专利名称：制备电子级超纯水的设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电子行业生产工艺用水领域，具体涉及一种制备电子级超纯水的设备。
背景技术：
集成电路的生产，几乎每道工序需要超纯水进行清洗，工件与水直接接触，一方面芯片在加工过程中的微量玷污得到清洗，而另一方面纯水中的微量杂质又可能使芯片再污染，无疑对产品有着极大的影响。随着集成电路程度的进一步提高，对水中污染物要求亦更为严格。目前国内大多数电子行业用超纯水系统由国外公司提供，而由国内公司提供的系统无法达到电子级水质标准，同时，由于国外公司不清楚国内各个区域原水水质状况，所以系统设计非常繁杂，既不经济，又不方便操作和维护，不利于运行成本的控制。
实用新型内容针对上述现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种在产水水质达到电子级超纯水标准的条件下，操作简单、成本更低、运行稳定的制备电子级超纯水的设备。为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下的技术方案一种制备电子级超纯水的设备，包括连接自来水的原水箱，原水箱后通过管道依次连接预处理过滤系统、反渗透系统、⑶I系统以及和上述系统电连并控制上述系统的PLC 控制系统；所述预处理过滤系统包括通过管道依次连接的多介质过滤器、活性炭过滤器和保安过滤器，所述活性炭过滤器与保安过滤器之间设置有阻垢剂药箱，该阻垢剂药箱出口通过管道与保安过滤器进水口连接，且该阻垢剂药箱管道上设有计量泵；所述反渗透系统包括通过管道依次连接的一级高压泵、一级反渗透膜组、一级反渗透水箱、二级高压泵、二级反渗透膜组和二级反渗透水箱，所述一级反渗透水箱和二级高压泵之间设置有NaOH添加装置，该NaOH添加装置出口通过管道与二级高压泵进水口连接， 所述NaOH添加装置与二级高压泵之间的管道上设置有计量泵、PH检测器；所述⑶I系统包括通过管道依次连接的⑶I膜堆和⑶I水箱；⑶I水箱通过管道连接终端微滤器。相对于现有技术，本实用新型具有如下优点1、本制备电子级超纯水的设备采用PLC自动控制水处理及系统清洗，提高了系统的稳定性和控制的精确性，保证了产水水质。2、多介质过滤器与活性炭过滤器采用上进下出水流方式，过滤效果好且维护检修方便。3、采用两级反渗透膜处理，不需要添加大量的化学药剂和酸碱再生处理，无化学废液及废酸、碱排放，无废酸、碱的中和处理过程，不会造成环境污染。4、反渗透水箱设置呼吸阀，确保了纯水不受外界污染；一级反渗透水箱设置洋流选配功能，使水箱多余水量自动洋流，确保了一级反渗透膜组不需要频繁启动。
图1为本实用新型系统结构图；其中，1为原水箱1，2为多介质过滤器，3为活性炭过滤器3，4为保安过滤器，5为一级高压泵，6为一级反渗透膜组，7为一级反渗透水箱，8为二级高压泵，9为二级反渗透膜组，10为⑶I膜堆，11为⑶I水质监测仪，12为NaOH添加装置，13为纯水输送泵，14为二级反渗透水箱，15为⑶I进水泵，16为超纯水输送泵，17为终端微滤器，18为⑶I水箱，19为计量泵，20为阻垢剂药箱，21为PH检测仪，22为水质检测仪，23为原水泵。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步的详细说明参见图1 :1，原水箱1后通过管道依次连接预处理过滤系统、反渗透系统、⑶I系统，和上述系统电连并控制上述系统的PLC控制系统。