一、水处理通用核心基本知识

1. 水处理核心水质指标（半导体超纯水重点关注标红项）

• 物理指标：电阻率 / 电导率（反映离子含量，超纯水用电导率＜0.055μS/cm）、浊度 / 悬浮物（SS，超纯水浊度＜0.01NTU）、温度、色度；
• 化学指标：pH、总溶解固体（TDS）、总有机碳（TOC，超纯水≤10ppb）、氨氮、重金属离子（超纯水各金属离子≤0.1ppb）、硅（活性硅 / 总硅，超纯水≤0.5ppb）；
• 微生物指标：细菌总数（超纯水≤1CFU/mL）、内毒素（超纯水≤0.03EU/mL）；
• 其他指标：溶解氧（DO，超纯水≤10ppb）、溶解二氧化碳（CO₂）。

2. 水处理核心工艺分类（按功能划分，超纯水为多工艺组合）

3. 水处理核心分离原理

• 膜分离：利用膜的孔径 / 选择性，实现物质分离（如 RO 膜截留离子 / 有机物、UF 膜截留胶体 / 细菌）；
• 离子交换：利用树脂的离子交换能力，吸附水中阴 / 阳离子（如混床树脂去除微量离子）；
• 吸附：利用吸附材料（活性炭、分子筛）的孔隙，吸附有机物、余氯、异味（如活性炭去除余氯 / TOC）；
• 氧化分解：利用氧化剂 / 光能，将有机物分解为 CO₂和水（如 UV 氧化降解 TOC、臭氧杀菌）。

二、半导体工业超纯水配套核心体系

1. 半导体超纯水系统整体工艺流程图（标配版，适配晶圆制造）

注：封装测试类半导体产线可适当简化（如单级 RO+EDI + 精处理），晶圆制造（12 英寸 / 先进制程）需增加超纯化柱、终端微滤等抛光单元。

2. 各环节核心单元工艺（半导体超纯水专属要求 + 设备）

（1）预处理单元：超纯水的 “基础保障”，杜绝后续工艺污染 / 堵塞

• 多介质过滤（MMF）：滤料为石英砂 + 无烟煤，去除原水中≥10μm 的悬浮物、泥沙，降低浊度至＜1NTU；
• 活性炭过滤（ACF）：采用椰壳颗粒活性炭（吸附效果最好），核心去除余氯（Cl₂）、氯胺（RO 膜 / EDI 树脂的 “天敌”，余氯＞0.1mg/L 会快速氧化膜 / 树脂），同时吸附部分 TOC、有机物、异味，出水余氯＜0.01mg/L；
• 精密过滤（保安过滤）：采用 5μm→1μm 的折叠式滤芯，去除水中≥1μm 的微粒、胶体，保护后续 RO 膜不被划伤 / 堵塞；
• 软化（可选）：原水硬度高时（Ca²+/Mg²+＞200mg/L），采用钠离子交换树脂软化，防止 RO 膜结垢，出水硬度＜50mg/L；
• 超滤（UF，0.02μm，标配）：半导体超纯水预处理必配，去除水中≥0.02μm 的胶体、细菌、大分子有机物，出水 SDI＜2，大幅提升后续 RO 膜的使用寿命。

（2）脱盐核心单元：RO+EDI（半导体超纯水标配脱盐组合）

• 一级 + 二级反渗透（ROⅠ+ROⅡ，双级 RO）
  ✅ 核心要求：采用低压 / 超低压芳香族聚酰胺复合膜（耐污染、脱盐率≥99.8%），双级 RO 串联（一级 RO 出水进入二级 RO，进一步脱盐），出水电阻率≥5MΩ・cm、TDS＜5mg/L、TOC＜50ppb；
  ✅ 专属设计：RO 系统采用全自动化控制（高压泵、保安过滤器、高压阀组联动），配备在线监测仪表（电导率、pH、压力、流量），设置浓水回流（提高水利用率，半导体超纯水系统水利用率≥75%），膜组件采用卫生级不锈钢压力容器；
• 电去离子（EDI）
  ✅ 核心原理：将离子交换树脂与电渗析结合，在电场作用下，树脂吸附的离子通过膜迁移至浓水室，无需投加酸碱再生（无二次污染，适配半导体清洁生产）；
  ✅ 核心要求：采用半导体级 EDI 模块（树脂填充量高、膜片选择性好），进水为二级 RO 出水（电阻率≥5MΩ・cm、TOC＜50ppb、SDI＜1），出水电阻率≥15MΩ・cm、各金属离子≤1ppb；
  ✅ 优势：相比传统混床，无需再生、运行稳定、连续供水，是半导体超纯水脱盐的 “核心设备”。

（3）精处理 / 抛光单元：达到 18.2MΩ・cm 电子级标准

• 抛光混床
  ✅ 核心要求：采用核级混床树脂（阳树脂 + 阴树脂按 1:2 配比，无硅泄漏），树脂装填在卫生级不锈钢柱中，出水电阻率≥18.2MΩ・cm，去除 EDI 残留的微量离子；
  ✅ 专属设计：采用无死角设计，防止树脂污染 / 细菌滋生，出水端配备精密过滤芯，杜绝树脂颗粒泄漏；
• UV-TOC 降解器（185nm+254nm 双波长紫外线）
  ✅ 核心功能：254nm 紫外线杀菌（杀灭水中细菌、微生物），185nm 紫外线产生羟基自由基，将水中微量 TOC 氧化分解为 CO₂和水（TOC 从 50ppb 降至≤10ppb），是半导体超纯水降解 TOC 的标配；
• 脱气膜（脱 DO/CO₂，标配）
  ✅ 核心问题：水中溶解氧（DO）、二氧化碳（CO₂）会降低电阻率（CO₂与水反应生成 H⁺/HCO₃⁻），半导体超纯水要求 DO≤10ppb；
  ✅ 核心原理：采用中空纤维脱气膜，膜一侧为超纯水，另一侧为真空 / 氮气，利用浓度差将水中的 O₂、CO₂脱除，出水 DO≤5ppb、CO₂≤10ppb；
• 终端精滤 / 超滤
  ✅ 核心要求：采用0.02μm 超滤膜（UF）或0.1μm 微滤膜（MF），去除水中的细菌、微粒（≥0.05μm），出水微粒≤10 个 / L、细菌总数≤1CFU/mL，安装在用水点前端（终端抛光）。

（4）后处理与循环单元：防止输送过程水质衰减

• 循环管路：采用卫生级 UPVC、PVDF 或 PTFE 管材（无离子溶出、光滑不挂壁），管路设计为闭式循环（无空气接触），循环流速≥1.5m/s（防止细菌滋生）；
• 在线监测与控制：在超纯水系统的 ** 各关键节点（RO 出水、EDI 出水、抛光出水、用水点）** 安装在线监测仪表：电阻率 / 电导率仪、TOC 分析仪、微粒计数器、细菌在线监测仪、DO 分析仪，数据实时传输至中控系统，超标自动报警并切换备用系统；
• 恒压供水：采用卫生级变频水泵，保证用水点的压力稳定（0.2~0.4MPa），满足半导体生产的连续供水要求；
• 回用处理：半导体生产的回用水（浓水、尾水、清洗水）收集后，进入回用水处理系统（多介质过滤 + UF+RO），处理后回用到超纯水系统的预处理进水，提高水利用率（半导体超纯水系统整体水利用率≥80%）。