水水質如表所示。
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表 VLSI高純水站原水水質/（mg/L）
VLSI用水水質標準（mg/L）如下：
微量離子（如K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Mn2+、Fe2+、Fe3+、Zn2+、Cl-）≤0.5；總金屬離子≤1；SiO2≤5；TOC≤10；溶解氧≤30；電阻率≥18MW·cm；微粒（＞0.1mm）≤5個/ml；細菌數≤0.01個/ml；出水壓力≥0.25MPa。
產水量 10m3/h，240m3/d（水溫≥13℃）。
三、工藝流程及主要設備
清華VLSI高純水站工藝流程如圖所示。
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1．預處理系統
它包括原水箱、水泵、絮凝劑加藥泵、管道混合器、多介質過濾器及反沖洗泵等設備。
水箱 V=15m3，FRP材質，1個。
水泵 Q=17.5m3/h，H=539KPa，2臺。
絮凝劑投加裝置、藥箱、加藥泵（電磁隔膜泵），PAC投加量為10mg/L。
管道混合器使原水與絮凝劑快速充分混合生成絮狀物。
多介質過濾器 φ1500mm，Q為17.6m3/h，濾速為8m/h，2臺（1用1備），除去懸浮物和膠體。
反沖洗泵立式多級泵，每次反沖洗10min。
5mmMF裝置它是保證RO的進水SDI必須達到其規定值，即SDI＜4。
2．RO系統
它包括高壓泵、RO組件、清水系統及中間水箱等。
高壓泵 為RO運行提供所需的進水壓力，Q=18m3/h，H=1.2MPa，2臺。
RO系統采用一級2段脫鹽，1段RO壓力容器排列按2∶1，2段RO壓力容器排列按1∶1，共5個壓力容器，1段產水量為13.2m3/h，回收率為75%，2段產水量為11.2m3/h，回收率為85%。RO組件選用美國海德能公司生產的芳香族聚酰胺膜ESPA3型膜組件，它是超低壓節能型復合膜，其外徑/長度=φ201.9/1016mm，有效膜面積為37.16m2，脫鹽率98%，操作壓力1.05MPa。RO主要去除水中溶解鹽類，同時去除大分子有機物及前段剩余的小微粒等。
為了確保RO的正常運行，在RO前設UV殺菌器，UV殺菌器的處理量為17.6m3/h，波長為254nm，強度為30000mWS/cm2，殺菌率為99%。并設阻垢劑投加系統，阻垢劑采用Flocon260型，投加量為2.4mg/L，或PTPO100型投加量為1mg/L。為去除CO2在兩段RO之間投加NaOH調節一段RO出水pH值為7.83，NaOH設計投加量為4.5mg/L。RO產水存入中間水箱。
RO系統還設有清洗系統，包括水箱、清洗泵、5mm過濾器等，同時也可用于對EDI進行清洗。
兩段RO出水水質為：電導率＜10ms/cm，SiO2＜500mg/L，TOC＜50mg/L。
3．EDI和脫氧膜系統
它包括中間泵、EDI裝置、脫氧膜組件及真空泵等。中間泵為EDI和脫氧膜裝置提供動力升壓，采用立式多級泵2臺（1用1備），Q為11.2m3/h，H為490kPa。
選用流量為<, /SPAN>11.46m3/h的EDI組件，其產水量為10.7m3/h，回收率為95％，EDI為進口組件。EDI產水水質為：電阻率＞17.5MW·cm，SiO2＜20mg/L。
系統設有一臺脫氧膜組件，產水量為10.7m3/h，包括6根脫氧膜組件，4X28-X4型，分兩組，每組三段串連，除氧率為99.58％，出水含氧量為30mg/L以下。脫氧膜配有一臺2BV5型液環式真空泵，真空值為6.65kPa，抽真空體積流量為120m3/h。
4．循環后處理系統
它包括高純水箱、高純水泵、去除TOC的185nmUV裝置、高純水精混床、UF裝置、回水UV殺菌器、回水背壓閥等。
高純水泵系立式多級泵，Q為13.8m3/h，H為735kPa，2臺（1用1備），采用變頻供水，壓力0.25MPa。
185nmUV殺菌器，處理水量為13.8m3/h，照射強度＞80000mWS/cm2，出水TOC＜10mg/L。
高純水精混床分兩組，每組3臺串聯，共6臺，單臺產水量為5m3/h，設計流速為40m/h，出水電阻率＞18MW·cm。
終端采用中空纖維式NTU-3306-K6R型UF裝置1臺，最大產水量為15m3/h，切割分子量MWCO 6000 Dalton。
回水UV殺菌裝置，處理水量3m3/h，照射強度＞30000mws/cm2，使用壽命8750h，殺菌率＞99%。
純水箱用氮密封以防再污染。
回水背壓閥可保證用戶用水點的水壓穩定。
最終出水水質：TOC＜2mg/L，電阻率＞18MW·cm，溶解氧＜4mg/L。
四、運行情況
本工程采用了RO-EDI最先進的高純水制備工藝，在國內應用也剛剛開始。
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