CN116040852A - 一种电子超纯水制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明水处理领域，特别涉及一种电子超纯水制备工艺。包括依次连接的MBR系统装置、超滤‑RO系统和EDI系统，出水电导率≤0.05um/cm；浊度≤0.1NTU；其中，所述MBR系统装置第一底座顶端右侧与研磨废水处理箱底端相连接，研磨废水处理箱内部中侧连接有膜板安装架，膜板安装架内可拆卸安装有MBR平板膜，研磨废水处理箱左上端内侧与曝气头外侧相连接，且曝气头输出端对应到研磨废水处理箱内MBR平板膜上方位置，曝气头输入端与气管一端相连通，第一底座顶端中部与回转式风机底端相连接，气管绕过管约束架上侧，且气管上安装有单向阀。本发明在经过前述的MBR系统装置、超滤‑RO系统依次处理后进一步提高电子芯片废水的有效成分回收率，从而提高超纯水制备效果。
Description
技术领域
本发明涉及水处理领域，特别涉及一种电子超纯水制备工艺。
背景技术
电子芯片大力发展，市场大，产生的废水多，固体悬浮物SS高，但废水中只含有硅粉、少量表面活性剂、含盐量极低等，污染并不大，有良好的可回收利用价值。
特别是目前国家大力发展晶圆厂，在晶棒、晶圆的制造过程中，切割、研磨、划片、减薄、化学研磨平坦化(CMP)等工艺后的清洗过程中，均会产生研磨废水。研磨废水中含有少量的研磨膏、被研磨下来的微小颗粒以及清洗剂，但其中的水质比较好，电导率和TOC(Total Organic Carbon，总有机碳)含量都比较低，具有回收利用的价值。
传统超纯水制取设备工艺流程:原水-多介质过滤器-活性炭过滤器-一级除盐-混床-超纯水。
然而传统超纯水处理工艺的有效成分回收率仍有待改进。
发明内容
本发明的目的是提供一种能提高有效成分回收率的电子超纯水制备工艺。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种电子超纯水制备工艺，包括依次连接的MBR系统装置、超滤-RO系统和EDI系统，出水电导率≤0.05um/cm；浊度≤0.1NTU；
其中，所述MBR系统装置包括第一底座、研磨废水处理箱、膜板安装架、MBR平板膜、曝气头、气管、平台、管约束架、回转式风机和单向阀，第一底座顶端右侧与研磨废水处理箱底端相连接，研磨废水处理箱内部中侧连接有膜板安装架，膜板安装架内可拆卸安装有MBR平板膜，研磨废水处理箱左上端内侧与曝气头外侧相连接，且曝气头输出端对应到研磨废水处理箱内MBR平板膜上方位置，曝气头输入端与气管一端相连通，第一底座顶端中部与回转式风机底端相连接，回转式风机输出单气管另一端相连接，研磨废水处理箱左上端与平台右端相连接，平台右中侧与管约束架底端相连接，气管绕过管约束架上侧，且气管上安装有单向阀。
研磨、划片废水回收的难点在于废水中的颗粒物非常微小，采用传统的超滤膜过滤，膜污染严重，且难以清洗。现有技术中一般采用混凝沉淀进行预处理，再运用有机超滤膜的孔径小的特点，对研磨废水中的微小颗粒进行截留，合格的产水进行回收。但是，由于研磨废水中的颗粒物比较锋利，且有机超滤存在机械强度不足，容易断丝且过滤效果较差的情况。另外，普通有机超滤对进水中SS(Suspended Solids，悬浮物)和TOC的容忍度有限，对预处理的要求严格，化学稳定性有限，运行故障后，膜的性能恢复性不理想等缺陷，因此有机超滤运用起来故障率高，更换频繁。
而本发明研磨废水由研磨废水处理箱上部注入，经MBR平板膜过滤向下排出，同时回转式风机运行，使气管作用于曝气头曝气，使得MBR平板膜上表面始终受到曝气作用冲刷，避免杂质堆积，同时气管在管约束架支撑下，根据连通器原理高于水面有效避免水反流，并辅助单向阀对气路及回转式风机防护，使用MBR平板膜的同时，提供了曝气减少膜面污染，且具有对于通气管路的防护，提高可靠性，有助于后续提高有效成分回收率。
进一步优选地，本发明的MBR系统装置，还包括勾环、梯架、梯杆、围杆、围栏和支撑梁，MBR平板膜顶端中部与勾环底端相连接；
梯架底端与第一底座前端相连接，梯架底端与平台前端相连接，梯架内侧竖向连接有多组梯杆；
研磨废水处理箱与平台顶端连接有多组围杆，两组相邻围杆之间连接有围栏；
第一底座顶端左中侧与平台底端左中侧经支撑梁相连接。
