電子廠用超純水製造技術
電子廠用超純水製造技術
關鍵字 #超純水 #製程超純水 #水資源
一般來說，除了原水的水質不同，所以需要處理的程度不同以外，各種製程所需之超純水 純度與所要求之水質項目亦不完全相同（表1、2），除了確認及規劃所需處理水量，也必須考慮到未來水源的變化以及廠區的擴增之可能。
就單從原水的前處理單元來看，會需要先將原水中的 SS 及 TOC去除，避免沾附在RO濾膜或是降低離子交換樹脂的比表面積，使得壽命以及處理效果變低。
以前處理來說，先以砂濾、活性碳等過濾的方式對原水進行前處理為常見的方法。但如果原水水質太差則會需要加藥系統對SS、TOC進行混凝處理再過濾（圖1），混凝後的過濾方式有加壓浮除、MF 或 UF 膜等等。
接下來有的設計會直接進行超純水製造流程，或是先行一步採用再生鈉型樹脂置換水中的易結垢的鈣、鎂離子，軟化水質降低後續處理單元的負荷及提高效能。到目前還要有一個觀念就是關於純水與超純水的差別，不論以任何純化方法來去除污染物質，若無法達到18.2 MΩ.cm的水，都稱為「純水」。
例如蒸餾水、逆滲透水等，都屬於純水。而比阻抗值只是代表水中無機鹽類的含量，也並不能表示不含其它種類的污染物質。還是有可能會有微量不確定的有機物、微粒子、微生物等污染物質。故還是需要以TOC、微生物計數器等相關儀器搭配來監測水質。總的來說超純水的定義是指經離子交換樹脂、活性碳、濾膜法去除水中的主要不純物質，而其比阻抗值達到18.2 MΩ.cm的水。
所以電子廠超純水的前段設計一定是以製造純水為第一步後，才在後段進行進一步的處理。而純水系統要去除的污染物目標為水中的鹽類、有機物、溶氧及微粒子。RO 膜的脫鹽率可高達 99%以 上，對於 TOC、微粒子的去除率也高，在連續運轉下可得到良好又穩定的水質。在原水前處理佳的情況下可直接以兩段RO膜來進行（圖2），但遇到鹽類濃度高的原水則需要再加上離子交換設備來進行處理。
近年來有一種新的離子交換技術叫EDI（Elcctrodeionization，圖3）它是一種無化學反應的過程使用直流電連續去除水中離子化和可電離物質的技術。 EDI 通常與RO搭配，是傳統離子交換混合床的替代品。使用電去離子法消除了在混床儲存和處理用於樹脂再生的危險化學品的需要。 由於電力是 EDI 的唯一消耗品，這種方法方法不會產生危險廢液。
將純水處理到超純水水質標準的過程又叫二次處理系統（圖4），設計上除了將目標放在去離子以達到18.2 MΩ.cm的水準外，也會把重心放在循環過程中未使用到的循環水，因為經過供水的中央管路有機會造成微生物的二次污染一般會增加滅菌器再經由離子交換跟UF膜來確保不會有污染物的逃出。
一般來說，除了原水的水質不同，所以需要處理的程度不同以外，各種製程所需之超純水 純度與所要求之水質項目亦不完全相同（表1、2），除了確認及規劃所需處理水量，也必須考慮到未來水源的變化以及廠區的擴增之可能。
就單從原水的前處理單元來看，會需要先將原水中的 SS 及 TOC去除，避免沾附在RO濾膜或是降低離子交換樹脂的比表面積，使得壽命以及處理效果變低。
以前處理來說，先以砂濾、活性碳等過濾的方式對原水進行前處理為常見的方法。但如果原水水質太差則會需要加藥系統對SS、TOC進行混凝處理再過濾（圖1），混凝後的過濾方式有加壓浮除、MF 或 UF 膜等等。
接下來有的設計會直接進行超純水製造流程，或是先行一步採用再生鈉型樹脂置換水中的易結垢的鈣、鎂離子，軟化水質降低後續處理單元的負荷及提高效能。到目前還要有一個觀念就是關於純水與超純水的差別，不論以任何純化方法來去除污染物質，若無法達到18.2 MΩ.cm的水，都稱為「純水」。
例如蒸餾水、逆滲透水等，都屬於純水。而比阻抗值只是代表水中無機鹽類的含量，也並不能表示不含其它種類的污染物質。還是有可能會有微量不確定的有機物、微粒子、微生物等污染物質。故還是需要以TOC、微生物計數器等相關儀器搭配來監測水質。總的來說超純水的定義是指經離子交換樹脂、活性碳、濾膜法去除水中的主要不純物質，而其比阻抗值達到18.2 MΩ.cm的水。
所以電子廠超純水的前段設計一定是以製造純水為第一步後，才在後段進行進一步的處理。而純水系統要去除的污染物目標為水中的鹽類、有機物、溶氧及微粒子。RO 膜的脫鹽率可高達 99%以 上，對於 TOC、微粒子的去除率也高，在連續運轉下可得到良好又穩定的水質。在原水前處理佳的情況下可直接以兩段RO膜來進行（圖2），但遇到鹽類濃度高的原水則需要再加上離子交換設備來進行處理。
近年來有一種新的離子交換技術叫EDI（Elcctrodeionization，圖3）它是一種無化學反應的過程使用直流電連續去除水中離子化和可電離物質的技術。 EDI 通常與RO搭配，是傳統離子交換混合床的替代品。使用電去離子法消除了在混床儲存和處理用於樹脂再生的危險化學品的需要。 由於電力是 EDI 的唯一消耗品，這種方法方法不會產生危險廢液。
將純水處理到超純水水質標準的過程又叫二次處理系統（圖4），設計上除了將目標放在去離子以達到18.2 MΩ.cm的水準外，也會把重心放在循環過程中未使用到的循環水，因為經過供水的中央管路有機會造成微生物的二次污染一般會增加滅菌器再經由離子交換跟UF膜來確保不會有污染物的逃出。