超純水,作為一種非常純凈的水,在眾多高科技領域發(fā)揮著不可或缺的作用。它幾乎不含任何雜質,包括礦物質、微生物、有機物和溶解性氣體等。其制備過程極為復雜且精密,通常需要經過多步的預處理、反滲透、離子交換和超濾等技術。在電子芯片制造中,超純水用于清洗硅片,哪怕是極其微小的雜質顆粒都可能導致芯片短路或性能故障,所以超純水的高純度保障了芯片生產的良率和可靠性。這種非常純凈的特性也使其在制藥行業(yè)意義非凡,用于藥品的生產與配制,避免雜質對藥物活性成分產生影響,確保藥品的質量和安全性達到高標準。離子交換樹脂常用于超純水制取,置換水中陰陽離子。廣東超純水配方技術
連接管道:采用耐酸堿的塑料管道(如 UPVC 或 PVDF)連接清洗水箱、清洗泵和反滲透膜組件,管道直徑根據流量計算確定,同時要保證連接牢固、無泄漏?;瘜W藥劑,酸性清洗劑:如檸檬酸,純度不低于 99%,用于去除鈣、鎂等無機鹽垢。根據膜污染程度,將檸檬酸配制成 0.2% - 0.5%(質量分數)的溶液,例如,對于 5m3 的清洗水箱,需稱取 10 - 25kg 檸檬酸,先在少量水中溶解后再加入清洗水箱并補充水至規(guī)定體積。堿性清洗劑:可選用氫氧化鈉,純度不低于 96%,用于去除有機物和生物膜污染。配制成 0.1% - 0.3%(質量分數)的氫氧化鈉溶液,操作方法同酸性清洗劑配制。氧化劑清洗劑:如過氧化氫(濃度為 30%)或次氯酸鈉(有效氯含量不低于 10%),用于處理生物膜和一些難以氧化的有機物。過氧化氫溶液濃度可配制成 0.1% - 0.3%(體積分數),次氯酸鈉溶液有效氯濃度控制在 200 - 500ppm,配制時需注意安全,在通風良好的環(huán)境下操作并穿戴防護用品。廣東常見的超純水檢測活性炭吸附在超純水制備中去除部分有機與余氯。
紫外線殺菌(UV) 殺菌原理 紫外線殺菌是利用紫外線(主要是 254nm 波長的紫外線)照射破壞微生物的 DNA 結構,使微生物失去繁殖和生存能力。對于水中殘留的細菌、病毒和藻類等微生物,紫外線照射能夠有效地將它們殺滅,從而保證超純水的微生物指標符合要求。 設備配置 紫外線殺菌設備通常由紫外燈、石英套管和反應器組成。紫外燈發(fā)出的紫外線透過石英套管照射在水中,為了確保殺菌效果,要根據處理水量和水質來確定紫外燈的功率和數量,同時要保證水在反應器中的停留時間足夠長,一般在幾秒到幾十秒之間。
儲存容器材質:超純水的儲存容器材質會影響水質。如果容器材質會釋放出雜質,如塑料容器可能會釋放出增塑劑、有機小分子等,玻璃容器可能會釋放出微量的金屬離子,這些都會污染超純水。例如,一些低質量的塑料儲存桶在長期接觸超純水后,會釋放出雙酚 A 等有害物質,降低超純水的純度。輸送管道材質與清潔度:輸送超純水的管道材質同樣關鍵。管道如果會滲出金屬離子、有機物或其他雜質,會影響超純水質量。例如,不銹鋼管道可能會滲出微量的鐵、鉻、鎳等金屬離子,PVC 管道可能會釋放出氯乙烯單體等有機物。而且,管道的清潔程度也很重要,管道內部如果有殘留的污垢、微生物或者上次使用后殘留的其他物質,會污染超純水。超純水的密度與普通水略有差異,受純度影響。
清洗前準備,收集反滲透系統(tǒng)運行數據,包括進水壓力、產水壓力、產水量、脫鹽率等參數在一段時間內的變化曲線,以確定膜性能下降的程度和趨勢。對反滲透膜元件進行取樣分析,可采用掃描電子顯微鏡(SEM)觀察膜表面的污染物形態(tài),通過傅里葉變換紅外光譜(FTIR)分析污染物的化學成分,從而確定主要的污染類型,如無機鹽垢、有機物污染、生物膜污染等。準備清洗設備與藥劑,清洗水箱:選用耐腐蝕、耐酸堿且與清洗液不發(fā)生反應的材質制成的水箱,容量根據膜組件數量和清洗液用量確定,一般要保證有足夠的空間容納清洗液并能進行循環(huán)操作,例如,對于一套處理量為 100m3/h 的反滲透系統(tǒng),清洗水箱容量可選擇 5 - 10m3。清洗泵:泵的流量和揚程應滿足清洗要求,流量一般為膜組件正常運行流量的 1/3 - 1/2,揚程要能克服膜組件和管道的阻力并提供一定的循環(huán)動力,如選用流量為 30 - 50m3/h、揚程為 30 - 50m 的離心泵。超純水的生產系統(tǒng)需具備良好的自動化控制能力。廣東常見的超純水檢測
氣相色譜 - 質譜分析對超純水純度有極高要求。廣東超純水配方技術
庫侖滴定法,原理:樣品消解后,過量的氧化劑用電解產生的二價鐵為還原劑進行庫侖滴定,并用電位法判別滴定終點,根據消耗的電量求出樣品中的 COD 值。適用范圍:適用于各種類型的水樣。優(yōu)點:操作簡便、快速,自動化程度高,無需使用標準溶液滴定,可避免人為誤差。缺點:儀器設備較復雜,成本較高,對水樣的預處理要求較高,且測定結果受水樣中其他可被氧化物質的干擾。測定范圍較窄,精度相對較低,只能求得大體的 COD 范圍,如需準確測量,還需采用其他標準方法。廣東超純水配方技術