作为优选，所述超滤-RO系统包括超滤产水箱、加药管、翻搅电机、驱动轴、分散筒、紫外线灯座和多组紫外线灯管，超滤产水箱底端连接设有四组支腿，超滤产水箱左侧内壁上连接设有两组管座，加药管通过与管座的配合固定安装在超滤产水箱上，超滤产水箱的右端连通设有排水管，翻搅电机固定安装在超滤产水箱右端，驱动轴通过与翻搅电机输出端的连接转动安装在超滤产水箱内，分散筒右端与驱动轴左端固定连接，分散筒左端连通设有连接套管，连接套管与加药管的输出端转动连通，分散筒的圆周外壁上均匀的设有多组分散孔和多组搅拌叶，超滤产水箱顶端设有安装槽口，紫外线灯座通过与安装槽口的配合可拆卸的安装在超滤产水箱上，紫外线灯座上设有电源控制盒，多组紫外线灯管均等距的固定紫外线灯座底端，并且多组紫外线灯管均通过紫外线灯座与电源控制盒电连接。
本发明通过加药管向超滤产水箱内加入还原剂药物，然后通过启动翻搅电机，翻搅电机带动驱动轴转动，驱动轴带动分散筒转动，分散筒带动搅拌叶转动，使搅拌叶对超滤产水箱内部的水进行翻搅，还原剂药物通过加药管进入到分散筒内，然后在分散筒的转动下，通过分散孔排入到超滤产水箱内的水中，并在搅拌叶的翻搅下，快速的在水中分散开，并与水充分混合，将水中的余氯去除掉，从而能够加快还原剂药物的分散速度，使药物快速分散到超滤产水箱内的各个角落，从而使超滤产水箱内的水与还原剂药物混合更加充分，改善还原效果，有助于后续提高有效成分回收率；在消除余氯过程中，通过电源控制盒使紫外线灯管开启，通过紫外线灯管的开启超滤产水箱内的水进行消毒杀菌，从而避免水中出现微生物的繁殖。
进一步优选地，所述超滤产水箱顶端的安装槽口上设有密封垫。
作为优选，所述EDI系统包括第二底座、EDI水处理设备、增压泵、三通比例调节阀、氮封水箱、箱盖和液位变送器，第二底座顶端设有固定架，EDI水处理设备固定安装在固定架上，EDI水处理设备上设有上位机，增压泵固定安装在EDI水处理设备上，增压泵的入水口与EDI水处理设备连通的设有抽水管，增压泵出水口连通设有出水管，三通比例调节阀的右通道与出水管固定连通，氮封水箱固定安装在第二底座上，氮封水箱上设有三组夹持机构，箱盖通过夹持机构盖装在氮封水箱上，液位变送器固定安装在箱盖上，液位变送器的底部位于氮封水箱内，箱盖上设有补氮阀和泄氮阀，箱盖的右端连通设有注水管和回流管，并且回流管位置高于注水管，注水管的输入端与三通比例调节阀底部的下通道连通，回流管的输入端与三通比例调节阀左侧的左通道连通。
本发明EDI系统在使用时，三通比例调节阀的左通道起初是关闭的，右通道和下通道是打开的，EDI水处理设备在增压泵工作下通过注水管向氮封水箱内供给制造出的纯水，通过氮气对氮封水箱内的液面进行氮封，保证纯水质量，补氮阀可以与外部氮气供应装置接通，用来补充氮气，泄氮阀用来排放氮封水箱内多余的氮气到特定容器中，系统在运行过程中，氮封水箱中的液位是高于回流管的，并通过液位变送器不间断的检测氮封水箱内的液位变化，当液位产生上升趋势时，液位变送器将信号传递给EDI水处理设备上的上位机，上位机发出指令给增压泵和三通比例调节阀，使增压泵停转，并使三通比例调节阀的左通道开度增大，下通道开度减小，氮封水箱内的水则通过回流管回流至EDI水处理设备内，当液位产生下降趋势时，液位变送器将信号传递给EDI水处理设备上的上位机，上位机发出指令给增压泵和三通比例调节阀，使增压泵工作，并使三通比例调节阀左通道开度减小，下通道开度增大，使水补充加快，以此来保证水位始终保持平稳恒定，氮封水箱内的液位保持平稳恒定，使得用来氮封的氮气体积保持基本不变，从而能够有效减少氮气的消耗，避免造成氮气的浪费，在经过前述的MBR系统装置、超滤-RO系统依次处理后进一步提高电子芯片废水的有效成分回收率，从而提高超纯水制备效果。
进一步优选地，所述夹持机构包括固定座、转动架、丝杆和压板，固定座固定安装在氮封水箱上，转动架转动安装在固定座上，丝杆螺装在转动架上，压板顶端与丝杆底端固定连接，丝杆顶端固定套设有旋钮。
进一步优选地，所述氮封水箱的前端设有观察界面；所述压板的底端连接设有紧固垫。
作为优选，采用本发明电子超纯水制备工艺处理后的产水能够达到：
8寸工艺处理后的产水：
晶圆生产工艺线宽65nm
电阻率＞18 MΩ•cm
出水硼离子要求＜500ppt
出水二氧化硅要求＜500ppt
TOC＜10.0ppb
＞0.1um颗粒数量需要＜50个/L
溶解氧＜20.0ppb。
作为优选，采用本发明电子超纯水制备工艺处理后的产水能够达到：
12寸工艺处理后的产水：
晶圆生产工艺线宽28nm
电阻率≥18.18 MΩ•cm
