專利名稱：制備電子級超純水的設備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電子行業(yè)生產(chǎn)工藝用水領(lǐng)域，具體涉及一種制備電子級超純水的設備。
背景技術(shù)：
集成電路的生產(chǎn)，幾乎每道工序需要超純水進行清洗，工件與水直接接觸，一方面芯片在加工過程中的微量玷污得到清洗，而另一方面純水中的微量雜質(zhì)又可能使芯片再污染，無疑對產(chǎn)品有著極大的影響。隨著集成電路程度的進一步提高，對水中污染物要求亦更為嚴格。目前國內(nèi)大多數(shù)電子行業(yè)用超純水系統(tǒng)由國外公司提供，而由國內(nèi)公司提供的系統(tǒng)無法達到電子級水質(zhì)標準，同時，由于國外公司不清楚國內(nèi)各個區(qū)域原水水質(zhì)狀況，所以系統(tǒng)設計非常繁雜，既不經(jīng)濟，又不方便操作和維護，不利于運行成本的控制。

實用新型內(nèi)容針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型所要解決的技術(shù)問題是，提供一種在產(chǎn)水水質(zhì)達到電子級超純水標準的條件下，操作簡單、成本更低、運行穩(wěn)定的制備電子級超純水的設備。為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用如下的技術(shù)方案一種制備電子級超純水的設備，包括連接自來水的原水箱，原水箱后通過管道依次連接預處理過濾系統(tǒng)、反滲透系統(tǒng)、⑶I系統(tǒng)以及和上述系統(tǒng)電連并控制上述系統(tǒng)的PLC 控制系統(tǒng)；所述預處理過濾系統(tǒng)包括通過管道依次連接的多介質(zhì)過濾器、活性炭過濾器和保安過濾器，所述活性炭過濾器與保安過濾器之間設置有阻垢劑藥箱，該阻垢劑藥箱出口通過管道與保安過濾器進水口連接，且該阻垢劑藥箱管道上設有計量泵；所述反滲透系統(tǒng)包括通過管道依次連接的一級高壓泵、一級反滲透膜組、一級反滲透水箱、二級高壓泵、二級反滲透膜組和二級反滲透水箱，所述一級反滲透水箱和二級高壓泵之間設置有NaOH添加裝置，該NaOH添加裝置出口通過管道與二級高壓泵進水口連接， 所述NaOH添加裝置與二級高壓泵之間的管道上設置有計量泵、PH檢測器；所述⑶I系統(tǒng)包括通過管道依次連接的⑶I膜堆和⑶I水箱；⑶I水箱通過管道連接終端微濾器。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型具有如下優(yōu)點1、本制備電子級超純水的設備采用PLC自動控制水處理及系統(tǒng)清洗，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和控制的精確性，保證了產(chǎn)水水質(zhì)。2、多介質(zhì)過濾器與活性炭過濾器采用上進下出水流方式，過濾效果好且維護檢修方便。3、采用兩級反滲透膜處理，不需要添加大量的化學藥劑和酸堿再生處理，無化學廢液及廢酸、堿排放，無廢酸、堿的中和處理過程，不會造成環(huán)境污染。4、反滲透水箱設置呼吸閥，確保了純水不受外界污染；一級反滲透水箱設置洋流選配功能，使水箱多余水量自動洋流，確保了一級反滲透膜組不需要頻繁啟動。

圖1為本實用新型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；其中，1為原水箱1，2為多介質(zhì)過濾器，3為活性炭過濾器3，4為保安過濾器，5為一級高壓泵，6為一級反滲透膜組，7為一級反滲透水箱，8為二級高壓泵，9為二級反滲透膜組，10為⑶I膜堆，11為⑶I水質(zhì)監(jiān)測儀，12為NaOH添加裝置，13為純水輸送泵，14為二級反滲透水箱，15為⑶I進水泵，16為超純水輸送泵，17為終端微濾器，18為⑶I水箱，19為計量泵，20為阻垢劑藥箱，21為PH檢測儀，22為水質(zhì)檢測儀，23為原水泵。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步的詳細說明參見圖1 :1，原水箱1后通過管道依次連接預處理過濾系統(tǒng)、反滲透系統(tǒng)、⑶I系統(tǒng)，和上述系統(tǒng)電連并控制上述系統(tǒng)的PLC控制系統(tǒng)。