超纯水制造系统中关于TOC的去除检测和控制管理_精品文档资料下载.pdf

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冬季的TOC会显著上升；

暴雨季节的TOC会明显高于晴好天气，上海地区的自来水中的TOC在235mg,之间。

为了节约用水半导体工厂的纯水制造系统普遍会设有回收水处理，而回收水的水质是影响纯水投药到沉淀池出水浊度反馈约需2h调节滞后严重，浊度反馈形同虚设，建议在沉淀池前段设立浊度反馈或采用FCD等方式反馈控制投药量，加快SCD的调节速度。

（2）目前该系统采用流量控制频率，SCD检测值控制冲程对于水厂取水流量比较稳定，而原水浊度相对变化较大，加药泵的冲程是机械调节，而变频器是电流调节电机可无级调速，使用SCD控制冲程会增加机械磨损，降低设备的寿命，建议采用流量控制冲程而SCD控制频率可延长设备寿命。

4小结流动电流混凝投药控制系统以单一的SCD值控制投药，具有设备简单，调节快速的优点，但在日常的运行管理中，还需要根据具体的水质条件、净水系统的特点和运行机制制定相应的运行方案和管理维护措施，进行合理的设置和科学的维护，并在生产实践中不断探索、改进，使系统能够优化运行，保证最佳的混凝效果。

收稿日期：

2005517第一作者简介：

（1971一），1994年华东理lT大学化学lT程专业毕业，汕头市自来水总公司水质科副科长，高级T程师，从事水质检验和水处理，主攻水处理新技术的研究及水质分析方法的开发。

电话：

13502738263；

E-mail：

Tony-chan163net一17维普资讯http:

/超纯水制造系统中关于TOC的去除、检测和控制管理Vo125No32006制造系统的重要因素回收水的TOC的波动和生产工艺有直接关系，在工艺设备安装时。

二次配管是否准确连接以及工艺设备是否正确调试将对回收水的TOC有很大的影响除了以上两个因素外。

还有一个比较容易忽视的。

就是超纯水制造系统本身产生的TOC对超纯水制造系统的影响。

譬如离子交换树脂、反渗透膜、超滤膜产生的TOC，各类槽罐、配管等产生的TOC。

脱碳酸塔风机将环境中的有机物带入纯水制造系统。

在正常情况下，离子交换树脂，反渗透膜等产生的TOC通过纯水制造系统一系列的处理流程后，不会给系统产生影响。

但是当更换新树脂、超滤膜因清洗不充分或者未有效控制自来水中的余氯、回收水中的双氧水导致反渗透膜的氧化，或树脂的氧化等将给纯水制造系统带来严重后果。

如果在脱碳酸塔周围进行油漆涂料施工。

将导致环境中挥发的有机物通过脱碳酸塔的吸引风扇被带入超纯水制造系统同样使得超纯水的TOC明显上升。

2TOC的去除方法在超纯水制造系统中一般去除TOC的方法有：

预处理中包括絮凝气浮过滤、超滤、活性炭、离子交换等；

回收水处理系统中包括活性炭、生物滤池处理、UV等；

一次纯水处理系统中包括反渗透、脱气、离子交换等；

精（抛光）处理系统中包括UV、离子交换等。

絮凝气浮过滤、以及超滤可以很好的去除悬浮物、胶体、高分子量溶解性的有机物从对TOC的分析来看，能够去除15左右的有机物；

预处理中的活性炭可以比较好地去除溶解性有机物一般可以去除有机物30左右：

但是回收系统的活性炭对有机物的去除率较低主要是因为回收系统的有机物的分子量较小，不易吸附，活性炭吸附的主要目的是为了去除氧化性物质，比如说双氧水：

离子交换树脂可以去除离子性的有机物。

下面就生物滤池处理、反渗透膜、脱气膜、UV去除TOC进行详细说明。

生物滤池处理TOC主要应用在回收系统，滤池有两层滤料组成，上层是活性炭，下层是砾石，为了防止滤池堵塞，部分处理水需反复循环，它可以将TOC35mgL的水样处理到200gL左右，处理水还需经过超滤膜过滤以去除处理水中的颗粒和微生物，但目前大都已经在源头上将高TOC浓度的水进行分流，因此这种方法的应用越来越少。