出水硼离子要求＜50ppt
出水二氧化硅要求＜50ppt
TOC＜1.0ppb
＞0.05um颗粒数量需要＜200个/L
溶解氧＜3.0ppb。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、本发明研磨废水由研磨废水处理箱上部注入，经MBR平板膜过滤向下排出，同时回转式风机运行，使气管作用于曝气头曝气，使得MBR平板膜上表面始终受到曝气作用冲刷，避免杂质堆积，同时气管在管约束架支撑下，根据连通器原理高于水面有效避免水反流，并辅助单向阀对气路及回转式风机防护，使用MBR平板膜的同时，提供了曝气减少膜面污染，且具有对于通气管路的防护，提高可靠性，有助于后续提高有效成分回收率；
2、超滤-RO系统包括超滤产水箱、加药管、翻搅电机、驱动轴、分散筒、紫外线灯座和多组紫外线灯管，超滤产水箱底端连接设有四组支腿，超滤产水箱左侧内壁上连接设有两组管座，加药管通过与管座的配合固定安装在超滤产水箱上，超滤产水箱的右端连通设有排水管，翻搅电机固定安装在超滤产水箱右端，驱动轴通过与翻搅电机输出端的连接转动安装在超滤产水箱内，分散筒右端与驱动轴左端固定连接，分散筒左端连通设有连接套管，连接套管与加药管的输出端转动连通，分散筒的圆周外壁上均匀的设有多组分散孔和多组搅拌叶，超滤产水箱顶端设有安装槽口，紫外线灯座通过与安装槽口的配合可拆卸的安装在超滤产水箱上，紫外线灯座上设有电源控制盒，多组紫外线灯管均等距的固定紫外线灯座底端，并且多组紫外线灯管均通过紫外线灯座与电源控制盒电连接；
3、本发明EDI系统在使用时，三通比例调节阀的左通道起初是关闭的，右通道和下通道是打开的，EDI水处理设备在增压泵工作下通过注水管向氮封水箱内供给制造出的纯水，通过氮气对氮封水箱内的液面进行氮封，保证纯水质量，补氮阀可以与外部氮气供应装置接通，用来补充氮气，泄氮阀用来排放氮封水箱内多余的氮气到特定容器中，系统在运行过程中，氮封水箱中的液位是高于回流管的，并通过液位变送器不间断的检测氮封水箱内的液位变化，当液位产生上升趋势时，液位变送器将信号传递给EDI水处理设备上的上位机，上位机发出指令给增压泵和三通比例调节阀，使增压泵停转，并使三通比例调节阀的左通道开度增大，下通道开度减小，氮封水箱内的水则通过回流管回流至EDI水处理设备内，当液位产生下降趋势时，液位变送器将信号传递给EDI水处理设备上的上位机，上位机发出指令给增压泵和三通比例调节阀，使增压泵工作，并使三通比例调节阀左通道开度减小，下通道开度增大，使水补充加快，以此来保证水位始终保持平稳恒定，氮封水箱内的液位保持平稳恒定，使得用来氮封的氮气体积保持基本不变，从而能够有效减少氮气的消耗，避免造成氮气的浪费，在经过前述的MBR系统装置、超滤-RO系统依次处理后进一步提高电子芯片废水的有效成分回收率，从而提高超纯水制备效果。
附图说明
图1是本发明电子超纯水制备工艺中所用MBR系统装置的结构示意图轴视图；
图2是本发明图1的上视图；
图3是本发明图1的后视图；
图4是本发明电子超纯水制备工艺中所用超滤-RO系统的前侧示意图；
图5是本发明电子超纯水制备工艺中所用超滤-RO系统的超滤产水箱的前侧剖面结构示意图；
图6是本发明电子超纯水制备工艺中所用超滤-RO系统的分散筒的右侧剖面结构示意图；
图7是本发明电子超纯水制备工艺中所用超滤-RO系统的调节丝杆与支腿配合的局部剖面结构示意图；
图8是本发明电子超纯水制备工艺中所用EDI系统的前侧示意图；
图9是本发明电子超纯水制备工艺中所用EDI系统的氮封水箱的前侧剖面结构示意图；
图10是本发明电子超纯水制备工艺中所用EDI系统的A处局部放大结构示意图；
图11是发明电子超纯水制备工艺中所用EDI系统的调节套与升降螺柱配合的剖面结构示意图；
附图中标记：11、第一底座；12、研磨废水处理箱；13、膜板安装架；14、MBR平板膜；15、曝气头；16、气管；17、平台；18、管约束架；19、回转式风机；110、单向阀；111、勾环；112、梯架；113、梯杆；114、围杆；115、围栏；116、支撑梁；117、防滑垫；118、铭牌；
21、超滤产水箱；22、支腿；23、管座；24、加药管；25、排水管；26、翻搅电机；27、驱动轴；28、分散筒；29、连接套管；210、分散孔；211、搅拌叶；212、紫外线灯座；213、电源控制盒；214、紫外线灯管；215、地脚；216、调节丝杆；217、拧把；218、密封垫；219、手提把；220、防滑把套；221、观察窗；222、防滑垫；
