清华VLSI高纯水站设计工程
更新时间：2008-05-12 15:39
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一、工程概况
清华大学微电子所高纯水站产水用于超大规模型集成电路（VLSI）清洗工序，水处理工艺采用了RO和EDI联合处理工艺，是目前最先进的环保型新工艺，是由北京化工大学设计。
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二、设计原始资料
原水水质如表所示。
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表 VLSI高纯水站原水水质/（mg/L）
VLSI用水水质标准（mg/L）如下：
微量离子（如K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Mn2+、Fe2+、Fe3+、Zn2+、Cl-）≤0.5；总金属离子≤1；SiO2≤5；TOC≤10；溶解氧≤30；电阻率≥18MW·cm；微粒（＞0.1mm）≤5个/ml；细菌数≤0.01个/ml；出水压力≥0.25MPa。
产水量 10m3/h，240m3/d（水温≥13℃）。
三、工艺流程及主要设备
清华VLSI高纯水站工艺流程如图所示。
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1．预处理系统
它包括原水箱、水泵、絮凝剂加药泵、管道混合器、多介质过滤器及反冲洗泵等设备。
水箱 V=15m3，FRP材质，1个。
水泵 Q=17.5m3/h，H=539KPa，2台。
絮凝剂投加装置、药箱、加药泵（电磁隔膜泵），PAC投加量为10mg/L。
管道混合器使原水与絮凝剂快速充分混合生成絮状物。
多介质过滤器 φ1500mm，Q为17.6m3/h，滤速为8m/h，2台（1用1备），除去悬浮物和胶体。
反冲洗泵立式多级泵，每次反冲洗10min。
5mmMF装置它是保证RO的进水SDI必须达到其规定值，即SDI＜4。
2．RO系统
它包括高压泵、RO组件、清水系统及中间水箱等。
高压泵 为RO运行提供所需的进水压力，Q=18m3/h，H=1.2MPa，2台。
RO系统采用一级2段脱盐，1段RO压力容器排列按2∶1，2段RO压力容器排列按1∶1，共5个压力容器，1段产水量为13.2m3/h，回收率为75%，2段产水量为11.2m3/h，回收率为85%。RO组件选用美国海德能公司生产的芳香族聚酰胺膜ESPA3型膜组件，它是超低压节能型复合膜，其外径/长度=φ201.9/1016mm，有效膜面积为37.16m2，脱盐率98%，操作压力1.05MPa。RO主要去除水中溶解盐类，同时去除大分子有机物及前段剩余的小微粒等。
为了确保RO的正常运行，在RO前设UV杀菌器，UV杀菌器的处理量为17.6m3/h，波长为254nm，强度为30000mWS/cm2，杀菌率为99%。并设阻垢剂投加系统，阻垢剂采用Flocon260型，投加量为2.4mg/L，或PTPO100型投加量为1mg/L。为去除CO2在两段RO之间投加NaOH调节一段RO出水pH值为7.83，NaOH设计投加量为4.5mg/L。RO产水存入中间水箱。
RO系统还设有清洗系统，包括水箱、清洗泵、5mm过滤器等，同时也可用于对EDI进行清洗。
两段RO出水水质为：电导率＜10ms/cm，SiO2＜500mg/L，TOC＜50mg/L。
3．EDI和脱氧膜系统
它包括中间泵、EDI装置、脱氧膜组件及真空泵等。中间泵为EDI和脱氧膜装置提供动力升压，采用立式多级泵2台（1用1备），Q为11.2m3/h，H为490kPa。
选用流量为<, /SPAN>11.46m3/h的EDI组件，其产水量为10.7m3/h，回收率为95％，EDI为进口组件。EDI产水水质为：电阻率＞17.5MW·cm，SiO2＜20mg/L。
系统设有一台脱氧膜组件，产水量为10.7m3/h，包括6根脱氧膜组件，4X28-X4型，分两组，每组三段串连，除氧率为99.58％，出水含氧量为30mg/L以下。脱氧膜配有一台2BV5型液环式真空泵，真空值为6.65kPa，抽真空体积流量为120m3/h。
4．循环后处理系统
它包括高纯水箱、高纯水泵、去除TOC的185nmUV装置、高纯水精混床、UF装置、回水UV杀菌器、回水背压阀等。
高纯水泵系立式多级泵，Q为13.8m3/h，H为735kPa，2台（1用1备），采用变频供水，压力0.25MPa。
185nmUV杀菌器，处理水量为13.8m3/h，照射强度＞80000mWS/cm2，出水TOC＜10mg/L。
高纯水精混床分两组，每组3台串联，共6台，单台产水量为5m3/h，设计流速为40m/h，出水电阻率＞18MW·cm。
终端采用中空纤维式NTU-3306-K6R型UF装置1台，最大产水量为15m3/h，切割分子量MWCO 6000 Dalton。
回水UV杀菌装置，处理水量3m3/h，照射强度＞30000mws/cm2，使用寿命8750h，杀菌率＞99%。
纯水箱用氮密封以防再污染。
回水背压阀可保证用户用水点的水压稳定。
最终出水水质：TOC＜2mg/L，电阻率＞18MW·cm，溶解氧＜4mg/L。
四、运行情况
本工程采用了RO-EDI最先进的高纯水制备工艺，在国内应用也刚刚开始。
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