预处理过滤系统包括通过管道依次连接的多介质过滤器2、活性炭过滤器3和保安过滤器4。多介质过滤器2采用三层粒径慢速过滤，以确保流速控制在13m/h，能够有效去除水中铁锈、泥沙、胶体、藻类等杂质，将浊度降到5以下。活性炭过滤器3用于去除水中余氯、亚价铁、有机物、农药等杂质，确保能够将浊度降到3以下，满足反渗透膜入水条件。为了保证系统过滤效果及维护检修方便，多介质过滤器2和活性炭过滤器3都不采用中心管模式，而是采用上进下出水流向方式，为了维护方便性，系统过滤器罐体设置有装卸料孔、 检修入孔和观察视窗。保安过滤器4的滤芯可以截留原水带来的大于5um的颗粒，以防止其进入反渗透系统；这种颗粒经高压泵加速后可能击穿反渗透膜组件，造成大量漏盐的情况，同时划伤高压泵的叶轮；保安过滤器4中的滤元为可更换卡式滤芯，当保安过滤器4进出口压差大于设定的值(通常为0.07 — 0. IMPa)时，方便更换；保安过滤器4的外壳为耐腐蚀的不锈钢材质，壳体设计卡箍式联接，更改更方便快捷。在原水箱1与多介质过滤器2之间设有原水泵23，以确保在原水自来水供水管网无法满足水压、水量，或者供水水压水量不稳定的情况下具有稳定的系统供水水量和水压， 原水泵23可设置一套或者两套，本实施例设置两套12T/H的原水泵23，在多介质过滤器2 进行正反洗时，启动两套原水泵23以确保正反洗强度，迅速达到正反洗效果，节约用水。 活性炭过滤器3与保安过滤器4之间设置有阻垢剂药箱20，该阻垢剂药箱20出口通过管道与保安过滤器4进水口连接，且该阻垢剂药箱20管道上设有19，通过19控制阻垢剂的稳定添加，在阻垢计药箱里设有传感器，阻垢剂缺药时系统会自动报警。 反渗透系统包括通过管道依次连接的一级高压泵5、一级反渗透膜组6、一级反渗透水箱7、二级高压泵8、二级反渗透膜组9和二级反渗透水箱14。高压泵采用格南方泵，一级高压泵5和二级高压泵8上设置有进水低压保护开关和出水高压保护开关，以避免高压泵进水负压或出水超压造成损坏。反渗透膜组由4-8台反渗透装置通过串联、并联或串、并联组合的方式组成，本实施例一级反渗透膜组6采用6台美国陶氏反渗透装置，二级反渗透膜组采用4台美国陶氏反渗透装置。美国陶氏反渗透装置具有高产水量、高抗污染的优点， 能够确保在较低水温时也能满足制水水量，去除绝大部分无机盐、有机物、微生物和细菌， 脱盐率为98. 5%。一级反渗透水箱7同时作为二级反渗透进水；水箱设置呼吸阀，确保纯水不受外界污染；水箱设置溢流选配功能，系统可以选择一级膜系统不停机运行，水箱多余水量自动溢流以确保预处理及一级模组不需要频繁启动。一级反渗透水箱7和二级高压泵8之间设有NaOH添加装置12，该NaOH添加装置 12出口通过管道与二级高压泵8进水口连接，在NaOH添加装置12与二级高压泵8之间的管道上设置有计量泵19、PH检测仪21 ；NaOH添加装置12用于加入NaOH溶液，对一级反渗透出水PH值进行调节，为保证药剂能充分混合，在二级高压泵8进水前加入NaOH溶液。因为一级反渗透出水显酸性，碳酸氢根在PH低时不稳定，易分解成(X)2气体存在，而反渗透膜对气体的去除率为0，如果进入后级纯水箱，会导致水的电导率上升，腐蚀性增大。⑶I系统包括通过管道依次连接的⑶I膜堆10和⑶I水箱18 ；⑶I水箱18通过管道连接终端微滤器17。⑶I膜堆10选择美国I0NPURE公司⑶I膜堆，性能稳定可靠；⑶I 水箱18选择采用经济适用的FRP内衬PP材质，确保水箱溶出不会影响水质。在二级反渗透水箱14与CDI膜堆10之间设有CDI进水泵15，CDI水箱18通过超纯水输送泵16将水输送给终端微滤器17。