31、第二底座；32、固定架；33、EDI水处理设备；34、增压泵；35、抽水管；36、出水管；37、三通比例调节阀；38、氮封水箱；39、箱盖；310、液位变送器；311、补氮阀；312、泄氮阀；313、注水管；314、回流管；315、固定座；316、转动架；317、丝杆；318、压板；319、旋钮；320、调节套；321、升降螺柱；322、地脚；323、密封垫；324、手把；325、把套；326、观察界面；327、紧固垫。
具体实施方式
一种电子超纯水制备工艺，包括依次连接的MBR系统装置、超滤-RO系统和EDI系统，出水电导率≤0.05um/cm；浊度≤0.1NTU；
其中，如图1至图3所示，MBR系统装置包括第一底座11、研磨废水处理箱12、膜板安装架13、MBR平板膜14、曝气头15、气管16、平台17、管约束架18、回转式风机19和单向阀110，第一底座11顶端右侧与研磨废水处理箱12底端相连接，研磨废水处理箱12内部中侧连接有膜板安装架13，膜板安装架13内可拆卸安装有MBR平板膜14，研磨废水处理箱12左上端内侧与曝气头15外侧相连接，且曝气头15输出端对应到研磨废水处理箱12内MBR平板膜14上方位置，曝气头15输入端与气管16一端相连通，第一底座11顶端中部与回转式风机19底端相连接，回转式风机19输出单气管16另一端相连接，研磨废水处理箱12左上端与平台17右端相连接，平台17右中侧与管约束架18底端相连接，气管16绕过管约束架18上侧，且气管16上安装有单向阀110；研磨废水由研磨废水处理箱12上部注入，经MBR平板膜14过滤向下排出，同时回转式风机19运行，使气管16作用于曝气头15曝气，使得MBR平板膜14上表面始终受到曝气作用冲刷，避免杂质堆积，同时气管16在管约束架18支撑下，根据连通器原理高于水面有效避免水反流，并辅助单向阀110对气路及回转式风机19防护，使用MBR平板膜的同时，提供了曝气减少膜面污染，且具有对于通气管路的防护，提高可靠性。
本发明的一种MBR系统装置，还包括勾环111，MBR平板膜14顶端中部与勾环111底端相连接；经勾环111方便由外部吊装设备吊起装卸，提高便利性。
本发明的一种MBR系统装置，还包括梯架112和梯杆113，梯架112底端与第一底座11前端相连接，梯架112底端与平台7前端相连接，梯架112内侧竖向连接有多组梯杆113；在梯架112连接下经梯杆113抓持与踩踏方便工作人员爬至平台17上进行操作，提高便利性。
本发明的一种MBR系统装置，还包括围杆114和围栏115，研磨废水处理箱12与平台17顶端连接有多组围杆114，两组相邻围杆114之间连接有围栏115；在围杆114支撑下，由围栏115可对外侧进行遮挡，提供安全防护。
本发明的一种MBR系统装置，还包括支撑梁116，第一底座11顶端左中侧与平台17底端左中侧经支撑梁116相连接；经支撑梁116可以对平台17进行支撑，避免平台17弯折塌陷，提高稳定性。
本发明的一种MBR系统装置，还包括防滑垫117，平台17顶端与防滑垫117底端相连接；经防滑垫117可以增加静摩擦力，避免人在平台17顶端打滑，提高可靠性。
本发明的一种MBR系统装置，还包括铭牌118，研磨废水处理箱12前端上侧与铭牌118内端相连接；经铭牌118可以显示设备信息，方便阅读区分与辅助操作，提高便利性。
本发明的一种MBR系统装置，第一底座11底端与地面相连接固定；避免整体设备发生偏移滑动，提高稳定性。
本发明的一种MBR系统装置，其在工作时，研磨废水由研磨废水处理箱12上部注入，经MBR平板膜14过滤向下排出，同时回转式风机19运行，使气管16作用于曝气头15曝气，使得MBR平板膜14上表面始终受到曝气作用冲刷，避免杂质堆积，同时气管16在管约束架18支撑下，根据连通器原理有效避免水反流，并辅助单向阀110对气路及回转式风机19防护。
本发明的一种MBR系统装置，其安装方式、连接方式或设置方式均为常见机械方式，只要能够达成其有益效果的均可进行实施；本发明的一种MBR系统装置的MBR平板膜14、回转式风机19和单向阀110为市面上采购，本行业内技术人员只需按照其附带的使用说明书进行安装和操作即可。
