清華VLSI高純水站設(shè)計(jì)工程

更新時(shí)間：2008-05-12 15:39 來(lái)源：作者: 閱讀：3219

　　一、工程概況

　　清華大學(xué)微電子所高純水站產(chǎn)水用于超大規(guī)模型集成電路（VLSI）清洗工序,，水處理工藝采用了RO和EDI聯(lián)合處理工藝,，是目前最先進(jìn)的環(huán)保型新工藝，是由北京化工大學(xué)設(shè)計(jì),。

　　二,、設(shè)計(jì)原始資料

　　原水水質(zhì)如表所示。

項(xiàng) 目	K⁺	Na⁺	Ca²⁺	Mg²⁺	總Fe	Zn²⁺	Mn²⁺	HCO₃^-
指標(biāo)	2.51	19.4	37.5	15.5	0.05	0.04	0.02	127.3
項(xiàng) 目	Cl^-	F^-	SiO₂	CO₂	總硬度 /德國(guó)度	COD_Mn	pH值
指標(biāo)	23.1	0.55	18.1	4.4	9 3	3.0	7.66

表 VLSI高純水站原水水質(zhì)/（mg/L）

　　VLSI用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（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(gè)/ml；細(xì)菌數(shù)≤0.01個(gè)/ml；出水壓力≥0.25MPa,。

　　產(chǎn)水量 10m³/h,，240m³/d（水溫≥13℃）。

　　三,、工藝流程及主要設(shè)備

　　清華VLSI高純水站工藝流程如圖所示,。

　　1．預(yù)處理系統(tǒng)

　　它包括原水箱、水泵,、絮凝劑加藥泵,、管道混合器、多介質(zhì)過(guò)濾器及反沖洗泵等設(shè)備,。

　　水箱 V=15m³,，F(xiàn)RP材質(zhì)，1個(gè),。

　　水泵 Q=17.5m³/h,，H=539KPa，2臺(tái),。

　　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(zhì)過(guò)濾器 φ1500mm,，Q為17.6m³/h,，濾速為8m/h，2臺(tái)（1用1備）,，除去懸浮物和膠體,。

　　反沖洗泵立式多級(jí)泵，每次反沖洗10min,。

　　5mmMF裝置它是保證RO的進(jìn)水SDI必須達(dá)到其規(guī)定值,，即SDI＜4。

　　2．RO系統(tǒng)

　　它包括高壓泵,、RO組件,、清水系統(tǒng)及中間水箱等,。

　　高壓泵為RO運(yùn)行提供所需的進(jìn)水壓力,，Q=18m³/h，H=1.2MPa,，2臺(tái),。

　　RO系統(tǒng)采用一級(jí)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(gè)壓力容器,，1段產(chǎn)水量為13.2m³/h，回收率為75%,，2段產(chǎn)水量為11.2m³/h,，回收率為85%。RO組件選用美國(guó)海德能公司生產(chǎn)的芳香族聚酰胺膜ESPA3型膜組件,，它是超低壓節(jié)能型復(fù)合膜,，其外徑/長(zhǎng)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(lèi),，同時(shí)去除大分子有機(jī)物及前段剩余的小微粒等,。

　　為了確保RO的正常運(yùn)行，在RO前設(shè)UV殺菌器,，UV殺菌器的處理量為17.6m³/h,，波長(zhǎng)為254nm，強(qiáng)度為30000mWS/cm²,，殺菌率為99%,。并設(shè)阻垢劑投加系統(tǒng)，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(diào)節(jié)一段RO出水pH值為7.83,，NaOH設(shè)計(jì)投加量為4.5mg/L,。RO產(chǎn)水存入中間水箱。

　　RO系統(tǒng)還設(shè)有清洗系統(tǒng),，包括水箱,、清洗泵、5mm過(guò)濾器等,，同時(shí)也可用于對(duì)EDI進(jìn)行清洗,。

　　兩段RO出水水質(zhì)為：電導(dǎo)率＜10ms/cm，SiO₂＜500mg/L,，TOC＜50mg/L,。

　　3．EDI和脫氧膜系統(tǒng)

　　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(dòng)力升壓,，采用立式多級(jí)泵2臺(tái)（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(chǎn)水量為10.7m3/h,，回收率為95％,，EDI為進(jìn)口組件。EDI產(chǎn)水水質(zhì)為：電阻率＞17.5MW·cm,，SiO₂＜20mg/L,。

　　系統(tǒng)設(shè)有一臺(tái)脫氧膜組件，產(chǎn)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(tái)2BV5型液環(huán)式真空泵,，真空值為6.65kPa，抽真空體積流量為120m3/h,。

　　4．循環(huán)后處理系統(tǒng)

　　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(jí)泵，Q為13.8m³/h,，H為735kPa,，2臺(tái)（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(qiáng)度＞80000mWS/cm²,，出水TOC＜10mg/L。

　　高純水精混床分兩組,，每組3臺(tái)串聯(lián),，共6臺(tái),，單臺(tái)產(chǎn)水量為5m³/h,，設(shè)計(jì)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(tái),，最大產(chǎn)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(qiáng)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(hù)用水點(diǎn)的水壓穩(wěn)定,。

　　最終出水水質(zhì)：TOC＜2mg/L,，電阻率＞18MW·cm，溶解氧＜4mg/L,。

　　四,、運(yùn)行情況

　　本工程采用了RO-EDI最先進(jìn)的高純水制備工藝，在國(guó)內(nèi)應(yīng)用也剛剛開(kāi)始,。

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