超纯水输送泵16采用南方泵，泵体材质为316L，流量Q=5m3/h，根据用户用水量的变化，采用变频装置调节水泵的转速恒定，供不压力保持在0. 25Mpa。终端微滤器17采用微滤膜进行过滤，主要分离病毒、细菌、胶体、悬浮物及微细粒子，采用0. 22um 微滤膜，确保。在超纯水输送泵16与终端微滤器17之间设置抛光混床接口，当需要高纯度的水质时，可增设抛光混床对产水作电子级抛光纯化。在原水箱1上设有水位检测器，在自来水进水管道上设有控制阀，当水位低时自动补水，水位高时自动停止补水，保证原水泵23在非低位启动。在原水泵23前后分别设有控制阀，该控制阀采用美国fleck控制阀，可设置正反洗周期及时间，正反洗时间及功位选择由控制阀中的时间控制器自动记录并控制。在一级反渗透膜组6与一级反渗透水箱7之间、二级反渗透膜组与二级反渗透水箱14之间设有水质检测仪22，以检测出水水质、水量及压降。在CDI膜堆10与CDI水箱 18之间设有⑶I水质监测仪11。在多介质过滤器2、活性炭过滤器3、阻垢剂药箱20、一级反渗透水箱7、NaOH添加装置12、二级反渗透水箱14和⑶I水箱18上分别设有水位传感
ο在一级反渗透水箱7、二级反渗透水箱14和⑶I水箱18上分别设有呼吸阀；在保安过滤器4与一级高压泵5之间、一级反渗透膜组6浓水排放出口管道上、一级反渗透水箱 7与PH检测器之间、二级反渗透膜组浓水排放出口管道上、二级反渗透装置不合格水排放出口管道上、CDI进水泵15与CDI膜堆10之间分别设有电磁阀；二级反渗透膜组浓水排放出口通过管道与原水箱1进水口连接。保安过滤器4与一级反渗透水箱7通过管道连接，且在其连接管道上设有控制器； 在原水泵23与fleck控制阀之间、多介质过滤器2与活性炭过滤器3之间、阻垢剂药箱20 与保安过滤器4之间、一级高压泵5与一级反渗透膜组6之间、一级反渗透膜组6浓水排放出口管道上、二级高压泵8与二级反渗透膜组之间、二级反渗透膜组浓水排放出口管道上、 CDI进水泵15与CDI膜堆10与CDI超纯水箱之间分别设有压力表。[0029]原水泵23、多介质过滤器2、活性炭过滤器3、保安过滤器4、电压表、电磁阀、水位传感器、一级高压泵5、二级高压泵8、水质检测仪22、⑶I水质监测仪11、PH检测仪21、计量泵19、纯水输送泵13、⑶I进水泵15、超纯水输送泵16分别与PLC控制系统电连，并由PLC 控制系统控制其动作。PLC选用台湾永宏MC高功能系列产品，数据传输可采用GPRS传输。 PLC控制系统连接人机界面，人机界面采用台湾泰克触摸屏PWS6700T-N/PWS6700T-P，用于显示系统各种运行状态、各种参数、以及参数设定等各种人机功能。PLC控制系统依据所采集的开关信号、模拟信号、以及人机交互界面传过来的控制信号，对于系统各部分的负载进行控制，并对于状态进行分析给出合适的报警，并将系统运行状态及参数显示出来，同时可以通过通讯模块上传给中控室的DCS系统，供数据保存和状态监控。整个系统采用全封闭设计，确保避免二次污染的带入；输送管网采用进口 PP-H管材，确保产品水输送溶出尽可能低。本系统操作简单、使用费用低廉、运行稳定，产水水质能够达到国际水平，造价仅为国外系统的40%。