如图4至图7所示，本发明的超滤-RO系统，包括超滤产水箱21、加药管24、翻搅电机26、驱动轴27、分散筒28、紫外线灯座212和多组紫外线灯管214，超滤产水箱21底端连接设有四组支腿22，超滤产水箱21左侧内壁上连接设有两组管座23，加药管24通过与管座23的配合固定安装在超滤产水箱21上，超滤产水箱21的右端连通设有排水管25，翻搅电机26固定安装在超滤产水箱21右端，驱动轴27通过与翻搅电机26输出端的连接转动安装在超滤产水箱21内，分散筒28右端与驱动轴27左端固定连接，分散筒28左端连通设有连接套管29，连接套管29与加药管24的输出端转动连通，分散筒28的圆周外壁上均匀的设有多组分散孔210和多组搅拌叶211，超滤产水箱21顶端设有安装槽口，紫外线灯座212通过与安装槽口的配合可拆卸的安装在超滤产水箱21上，紫外线灯座212上设有电源控制盒213，多组紫外线灯管214均等距的固定紫外线灯座212底端，并且多组紫外线灯管214均通过紫外线灯座212与电源控制盒213电连接；首先在使用时，通过加药管24向超滤产水箱21内加入还原剂药物，然后通过启动翻搅电机26，翻搅电机26带动驱动轴27转动，驱动轴27带动分散筒28转动，分散筒28带动搅拌叶211转动，使搅拌叶211对超滤产水箱21内部的水进行翻搅，还原剂药物通过加药管24进入到分散筒28内，然后在分散筒28的转动下，通过分散孔210排入到超滤产水箱21内的水中，并在搅拌叶211的翻搅下，快速的在水中分散开，并与水充分混合，将水中的余氯去除掉，从而能够加快还原剂药物的分散速度，使药物快速分散到超滤产水箱内的各个角落，从而使超滤产水箱内的水与还原剂药物混合更加充分，改善还原效果，在消除余氯过程中，通过电源控制盒213使紫外线灯管214开启，通过紫外线灯管214的开启超滤产水箱21内的水进行消毒杀菌，从而避免水中出现微生物的繁殖。
本发明的超滤-RO系统，还包括四组地脚215和四组调节丝杆216，四组地脚215顶端分别与四组调节丝杆216底端固定连接，四组支腿22上均设有螺纹孔，四组调节丝杆216通过与螺纹孔的配合分别螺装在四组支腿22上；通过转动调节调节丝杆216，可以对设备进行高度的调节，从而使设备放置时更加平稳，降低使用局限性。
本发明的超滤-RO系统，四组调节丝杆216底端的圆周外壁上均固定设有拧把217；通过设置拧把217，能够使调节丝杆216的转动更加的方便，降低使用局限性。
本发明的超滤-RO系统，超滤产水箱21顶端的安装槽口上设有密封垫218；通过设置密封垫218，能够使紫外线灯座212安装的更加严密，提高使用可靠性。
本发明的超滤-RO系统，紫外线灯座12的顶端连接设有手提把19；通过设置手提把219，能够使紫外线灯座212的取放更加的便捷，降低使用局限性。
本发明的超滤-RO系统，手提把219的圆周外壁上固定套设有防滑把套220；通过设置防滑把套220，能够有效防止在手握手提把219时出现打滑脱手的情况，提高使用可靠性。
本发明的超滤-RO系统，超滤产水箱21的前端设有观察窗221；通过设置观察窗221，能够便于观察超滤产水箱21内部水的处理情况，便于及时进行调整，降低使用局限性。
本发明的超滤-RO系统，地脚215的底端连接设有防滑垫222；通过设置防滑垫222，能够增大地脚215底部的摩擦，有效防止地脚215在与地面接触时出现打滑的情况。
本发明的超滤-RO系统，其在工作时，通过加药管24向超滤产水箱21内加入还原剂药物，然后通过启动翻搅电机26，翻搅电机26带动驱动轴27转动，驱动轴27带动分散筒28转动，分散筒28带动搅拌叶211转动，使搅拌叶211对超滤产水箱21内部的水进行翻搅，还原剂药物通过加药管24进入到分散筒28内，然后在分散筒28的转动下，通过分散孔210排入到超滤产水箱21内的水中，并在搅拌叶211的翻搅下，快速的在水中分散开，并与水充分混合，将水中的余氯去除掉，在消除余氯过程中，通过电源控制盒213使紫外线灯管214开启，通过紫外线灯管214的开启超滤产水箱21内的水进行消毒杀菌，处理后的水通过排水管25流入到下一工序中。
本发明的超滤-RO系统，其安装方式、连接方式或设置方式均为常见机械方式，只要能够达成其有益效果的均可进行实施；本发明的超滤-RO系统的翻搅电机、紫外线灯座、紫外线灯管和电源控制盒为市面上采购，本行业内技术人员只需按照其附带的使用说明书进行安装和操作即可。
