清華VLSI高純水站設(shè)計(jì)工程
更新時(shí)間：2008-12-22 09:52
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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)。
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二、設(shè)計(jì)原始資料
原水水質(zhì)如表所示。
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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。
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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，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)用也剛剛開始。
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