超純水

超純水，又稱UP水，電阻率達到18MΩ*cm（25℃）的水。常用于集成電路工業(yè)中用于半導體原材料和所用器皿的清洗、光刻掩模版的制備和硅片氧化用的水汽源等。此外，其他固態(tài)電子器件、厚膜和薄膜電路、印刷電路、真空管等的制作也都要使用超純水。

中文名

超純水

外文名

Ultrapure water

簡介

超純水處理：既將水中的導電介質幾乎去除，又將水中不離解的膠體物質、氣體及有機物均去除至很低程度的水。電阻率大于18MΩ*cm，或接近18.3MΩ*cm極限值（25℃）。

超純水處理，是一般工藝很難達到的程度，采用預處理、反滲透技術、超純化處理以及后級處理四大步驟，多級過濾、高性能離子交換單元、超濾過濾器、紫外燈、除TOC裝置等多種處理方法，電阻率方可達18.25MΩ*cm（25℃）。

超純水是美國科技界為了研制超純材料（半導體原件材料、納米精細陶瓷材料等）應用蒸餾、去離子化、反滲透技術或其它適當?shù)某R界精細技術生產出來的水，這種水中除了水分子（H2O）外，幾乎沒有什么雜質，更沒有細菌、病毒、含氯二惡英等有機物，當然也沒有人體所需的礦物質微量元素。

基本概況

超純水處理是指下列雜質含量極低的水：

①無機電離雜質，如 Ca²⁺、Mg²⁺、Na⁺、K⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、Mn²⁺、Al³⁺、HCO^-、CO₃^2-、SO₄^2-、Cl₂、NO₃^-、NO₂^-、SiO₃^2-、PO₄^3-等；

②有機物，如烷基苯磺酸、油、有機鐵、有機鋁以及其他碳氫化合物等；

③顆粒，如塵埃、氧化鐵、鋁、膠體硅等；

④微生物，如細菌、浮游生物和藻類等；

⑤溶解氣體，如N₂、O₂、CO₂、H₂S等。超純水中電離雜質的含量用水的電阻率數(shù)值來衡量。理論上，純水 中只有H離子和OH離子參加導電。在25℃時超純水的電阻率為 18.3（兆歐·厘米），一般約為15～18（兆歐·厘米）。

超純水中有機物含量由測定有機物碳含量而定，電子工業(yè)超純水中規(guī)定含量為50～200微克/升，并要求直徑大于1微米的顆粒性物質每1毫升內含量為1～2個，微生物每1毫升為0～10個?，F(xiàn)代采用預處理、電滲析、紫外線殺菌、反滲透、離子交換、超濾和各種膜過濾技術等，使超純水的電阻率在25℃時達到18（兆歐·厘米）。

依各種原水水質和用戶要求的不同，超純水的制備工藝大體可分為預處理、脫鹽和精處理三步。

預處理

包括砂濾、多介質過濾、軟化、加氯、調節(jié)pH、活性碳過濾、脫氣等。過濾可除去 1～20微米大小的顆粒，軟化和調節(jié)pH可防止反滲透膜結垢，加氯是殺菌?；钚蕴歼^濾是除去有機物和自由氯，脫氣是清除溶于水中的CO₂等。

脫鹽

包括電滲析、反滲透、離子交換。電滲析的原理是在外加直流電場作用下利用陽離子和陰離子交換膜對離子選擇性透過，脫鹽率可達95%以上。反滲透是滲透現(xiàn)象的逆過程，在濃溶液上加壓力，使溶劑從濃溶液一側通過半透膜向稀溶液一側反向滲透，脫鹽可達98%，并能除去99%的細菌顆粒和溶解在水中的有機物。離子交換的原理是當水通過陽離子交換樹脂時，水中的陽離子被陽離子交換樹脂吸附，樹脂上可交換的陽離子如H離子被置換到水中，并和水中的陰離子結合成相應的無機酸，如

超純水

這種含有無機酸的水，當下一步通過陰離子交換樹脂層時，水中的陰離子被陰離子交換樹脂吸附。

精處理

樹脂上可交換的陰離子如OH^-離子被置換到水中，并與水中的H⁺離子結合成水，即

超純水

精處理 ?包括紫外線殺菌、終端膜過濾和超濾。紫外線殺菌是因生物體的核酸吸收紫外線光的能量而改變核酸自身結構，破壞核酸功能而使細菌死亡。殺菌的光譜波長為2600埃（260nm）。各種膜過濾能除掉直徑大于 0.2微米的顆粒，但對于清除有機物則不如反滲透和超濾有效。超濾是把各種選擇性的分子分離。在超濾過程中，水在壓力下流過一個卷式或中空纖維膜棒。膜孔徑在10～200埃范圍內，薄膜厚度為0.1～0.5微米，附在一個中孔的纖維棒內壁上，超濾能除去細菌和0.05微米的粒子。

超純水

工藝流程

超純水，主要工藝流程

⒈預處理----復床 ----混床---拋光樹脂

⒉預處理----反滲透---混床---拋光樹脂

⒊預處理----反滲透----CEDI膜塊----拋光樹脂

傳統(tǒng)超純水制取設備工藝流程：原水—多介質過濾器—活性炭過濾器—一級除鹽—混床—超純水

膜法超純水制取設備工藝流程：原水—超濾—反滲透—EDI—超純水

在膜法工藝中，超濾，微濾替代澄清，石英砂過濾器，活性炭過濾器，除去水中的懸浮物膠體和有機物，降低濁度，SDI，COD等，可以實現(xiàn)反滲透裝置對污水回用的安全，高效運行，以反滲透替代離子交換器脫鹽，進一步除去有機物，膠體，細菌等雜質，可以保證反滲透出水滿足EDI進水的要求，以EDI代替混床深度脫鹽，利用電而不是酸堿對樹脂再生，避免了二次污染。

實驗室用水標準

中國國家實驗室分析用水標準（GB6682-92）《分析實驗室用水規(guī)格和實驗方法》：

區(qū)別介紹

純水是指既將水中易去除的強電介質去除，又將水中難以除去的硅酸等弱電解質去除至一定程度的水。純水的含鹽量在1.0mg/L以下，電導率小于5.0μs/cm。

超純水（高純水）是指將水中的導電介質幾乎全部去除，又將水中不離解的膠體物質、氣體和有機物均去除至很低程度的水。高純水的含鹽量在0. 3mg/L以下，電導率小于0. 2μs/cm。