如图8至图11所示，本发明的一种EDI系统，包括第二底座31、EDI水处理设备33、增压泵34、三通比例调节阀37、氮封水箱38、箱盖39和液位变送器310，第二底座31顶端设有固定架32，EDI水处理设备33固定安装在固定架32上，EDI水处理设备33上设有上位机，增压泵4固定安装在EDI水处理设备33上，增压泵4的入水口与EDI水处理设备33连通的设有抽水管35，增压泵4出水口连通设有出水管36，三通比例调节阀37的右通道与出水管36固定连通，氮封水箱38固定安装在第二底座31上，氮封水箱38上设有三组夹持机构，箱盖39通过夹持机构盖装在氮封水箱38上，液位变送器310固定安装在箱盖39上，液位变送器310的底部位于氮封水箱38内，箱盖39上设有补氮阀311和泄氮阀312，箱盖39的右端连通设有注水管313和回流管314，并且回流管314位置高于注水管313，注水管313的输入端与三通比例调节阀37底部的下通道连通，回流管314的输入端与三通比例调节阀37左侧的左通道连通；首先在使用时，起初三通比例调节阀37的左通道是关闭的，右通道和下通道是打开的，EDI水处理设备33在增压泵34工作下通过注水管313向氮封水箱38内供给制造出的纯水，通过氮气对氮封水箱38内的液面进行氮封，保证纯水质量，补氮阀311可以与外部氮气供应装置接通，用来补充氮气，泄氮阀312用来排放氮封水箱38内多余的氮气到特定容器中，系统在运行过程中，氮封水箱38中的液位是高于回流管314的，并通过液位变送器310不间断的检测氮封水箱38内的液位变化，当液位产生上升趋势时，液位变送器310将信号传递给EDI水处理设备33上的上位机，上位机发出指令给增压泵34和三通比例调节阀37，使增压泵34停转，并使三通比例调节阀37的左通道开度增大，下通道开度减小，氮封水箱38内的水则通过回流管314回流至EDI水处理设备33内，当液位产生下降趋势时，液位变送器310将信号传递给EDI水处理设备33上的上位机，上位机发出指令给增压泵34和三通比例调节阀37，使增压泵34工作，并使三通比例调节阀37左通道开度减小，下通道开度增大，使水补充加快，以此来保证水位始终保持平稳恒定，氮封水箱38内的液位保持平稳恒定，使得用来氮封的氮气体积保持基本不变，从而能够有效减少氮气的消耗，避免造成氮气的浪费，降低使用局限性。
本发明的一种EDI系统，夹持机构包括固定座315、转动架316、丝杆317和压板318，固定座315固定安装在氮封水箱38上，转动架316转动安装在固定座315上，丝杆317螺装在转动架316上，压板318顶端与丝杆317底端固定连接，丝杆317顶端固定套设有旋钮319；在箱盖39盖装时，通过旋钮319转动丝杆317，可以使压板318对箱盖39压紧或松开，从而方便箱盖39的拆装，降低使用局限性。
本发明的EDI系统，还包括四组调节套320和四组地脚322，四组调节套320均固定安装在第二底座31底端，四组地脚322的顶端均连接设有升降螺柱321，四组升降螺柱321分别螺装在四组调节套320上；通过转动地脚322，可以调节升降螺柱321的伸出量，以此来确保第二底座31在放置时保持平稳，降低使用局限性。箱盖39的底端外沿上连接设有密封垫323；通过设置密封垫323，能够使箱盖39盖装的更加严密，提高使用可靠性。
本发明的一种EDI系统，还包括两组手把324，两组手把324左右对称的固定安装在箱盖39上；通过设置手把324，能够使箱盖39的取放更加的便捷，降低使用局限性。手把324的圆周外壁上固定套设有把套325；通过设置把套325，能够有效防止在握住手把324时出现手部打滑的情况，提高使用可靠性。氮封水箱38的前端设有观察界面326；通过设置观察界面326，能够方便观察到氮封水箱38内部的情况，降低使用局限性。压板318的底端连接设有紧固垫327；通过设置紧固垫327，能够使压板318压紧的更加紧固，提高使用可靠性。
本发明的一种ED系统，其在工作时，三通比例调节阀37的左通道起初是关闭的，右通道和下通道是打开的，EDI水处理设备33在增压泵34工作下通过注水管313向氮封水箱38内供给制造出的纯水，通过氮气对氮封水箱38内的液面进行氮封，保证纯水质量，补氮阀311可以与外部氮气供应装置接通，用来补充氮气，泄氮阀312用来排放氮封水箱38内多余的氮气到特定容器中，系统在运行过程中，氮封水箱38中的液位是高于回流管314的，并通过液位变送器310不间断的检测氮封水箱38内的液位变化，当液位产生上升趋势时，液位变送器310将信号传递给EDI水处理设备33上的上位机，上位机发出指令给增压泵34和三通比例调节阀37，使增压泵34停转，并使三通比例调节阀37的左通道开度增大，下通道开度减小，氮封水箱38内的水则通过回流管314回流至EDI水处理设备33内，当液位产生下降趋势时，液位变送器310将信号传递给EDI水处理设备33上的上位机，上位机发出指令给增压泵34和三通比例调节阀37，使增压泵34工作，并使三通比例调节阀37左通道开度减小，下通道开度增大，使水补充加快，以此来保证水位始终保持平稳恒定，氮封水箱38内的液位保持平稳恒定，使得用来氮封的氮气体积保持基本不变。