預處理過濾系統(tǒng)包括通過管道依次連接的多介質(zhì)過濾器2、活性炭過濾器3和保安過濾器4。多介質(zhì)過濾器2采用三層粒徑慢速過濾，以確保流速控制在13m/h，能夠有效去除水中鐵銹、泥沙、膠體、藻類等雜質(zhì)，將濁度降到5以下?；钚蕴窟^濾器3用于去除水中余氯、亞價鐵、有機物、農(nóng)藥等雜質(zhì)，確保能夠?qū)岫冉档?以下，滿足反滲透膜入水條件。為了保證系統(tǒng)過濾效果及維護檢修方便，多介質(zhì)過濾器2和活性炭過濾器3都不采用中心管模式，而是采用上進下出水流向方式，為了維護方便性，系統(tǒng)過濾器罐體設置有裝卸料孔、 檢修入孔和觀察視窗。保安過濾器4的濾芯可以截留原水帶來的大于5um的顆粒，以防止其進入反滲透系統(tǒng)；這種顆粒經(jīng)高壓泵加速后可能擊穿反滲透膜組件，造成大量漏鹽的情況，同時劃傷高壓泵的葉輪；保安過濾器4中的濾元為可更換卡式濾芯，當保安過濾器4進出口壓差大于設定的值(通常為0.07 — 0. IMPa)時，方便更換；保安過濾器4的外殼為耐腐蝕的不銹鋼材質(zhì)，殼體設計卡箍式聯(lián)接，更改更方便快捷。在原水箱1與多介質(zhì)過濾器2之間設有原水泵23，以確保在原水自來水供水管網(wǎng)無法滿足水壓、水量，或者供水水壓水量不穩(wěn)定的情況下具有穩(wěn)定的系統(tǒng)供水水量和水壓， 原水泵23可設置一套或者兩套，本實施例設置兩套12T/H的原水泵23，在多介質(zhì)過濾器2 進行正反洗時，啟動兩套原水泵23以確保正反洗強度，迅速達到正反洗效果，節(jié)約用水。 活性炭過濾器3與保安過濾器4之間設置有阻垢劑藥箱20，該阻垢劑藥箱20出口通過管道與保安過濾器4進水口連接，且該阻垢劑藥箱20管道上設有19，通過19控制阻垢劑的穩(wěn)定添加，在阻垢計藥箱里設有傳感器，阻垢劑缺藥時系統(tǒng)會自動報警。 反滲透系統(tǒng)包括通過管道依次連接的一級高壓泵5、一級反滲透膜組6、一級反滲透水箱7、二級高壓泵8、二級反滲透膜組9和二級反滲透水箱14。高壓泵采用格南方泵，一級高壓泵5和二級高壓泵8上設置有進水低壓保護開關(guān)和出水高壓保護開關(guān)，以避免高壓泵進水負壓或出水超壓造成損壞。反滲透膜組由4-8臺反滲透裝置通過串聯(lián)、并聯(lián)或串、并聯(lián)組合的方式組成，本實施例一級反滲透膜組6采用6臺美國陶氏反滲透裝置，二級反滲透膜組采用4臺美國陶氏反滲透裝置。美國陶氏反滲透裝置具有高產(chǎn)水量、高抗污染的優(yōu)點， 能夠確保在較低水溫時也能滿足制水水量，去除絕大部分無機鹽、有機物、微生物和細菌， 脫鹽率為98. 5%。一級反滲透水箱7同時作為二級反滲透進水；水箱設置呼吸閥，確保純水不受外界污染；水箱設置溢流選配功能，系統(tǒng)可以選擇一級膜系統(tǒng)不停機運行，水箱多余水量自動溢流以確保預處理及一級模組不需要頻繁啟動。一級反滲透水箱7和二級高壓泵8之間設有NaOH添加裝置12，該NaOH添加裝置 12出口通過管道與二級高壓泵8進水口連接，在NaOH添加裝置12與二級高壓泵8之間的管道上設置有計量泵19、PH檢測儀21 ；NaOH添加裝置12用于加入NaOH溶液，對一級反滲透出水PH值進行調(diào)節(jié)，為保證藥劑能充分混合，在二級高壓泵8進水前加入NaOH溶液。因為一級反滲透出水顯酸性，碳酸氫根在PH低時不穩(wěn)定，易分解成(X)2氣體存在，而反滲透膜對氣體的去除率為0，如果進入后級純水箱，會導致水的電導率上升，腐蝕性增大。⑶I系統(tǒng)包括通過管道依次連接的⑶I膜堆10和⑶I水箱18 ；⑶I水箱18通過管道連接終端微濾器17。⑶I膜堆10選擇美國I0NPURE公司⑶I膜堆，性能穩(wěn)定可靠；⑶I 水箱18選擇采用經(jīng)濟適用的FRP內(nèi)襯PP材質(zhì)，確保水箱溶出不會影響水質(zhì)。在二級反滲透水箱14與CDI膜堆10之間設有CDI進水泵15，CDI水箱18通過超純水輸送泵16將水輸送給終端微濾器17。