纯水的制备工艺及一般行业标准

超纯水设备方案设计指南 第一章 概论（三）

1.5：纯水的制备工艺

纯水制备的工艺主要由预处理+核心处理+辅助处理三部分工艺组成。

纯水制备的预处理工艺主要由混凝沉淀，气浮，氧化加药，还原加药，阻垢加药，pH调节，温度调节，石英砂过滤，活性炭过滤，多介质过滤，除铁锰过滤，树脂吸附（软化），脱气，精密过滤，超滤等工艺根据需要组合而成。工艺简介如下，

混凝沉淀：通过投加混凝药剂，降低原水中特定离子浓度，但是会增加AL（3+），SO4(2-)等离子的浓度，属于污水处理范畴，针对较差水质，一般只使用低剂量药剂。

气浮：强化水体固液/液液分离，降低浊度及悬浮物指标。

氧化加药：针对原水中还原性物质及藻类细菌进行处理，降低微生物污染的影响。杀菌剂分氧化杀菌剂和非氧化杀菌剂，而氧化剂而不单纯只用来杀菌，一般用来杀菌。

还原加药：针对原水中的余氯残留，臭氧消毒残留及可能存在的氧化加药残留进行处理，预防氧化性物质对后段膜系统的影响。

阻垢加药：针对系统可能存在的矿物质结垢风险进行处理，提高系统的运行稳定性。

pH调节：针对原水酸碱不稳定或偏离中性过大情况进行处理，保证系统稳定运行。多级反渗透运行过程中，一般在前端反渗透出水之后加碱，调节后端进水pH至7.3-7.5弱碱性，以提高后端反渗透系统产水比例。

混凝沉淀，氧化加药，还原加药，阻垢加药，pH调节一般都是通过加药装置也进行处理。

温度调节：换热器，纯水系统常用板式换热器，主要针对反渗透产水量对温度的敏感性。受限于其能效转换，一般只在北方低温或有多余热源补充的地区使用。

石英砂过滤：截留，吸附泥沙，胶体，金属离子以及有机物，降低水的浊度。

活性炭过滤：吸附电解质离子和有机物，可以去除水中的异色，广谱吸附剂。

多介质过滤：填充两种以上过滤介质，可以有效的除去悬浮杂质使水澄清。

除铁锰过滤：曝气，氧化铁锰离子，吸附，过滤去除铁锰离子。

石英砂，活性炭，多介质，出铁锰过滤都属于机械过滤范畴，常采用玻璃钢或碳钢容器。

袋式过滤：精密过滤的一种，常选用5μm精度过滤，起保安过滤作用。

PP熔喷滤芯过滤：精密过滤的一种，常选用5μm精度过滤，起保安过滤作用。

盘式过滤：高效过滤器，常选用50/100μm精度过滤，适合大流量设备。

超滤：中空纤维膜过滤技术，常选用0.01μm精度过滤，起保安过滤作用，成本较高。

袋式过滤和PP熔喷滤芯过滤都属于精密过滤范畴，起保安过滤作用。盘式过滤器高精度过滤（20-50μm孔径）时亦属于精密过滤范畴，因其大流量过滤的特性，一般不单独作为保安过滤作用，而常采用50/100/150/200μm过滤精度，配合超滤共同起保安过滤作用。

树脂吸附：以交换离子树脂为载体，对特定离子起交换吸附作用。最常见的为对钙镁离子处理的软化工艺，其装置称为软化器。在半导体超纯水设备中还常设置针对硼元素的树脂吸附装置。

脱气：预处理的脱气常采用脱气塔装置，配合软水工艺或者可能使用的阴阳床核心处理工艺，主要针对CO2的去除。随着反渗透处理工艺的盛行，脱气塔装置使用场景正越来越少。但是脱气膜装置在超纯水设备中后段工艺的运用越来越广泛。

纯水制备的核心处理工艺主要由阴阳树脂床（复床），反渗透，EDI，抛光树脂床（混床）等工艺组合而成，必要时采用多级串联形式以提高处理精度。工艺简介，略。

纯水制备的辅助处理工艺主要由pH调节，脱气膜，紫外线杀菌，TOC去除，巴氏杀菌，氮封水箱，终端过滤，循环管路等，按需选用即可。工艺简介如下，

pH调节：区别于预处理的pH调节，中后段pH调节主要为提高反渗透系统综合回收率以及终端出水的酸碱度，以适应最终用水酸碱要求。

脱气膜：略。

紫外线杀菌：使用254（240-280）nm左右波长紫外线破坏细菌病毒中的DNA（脱氧核糖核酸）或RNA（核糖核酸）的分子结构，造成生长性细胞死亡和（或）再生性细胞死亡，达到杀菌消毒的效果。尤其在波长为253.7时紫外线的杀菌作用最强。

TOC去除：使用185nm左右波长更高能量的紫外线，促进水的光解，形成OH-自由基。OH-自由基与水中的有机物(TOC)发生反应，导致有机物氧化成 CO2和 H2O，从而达到去除TOC的目的。

巴氏杀菌：高温快速灭菌法，常用于食品医疗领域纯化水制备过程。

氮封水箱：通过氮封装置，隔绝空气来减少超纯水接触空气的风险，不适用于18M以上水质储存。

终端过滤：采用微孔膜过滤或者超滤，起到可能存在的树脂破损微粒及热源物质的作用，进一步保证出水水质。非半导体行业超纯水常采用0.1/0.22μm精度微孔膜过滤。半导体行业常采用超滤终端过滤。

循环管路：基于流体力学的管路设计，主要适用于半导体生产车间，工业园区，医院等需要中央纯水集成系统的设计，设计及施工复杂，常采用316L/316LN不锈钢，clean-PVC，PVDF，PTFE等管路材质。

1.6：各行业纯水一般标准

区别于生活中纯水主要以纯净水标准为主，工业上的纯水标准不一而足，往往根据自己行业及生产需要来选择设备，所以标准较难形成统一。下面是本人大概罗列的一些常见行业的纯水用水标准，仅供参考。