本发明的一种EDI系统，其安装方式、连接方式或设置方式均为常见机械方式，只要能够达成其有益效果的均可进行实施；本发明的一种EDI氮封液位控制系统及装置的上位机、三通比例调节阀、增压泵和液位变送器为市面上采购，本行业内技术人员只需按照其附带的使用说明书进行安装和操作即可。
采用本发明电子超纯水制备工艺处理后的产水能够达到：
8寸工艺处理后的产水：
晶圆生产工艺线宽65nm
电阻率＞18 MΩ•cm
出水硼离子要求＜500ppt
出水二氧化硅要求＜500ppt
TOC＜10.0ppb
＞0.1um颗粒数量需要＜50个/L
溶解氧＜20.0ppb。
采用本发明电子超纯水制备工艺处理后的产水能够达到：
12寸工艺处理后的产水：
晶圆生产工艺线宽28nm
电阻率≥18.18 MΩ•cm
出水硼离子要求＜50ppt
出水二氧化硅要求＜50ppt
TOC＜1.0ppb
＞0.05um颗粒数量需要＜200个/L
溶解氧＜3.0ppb。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (10)
1.一种电子超纯水制备工艺，其特征在于包括依次连接的MBR系统装置、超滤-RO系统和EDI系统，出水电导率≤0.05um/cm；浊度≤0.1NTU;
其中，所述MBR系统装置包括第一底座（11）、研磨废水处理箱（12）、膜板安装架（13）、MBR平板膜（14）、曝气头（15）、气管（16）、平台（17）、管约束架（18）、回转式风机（19）和单向阀（110），第一底座（11）顶端右侧与研磨废水处理箱（12）底端相连接，研磨废水处理箱（12）内部中侧连接有膜板安装架（13），膜板安装架（13）内可拆卸安装有MBR平板膜（14），研磨废水处理箱（12）左上端内侧与曝气头（15）外侧相连接，且曝气头（15）输出端对应到研磨废水处理箱（12）内MBR平板膜（14）上方位置，曝气头（15）输入端与气管（16）一端相连通，第一底座（11）顶端中部与回转式风机（19）底端相连接，回转式风机（19）输出单气管（16）另一端相连接，研磨废水处理箱（12）左上端与平台（17）右端相连接，平台（17）右中侧与管约束架（18）底端相连接，气管（16）绕过管约束架（18）上侧，且气管（16）上安装有单向阀（110）。
2.根据权利要求1所述的一种电子超纯水制备工艺，其特征在于：所述MBR系统装置还包括勾环（111）、梯架（112）、梯杆（113）、围杆（114）、围栏（115）和支撑梁（116），MBR平板膜（14）顶端中部与勾环（111）底端相连接；
梯架（112）底端与第一底座（11）前端相连接，梯架（112）底端与平台（17）前端相连接，梯架（112）内侧竖向连接有多组梯杆（113）；
研磨废水处理箱（12）与平台（17）顶端连接有多组围杆（114），两组相邻围杆（114）之间连接有围栏（115）；
第一底座（11）顶端左中侧与平台（17）底端左中侧经支撑梁（116）相连接。
3.根据权利要求1所述的一种电子超纯水制备工艺，其特征在于：所述超滤-RO系统包括超滤产水箱（21）、加药管（24）、翻搅电机（26）、驱动轴（27）、分散筒（28）、紫外线灯座（212）和多组紫外线灯管（214），超滤产水箱（21）底端连接设有四组支腿（22），超滤产水箱（21）左侧内壁上连接设有两组管座（23），加药管（24）通过与管座（23）的配合固定安装在超滤产水箱（21）上，超滤产水箱（21）的右端连通设有排水管（25），翻搅电机（26）固定安装在超滤产水箱（21）右端，驱动轴（27）通过与翻搅电机（26）输出端的连接转动安装在超滤产水箱（21）内，分散筒（28）右端与驱动轴（27）左端固定连接，分散筒（28）左端连通设有连接套管（29），连接套管（29）与加药管（24）的输出端转动连通，分散筒（28）的圆周外壁上均匀的设有多组分散孔（210）和多组搅拌叶（211），超滤产水箱（21）顶端设有安装槽口，紫外线灯座（212）通过与安装槽口的配合可拆卸的安装在超滤产水箱（21）上，紫外线灯座（212）上设有电源控制盒（213），多组紫外线灯管（214）均等距的固定紫外线灯座（212）底端，并且多组紫外线灯管（214）均通过紫外线灯座（212）与电源控制盒（213）电连接。
