一、 系統核心功能

潔凈廠房超純水系統是為高科技制造業（如半導體、微電子、光伏、顯示面板、生物制藥）的生產流程提供關鍵工藝用水的基礎設施。其核心功能是通過多重純化單元的組合，將市政自來水或地下水逐級提純，最終產出在電阻率、總有機碳、顆粒物、微生物及離子含量等方面均達到極高標準的水質，以滿足精密清洗、刻蝕、摻雜、光刻等敏感工藝的嚴格要求，確保產品良率與性能。

二、 系統關鍵組成與工藝流程

一套完整的超純水系統通常由預處理、初級除鹽、深度除鹽和后級拋光純化四個單元組成。

1、預處理系統

目的：去除原水中的懸浮物、膠體、有機物、余氯及部分硬度，保護下游核心膜元件與樹脂免受污染、氧化或結垢。

關鍵設備：

多介質過濾器：填充石英砂、無煙煤等，通過深層過濾去除懸浮物和顆粒。活性炭過濾器：填充活性炭，有效吸附余氯、有機物、異味和色度。軟化器：填充鈉型陽離子交換樹脂，通過離子交換去除鈣、鎂離子，防止反滲透膜結垢。精密過濾器：安裝5μm保安濾芯，作為最終保護，確保進入反滲透膜的水質。加藥系統：投加阻垢劑（防止膜結垢）、還原劑（去除余氯）、非氧化性殺菌劑（抑制微生物滋生）。

2、初級除鹽系統（反滲透單元 - RO）

目的：去除水中絕大部分（>99%）的溶解鹽類、離子、有機物、微生物和膠體，是系統脫鹽的核心。

關鍵設備：

高壓泵：為RO膜提供所需的操作壓力。反滲透膜組：采用聚酰胺復合膜，在高壓驅動下實現溶劑（水）與溶質的分離。通常配置一段、二段或多段排列以提高回收率。清洗系統（CIP）：用于定期對RO膜進行化學清洗，恢復膜性能。核心參數：系統脫鹽率≥98%，單支膜元件脫鹽率≥99.5%；系統回收率75%-85%。

3、深度除鹽系統

目的：進一步去除RO產水中殘余的微量離子，將水質提升至兆歐級。

關鍵技術：

電去離子裝置（EDI）：結合離子交換樹脂和選擇性離子膜，在直流電場作用下實現離子的連續遷移與樹脂的連續電再生，無需化學再生即可生產高達18 MΩ·cm的超純水。是當前主流技術。

混床離子交換（MB）：填充氫型陽樹脂和氫氧型陰樹脂，通過離子交換深度去除離子。需定期使用酸堿進行化學再生，常用于備用或小型系統。

4、后級拋光純化與輸送系統

目的：維持超純水在產出點的最終極高水質，并防止在分配過程中受到二次污染。

關鍵設備：拋光混床（Treated Water MB / Post-Polisher）：緊接在EDI之后，進一步穩定和提升水質，捕獲痕量離子。紫外殺菌器（UV）：采用185nm和254nm雙波長紫外燈，有效殺滅微生物并氧化分解殘余總有機碳（TOC）。超濾裝置（UF）：使用0.05μm或更小孔徑的膜，絕對去除細菌、內毒素和微顆粒。終端精密過濾器：通常為0.2μm或0.1μm孔徑的膜過濾器，位于用水點前，確保最終屏障。

5、循環輸送系統：由純水儲罐、輸送泵、循環管道組成。設計為24小時閉路循環，并維持>0.5m/s的回流速度，防止微生物滋生。管路通常采用316L EP級不銹鋼，并進行內表面電拋光（EP）或鈍化處理（Passivation）以降低析出物。

三、 核心產水水質參數

超純水水質需滿足以下典型指標，具體標準應根據生產工藝要求確定：

電阻率（25℃）≥18.18 MΩ·cm；總有機碳（TOC）≤5 ppb（μg/L）；顆粒物（≥0.05μm）≤1個/mL；微生物（細菌總數）≤1 CFU/100mL；二氧化硅（Total SiO?）≤3 ppb；溶解氧（DO）根據工藝要求，可配置脫氧裝置至≤10 ppb。

四、 運維核心要點

日常監控與巡檢：連續監測并記錄各單元進出口壓力、流量、水質（SDI、電導率/電阻率、TOC、pH）。檢查RO系統一段/二段壓力、脫鹽率、回收率。檢查水泵運行狀態、噪音、振動及泄漏情況。檢查化學品儲罐液位及加藥泵運行狀態。觀察預處理設備自動反洗/再生程序是否正常執行。

定期預防性維護：每日：記錄全系統運行參數及水質數據。每周：對多介質、活性炭過濾器進行手動加強反洗；校準在線水質儀表（pH、電導率、TOC）；測試UV燈管強度。每月：清洗RO膜（根據標準化后壓差和產水量下降情況決定）；更換保安過濾器、精密過濾器濾芯；檢查EDI模塊運行電流電壓及產水水質。每季度：對EDI模塊進行化學清洗；對軟化器樹脂進行復蘇處理；校驗壓力、流量傳感器。每半年/每年：更換RO膜元件（視性能而定，通常3-5年）；對純水儲罐及分配管道系統進行完整的清潔、消毒與完整性檢查（如純蒸汽滅菌、臭氧消毒或化學清洗）；更換UV燈管；對拋光混床樹脂進行更換或再生。

關鍵性能表征測試： silt密度指數（SDI）測試：監測RO進水中膠體和顆粒物污染傾向，確保<5（ ideally <3）。RO膜完整性測試：確保膜無泄漏。高效過濾器完整性測試：對終端過濾器進行起泡點測試，確保無缺陷。

安全與文檔：操作涉及化學品（酸、堿、阻垢劑、殺菌劑）時必須佩戴個人防護裝備（PPE）。維護時必須嚴格執行掛牌上鎖（LOTO）程序。完整保存系統PID圖、設備手冊、SOP、SMP。詳細記錄所有運行日志、維護活動、清洗記錄、儀表校準報告、水質分析報告及更換備件清單。

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