超純水輸送泵16采用南方泵，泵體材質(zhì)為316L，流量Q=5m3/h，根據(jù)用戶用水量的變化，采用變頻裝置調(diào)節(jié)水泵的轉(zhuǎn)速恒定，供不壓力保持在0. 25Mpa。終端微濾器17采用微濾膜進行過濾，主要分離病毒、細菌、膠體、懸浮物及微細粒子，采用0. 22um 微濾膜，確保。在超純水輸送泵16與終端微濾器17之間設置拋光混床接口，當需要高純度的水質(zhì)時，可增設拋光混床對產(chǎn)水作電子級拋光純化。在原水箱1上設有水位檢測器，在自來水進水管道上設有控制閥，當水位低時自動補水，水位高時自動停止補水，保證原水泵23在非低位啟動。在原水泵23前后分別設有控制閥，該控制閥采用美國fleck控制閥，可設置正反洗周期及時間，正反洗時間及功位選擇由控制閥中的時間控制器自動記錄并控制。在一級反滲透膜組6與一級反滲透水箱7之間、二級反滲透膜組與二級反滲透水箱14之間設有水質(zhì)檢測儀22，以檢測出水水質(zhì)、水量及壓降。在CDI膜堆10與CDI水箱 18之間設有⑶I水質(zhì)監(jiān)測儀11。在多介質(zhì)過濾器2、活性炭過濾器3、阻垢劑藥箱20、一級反滲透水箱7、NaOH添加裝置12、二級反滲透水箱14和⑶I水箱18上分別設有水位傳感
ο在一級反滲透水箱7、二級反滲透水箱14和⑶I水箱18上分別設有呼吸閥；在保安過濾器4與一級高壓泵5之間、一級反滲透膜組6濃水排放出口管道上、一級反滲透水箱 7與PH檢測器之間、二級反滲透膜組濃水排放出口管道上、二級反滲透裝置不合格水排放出口管道上、CDI進水泵15與CDI膜堆10之間分別設有電磁閥；二級反滲透膜組濃水排放出口通過管道與原水箱1進水口連接。保安過濾器4與一級反滲透水箱7通過管道連接，且在其連接管道上設有控制器； 在原水泵23與fleck控制閥之間、多介質(zhì)過濾器2與活性炭過濾器3之間、阻垢劑藥箱20 與保安過濾器4之間、一級高壓泵5與一級反滲透膜組6之間、一級反滲透膜組6濃水排放出口管道上、二級高壓泵8與二級反滲透膜組之間、二級反滲透膜組濃水排放出口管道上、 CDI進水泵15與CDI膜堆10與CDI超純水箱之間分別設有壓力表。[0029]原水泵23、多介質(zhì)過濾器2、活性炭過濾器3、保安過濾器4、電壓表、電磁閥、水位傳感器、一級高壓泵5、二級高壓泵8、水質(zhì)檢測儀22、⑶I水質(zhì)監(jiān)測儀11、PH檢測儀21、計量泵19、純水輸送泵13、⑶I進水泵15、超純水輸送泵16分別與PLC控制系統(tǒng)電連，并由PLC 控制系統(tǒng)控制其動作。PLC選用臺灣永宏MC高功能系列產(chǎn)品，數(shù)據(jù)傳輸可采用GPRS傳輸。 PLC控制系統(tǒng)連接人機界面，人機界面采用臺灣泰克觸摸屏PWS6700T-N/PWS6700T-P，用于顯示系統(tǒng)各種運行狀態(tài)、各種參數(shù)、以及參數(shù)設定等各種人機功能。PLC控制系統(tǒng)依據(jù)所采集的開關(guān)信號、模擬信號、以及人機交互界面?zhèn)鬟^來的控制信號，對于系統(tǒng)各部分的負載進行控制，并對于狀態(tài)進行分析給出合適的報警，并將系統(tǒng)運行狀態(tài)及參數(shù)顯示出來，同時可以通過通訊模塊上傳給中控室的DCS系統(tǒng)，供數(shù)據(jù)保存和狀態(tài)監(jiān)控。整個系統(tǒng)采用全封閉設計，確保避免二次污染的帶入；輸送管網(wǎng)采用進口 PP-H管材，確保產(chǎn)品水輸送溶出盡可能低。本系統(tǒng)操作簡單、使用費用低廉、運行穩(wěn)定，產(chǎn)水水質(zhì)能夠達到國際水平，造價僅為國外系統(tǒng)的40%。
權(quán)利要求1.