4.根据权利要求3所述的一种电子超纯水制备工艺，其特征在于：所述超滤产水箱（21）顶端的安装槽口上设有密封垫（218）。
5.根据权利要求1所述的一种电子超纯水制备工艺，其特征在于：所述EDI系统包括第二底座（31）、EDI水处理设备（33）、增压泵（34）、三通比例调节阀（37）、氮封水箱（38）、箱盖（39）和液位变送器（310），第二底座（31）顶端设有固定架（32），EDI水处理设备（33）固定安装在固定架（32）上，EDI水处理设备（33）上设有上位机，增压泵（34）固定安装在EDI水处理设备（33）上，增压泵（34）的入水口与EDI水处理设备（33）连通的设有抽水管（35），增压泵（34）出水口连通设有出水管（36），三通比例调节阀（37）的右通道与出水管（36）固定连通，氮封水箱（38）固定安装在第二底座（31）上，氮封水箱（38）上设有三组夹持机构，箱盖（39）通过夹持机构盖装在氮封水箱（38）上，液位变送器（310）固定安装在箱盖（39）上，液位变送器（310）的底部位于氮封水箱（38）内，箱盖（39）上设有补氮阀（311）和泄氮阀（312），箱盖（39）的右端连通设有注水管（313）和回流管（314），并且回流管（314）位置高于注水管（313），注水管（313）的输入端与三通比例调节阀（37）底部的下通道连通，回流管（314）的输入端与三通比例调节阀（37）左侧的左通道连通。
6.根据权利要求5所述的一种电子超纯水制备工艺，其特征在于：所述夹持机构包括固定座（315）、转动架（316）、丝杆（317）和压板（318），固定座（315）固定安装在氮封水箱（38）上，转动架（316）转动安装在固定座（315）上，丝杆（317）螺装在转动架（316）上，压板（318）顶端与丝杆（317）底端固定连接，丝杆（317）顶端固定套设有旋钮（319）。
7.根据权利要求6所述的一种电子超纯水制备工艺，其特征在于：所述氮封水箱（38）的前端设有观察界面（326）；所述压板（318）的底端连接设有紧固垫（327）。
8.根据权利要求1-7任一项所述的一种电子超纯水制备工艺，其特征在于：电子超纯水制备工艺处理后的水的回收率率达87.3%以上，回收硅粉96%以上。
9. 根据权利要求8所述的一种电子超纯水制备工艺，其特征在于：8寸工艺处理后的产水达到：
晶圆生产工艺线宽65nm
电阻率＞18 MΩ•cm
出水硼离子要求＜500ppt
出水二氧化硅要求＜500ppt
TOC＜10.0ppb
＞0.1um颗粒数量需要＜50个/L
溶解氧＜20.0ppb。
10. 根据权利要求8所述的一种电子超纯水制备工艺，其特征在于：12寸工艺处理后的产水达到：
晶圆生产工艺线宽28nm
电阻率≥18.18 MΩ•cm
出水硼离子要求＜50ppt
出水二氧化硅要求＜50ppt
TOC＜1.0ppb
＞0.05um颗粒数量需要＜200个/L
溶解氧＜3.0ppb。
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|---|---|---|---|
| CN202211653762.2A CN116040852A (zh) | 2022-12-22 | 2022-12-22 | 一种电子超纯水制备工艺 |
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| CN203904123U (zh) * | 2014-05-07 | 2014-10-29 | 谢秋洋 | 新型超纯水系统 |
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2022
- 2022-12-22 CN CN202211653762.2A patent/CN116040852A/zh active Pending
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