权利要求1.制备电子级超纯水的设备，其特征在于，所述设备包括连接自来水的原水箱，原水箱后通过管道依次连接预处理过滤系统、反渗透系统、CDI系统以及和上述系统电连并控制上述系统的PLC控制系统；所述预处理过滤系统包括通过管道依次连接的多介质过滤器、活性炭过滤器和保安过滤器，所述活性炭过滤器与保安过滤器之间设置有阻垢剂药箱，该阻垢剂药箱出口通过管道与保安过滤器进水口连接，且该阻垢剂药箱管道上设有计量泵；所述反渗透系统包括通过管道依次连接的一级高压泵、一级反渗透膜组、一级反渗透水箱、二级高压泵、二级反渗透膜组和二级反渗透水箱，所述一级反渗透水箱和二级高压泵之间设置有NaOH添加装置，该NaOH添加装置出口通过管道与二级高压泵进水口连接，所述 NaOH添加装置与二级高压泵之间的管道上设置有计量泵、PH检测器；所述⑶I系统包括通过管道依次连接的⑶I膜堆和⑶I水箱；CDI水箱通过管道连接终端微滤器。
2.根据权利要求1所述制备电子级超纯水的设备，其特征在于，所述一级反渗透膜组和二级反渗透膜组分别由4-8组反渗透装置通过串联、并联或串、并联组合的方式组成；在一级反渗透膜组与一级反渗透水箱之间、二级反渗透膜组与二级反渗透水箱之间设有水质检测仪；一级反渗透膜组和二级反渗透膜组分别设有浓水排放出口，二级反渗透膜组浓水排放出口通过管道与原水箱进水口连接；在CDI膜堆与CDI水箱之间设有CDI水质监测仪。
3.根据权利要求2所述制备电子级超纯水的设备，其特征在于，所述原水箱与多介质过滤器之间设有一套或两套原水泵，在二级反渗透水箱上设有纯水输水泵，在二级反渗透水箱与CDI膜堆之间设有CDI进水泵，在CDI水箱与终端微滤器之间设有超纯水输送泵。
4.根据权利要求3所述制备电子级超纯水的设备，其特征在于，所述多介质过滤器、活性炭过滤器、阻垢剂药箱、一级反渗透水箱、NaOH添加装置、二级反渗透水箱和CDI水箱上分别设有水位传感器；保安过滤器与一级反渗透水箱通过管道连接，且在其连接管道上设有控制阀；在原水泵与多介质过滤器之间、多介质过滤器与活性炭过滤器之间、阻垢剂药箱与保安过滤器之间、一级高压泵与一级反渗透膜组之间、一级反渗透膜组浓水排放出口管道上、二级高压泵与二级反渗透膜组之间、二级反渗透膜组浓水排放出口管道上、⑶I进水泵与CDI膜堆与CDI超纯水箱之间分别设有压力表。
5.根据权利要求4所述制备电子级超纯水的设备，其特征在于，所述一级反渗透水箱、 二级反渗透水箱和⑶I水箱上分别设有呼吸阀；在保安过滤器与一级高压泵之间、一级反渗透膜组浓水排放出口管道上、一级反渗透水箱与PH检测仪之间、二级反渗透膜组浓水排放出口管道上、二级反渗透装置不合格水排放出口管道上、⑶I进水泵与⑶I膜堆之间分别设有电磁阀。
6.根据权利要求1-5中任一项所述制备电子级超纯水的设备，其特征在于，所述原水泵、多介质过滤器、活性炭过滤器、保安过滤器、压力表、电磁阀、水位传感器、一级高压泵、 二级高压泵、水质检测仪、PH检测器、计量泵、纯水输送泵、CDI进水泵、超纯水输送泵分别与PLC控制系统电连，并由PLC控制系统控制其动作。
专利摘要本实用新型公开了一种制备电子级超纯水的设备，该系统包括连接自来水的原水箱，原水箱后通过管道依次连接预处理过滤系统、反渗透系统、CDI系统以及和上述系统电连并控制上述系统的PLC控制系统；本实用新型电子级超纯水系统本系统采用PLC自动控制水处理及系统清洗，提高了系统的稳定性和控制的精确性，保证了产水水质；在产水水质达到电子级超纯水标准的条件下，操作简单、成本更低、运行稳定，造价仅为国外系统的40%。
文档编号C02F9/06GK202080973SQ20112014665
公开日2011年12月21日 申请日期2011年5月10日 优先权日2011年5月10日
发明者彭军, 李伟, 马庆凯 申请人:重庆力德高端水处理设备研发有限公司