何嘉慧，陈洪斌

(同济大学 环境科学与工程学院，上海 200092)

1 前 言

电子产业是现代经济的重要支柱产业之一，体现了一个国家的科技工业水平和综合国力。其中在半导体行业内，产品制造工艺对生产用水的水质要求很高。如美国电子和半导体行业用水标准ASTMD5127-07(表1)将微电子级超纯水分成不同的等级，对纯水要求有所差异。

电子行业的超纯水制备系统通常由预处理、脱盐处理和精处理等3部分组成，其中脱盐处理是核心，主要通过反渗透(RO)或离子交换技术去除水中的各类阴阳离子[1]。当前基于电阻率不低于18MΩ.cm的超纯水系统的工艺主要有两种：以RO膜分离为主，采用预处理+两级RO+电去离子膜堆(Electrodeionization，EDI)+ 精处理系统(简称两级RO系统)；以离子交换为主，预处理+阳床(Cation bed)+脱碳塔+阴床(Anion bed)+单级RO+混床(Mixed bed)+精处理系统(简称2B3T系统)。半导体行业对纯水系统采用的设备与控制系统投资费用很高，而且水、电等能源的消耗巨大[2]，系统产生的废水还需要处理。如何选择最合适的纯水制备工艺系统，以降低投资费用、运行费用和管理难度等尤其受到企业的关注。本文以江苏省某半导体企业的小型纯水站为例(设计产水量：3m3/h)，通过工艺路线、总体投资和运行费用、维护管理和二次污染排放与治理等方面的对比，为企业选择适宜的纯水制备工艺提供参考。

表1 电子半导体行业水质要求Tab.1 Water quality requirement in electronic semiconductor industry

2 材料与方法

以江苏省某半导体企业的超纯水系统为例，开展不同工艺的对比研究。该企业的主要产品为瞬态电压抑制二极管和闸流体等超压保护器件，其中BE车间所需超纯水功能需求：水量3m3/h，电阻率不低于18MΩ.cm(无其它水质指标要求)，供水压力3kg/cm2，水温25±3℃。……