制備電子級超純水的設備，其特征在于，所述設備包括連接自來水的原水箱，原水箱后通過管道依次連接預處理過濾系統(tǒng)、反滲透系統(tǒng)、CDI系統(tǒng)以及和上述系統(tǒng)電連并控制上述系統(tǒng)的PLC控制系統(tǒng)；所述預處理過濾系統(tǒng)包括通過管道依次連接的多介質(zhì)過濾器、活性炭過濾器和保安過濾器，所述活性炭過濾器與保安過濾器之間設置有阻垢劑藥箱，該阻垢劑藥箱出口通過管道與保安過濾器進水口連接，且該阻垢劑藥箱管道上設有計量泵；所述反滲透系統(tǒng)包括通過管道依次連接的一級高壓泵、一級反滲透膜組、一級反滲透水箱、二級高壓泵、二級反滲透膜組和二級反滲透水箱，所述一級反滲透水箱和二級高壓泵之間設置有NaOH添加裝置，該NaOH添加裝置出口通過管道與二級高壓泵進水口連接，所述 NaOH添加裝置與二級高壓泵之間的管道上設置有計量泵、PH檢測器；所述⑶I系統(tǒng)包括通過管道依次連接的⑶I膜堆和⑶I水箱；CDI水箱通過管道連接終端微濾器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述制備電子級超純水的設備，其特征在于，所述一級反滲透膜組和二級反滲透膜組分別由4-8組反滲透裝置通過串聯(lián)、并聯(lián)或串、并聯(lián)組合的方式組成；在一級反滲透膜組與一級反滲透水箱之間、二級反滲透膜組與二級反滲透水箱之間設有水質(zhì)檢測儀；一級反滲透膜組和二級反滲透膜組分別設有濃水排放出口，二級反滲透膜組濃水排放出口通過管道與原水箱進水口連接；在CDI膜堆與CDI水箱之間設有CDI水質(zhì)監(jiān)測儀。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述制備電子級超純水的設備，其特征在于，所述原水箱與多介質(zhì)過濾器之間設有一套或兩套原水泵，在二級反滲透水箱上設有純水輸水泵，在二級反滲透水箱與CDI膜堆之間設有CDI進水泵，在CDI水箱與終端微濾器之間設有超純水輸送泵。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述制備電子級超純水的設備，其特征在于，所述多介質(zhì)過濾器、活性炭過濾器、阻垢劑藥箱、一級反滲透水箱、NaOH添加裝置、二級反滲透水箱和CDI水箱上分別設有水位傳感器；保安過濾器與一級反滲透水箱通過管道連接，且在其連接管道上設有控制閥；在原水泵與多介質(zhì)過濾器之間、多介質(zhì)過濾器與活性炭過濾器之間、阻垢劑藥箱與保安過濾器之間、一級高壓泵與一級反滲透膜組之間、一級反滲透膜組濃水排放出口管道上、二級高壓泵與二級反滲透膜組之間、二級反滲透膜組濃水排放出口管道上、⑶I進水泵與CDI膜堆與CDI超純水箱之間分別設有壓力表。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述制備電子級超純水的設備，其特征在于，所述一級反滲透水箱、 二級反滲透水箱和⑶I水箱上分別設有呼吸閥；在保安過濾器與一級高壓泵之間、一級反滲透膜組濃水排放出口管道上、一級反滲透水箱與PH檢測儀之間、二級反滲透膜組濃水排放出口管道上、二級反滲透裝置不合格水排放出口管道上、⑶I進水泵與⑶I膜堆之間分別設有電磁閥。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項所述制備電子級超純水的設備，其特征在于，所述原水泵、多介質(zhì)過濾器、活性炭過濾器、保安過濾器、壓力表、電磁閥、水位傳感器、一級高壓泵、 二級高壓泵、水質(zhì)檢測儀、PH檢測器、計量泵、純水輸送泵、CDI進水泵、超純水輸送泵分別與PLC控制系統(tǒng)電連，并由PLC控制系統(tǒng)控制其動作。
專利摘要本實用新型公開了一種制備電子級超純水的設備，該系統(tǒng)包括連接自來水的原水箱，原水箱后通過管道依次連接預處理過濾系統(tǒng)、反滲透系統(tǒng)、CDI系統(tǒng)以及和上述系統(tǒng)電連并控制上述系統(tǒng)的PLC控制系統(tǒng)；本實用新型電子級超純水系統(tǒng)本系統(tǒng)采用PLC自動控制水處理及系統(tǒng)清洗，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和控制的精確性，保證了產(chǎn)水水質(zhì)；在產(chǎn)水水質(zhì)達到電子級超純水標準的條件下，操作簡單、成本更低、運行穩(wěn)定，造價僅為國外系統(tǒng)的40%。
文檔編號C02F9/06GK202080973SQ20112014665
公開日2011年12月21日 申請日期2011年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月10日
發(fā)明者彭軍, 李偉, 馬慶凱 申請人:重慶力德高端水處理設備研發(fā)有限公司