一18一反渗透（RO）是超纯水制造系统中对TOC去除率最高的一种方法，有机物分子量的大小，直接影响RO对其的去除率。

一般分子量小于5O去除率非常差，5O一1o0去除率较好，分子量大于100，去除率非常好。

一般一级反渗透对TOC的去除率在90以上。

二级反渗透对TOC的去除率会明显下降，主要是因为进入二级反渗透的TOC分子量较小，反渗透膜已经比较难于将其去除，目前很多是通过提高二级反渗透入口的pH值，来提高对TOC的去除率。

脱气膜可以有效的去除VOC（volatileorganiccarbon），即挥发性有机物，包括氯仿、溴氯甲烷、二甲苯等。

常规的脱气装置对VOC的去除率在2343：

脱气膜装置对VOC的去除率在80。

这也就是为什么在采用脱气膜装置前，超纯水的T0C维持在lOw#以下非常困难而现在能够将超纯水的TOC维持在1以下。

UV主要应用在精（抛光）处理系统中对微量T0C的去除。

它对TOC的分解是一个很复杂的现象，最重要的是UV照射到水中，产生羟基，而羟基是最强的氧化剂之一，它可以氧化TOC，使之分解成二氧化碳和水。

图1是目前半导体工厂比较常规的超纯水制造系统中TOC的去除流程及各点的浓度。

而面网塑竺兰望五蒙菇广g几I旦=二r一前处理系统包括絮凝，气浮，过滤，脱碳酸塔一次纯水系统包括加热器，保安过滤器No1RONo2RONo3RO脱氧膜MB超纯水系统包括冷却器UV抛光树脂，超滤膜回收系统包括活性炭塔阴离子树脂塔图1常规超纯水制造系统TOC的去除流程3TOC的检测随着半导体工艺集成度的提高，目前半导体工厂的超纯水系统的TOC基本上要控制在12以下一般采用在线仪器分析，现在分析TOC的仪器主要有两种类型，都是用UV来氧化水样，使之分解成CO和水，由于生成CO后，水中的电导率会变化，通过测定电导率的变化来计算出TOC的值。

测定方法有两种：

无选择性膜的测定方法；

有选择性膜的测定方法；

见图2。

维普资讯http:

/净水技术Vo125No32006图2TO（2的测定方法根据目前的实际经验，方法比方法能够更准确的反映出实际的TOC情况，主要是因为方法将水样直接用UV氧化后测定电导率变化时往往因为水中的微量含氮有机物离子化，干扰氧化前后的电导率，导致TOC值异常。

4TOC的控制管理了解以上内容。

对控制和管理超纯水的TOC将有较明确的方向，因为TOC的来源有三个方面，因此控制管理TOC应从这三方面考虑。

原水一般为自来水，它的TOC一般无法控制，但是了解原水的TOC变化非常重要。

目前有在线的TOC计可以对原水的TOC进行检测。

根据检测结果。

可以适当调整超纯水制造系统的相关处理参数或进行技术改造以达到生产工艺对超纯水的要求。

回收水的TOC的改善将对超纯水制造系统的TOC带来显著的效果，图3是一个回收水TOC改善的一个实例，通过对工艺设备回收水管路的切换，回收水的TOC从3001LgL下降到200gL，最后下降到60gL，通过改善后，超纯水制造系统的TOC从15gL下降到061LgL，大幅度的改善了超纯水的水质。

同时从图中也可以看到，不正确的工艺设备的调试会对回收水的T0C产生很大的影响。

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