一、 系统核心功能
洁净厂房超纯水系统是为高科技制造业（如半导体、微电子、光伏、显示面板、生物制药）的生产流程提供关键工艺用水的基础设施。其核心功能是通过多重纯化单元的组合，将市政自来水或地下水逐级提纯，最终产出在电阻率、总有机碳、颗粒物、微生物及离子含量等方面均达到极高标准的水质，以满足精密清洗、刻蚀、掺杂、光刻等敏感工艺的严格要求，确保产品良率与性能。
二、 系统关键组成与工艺流程
一套完整的超纯水系统通常由预处理、初级除盐、深度除盐和后级抛光纯化四个单元组成。
1、预处理系统
目的：去除原水中的悬浮物、胶体、有机物、余氯及部分硬度，保护下游核心膜元件与树脂免受污染、氧化或结垢。
关键设备：
多介质过滤器：填充石英砂、无烟煤等，通过深层过滤去除悬浮物和颗粒。活性炭过滤器：填充活性炭，有效吸附余氯、有机物、异味和色度。软化器：填充钠型阳离子交换树脂，通过离子交换去除钙、镁离子，防止反渗透膜结垢。精密过滤器：安装5μm保安滤芯，作为最终保护，确保进入反渗透膜的水质。加药系统：投加阻垢剂（防止膜结垢）、还原剂（去除余氯）、非氧化性杀菌剂（抑制微生物滋生）。
2、初级除盐系统（反渗透单元 - RO）
目的：去除水中绝大部分（>99%）的溶解盐类、离子、有机物、微生物和胶体，是系统脱盐的核心。
关键设备：
高压泵：为RO膜提供所需的操作压力。反渗透膜组：采用聚酰胺复合膜，在高压驱动下实现溶剂（水）与溶质的分离。通常配置一段、二段或多段排列以提高回收率。清洗系统（CIP）：用于定期对RO膜进行化学清洗，恢复膜性能。核心参数：系统脱盐率≥98%，单支膜元件脱盐率≥99.5%；系统回收率75%-85%。
3、深度除盐系统
目的：进一步去除RO产水中残余的微量离子，将水质提升至兆欧级。
关键技术：
电去离子装置（EDI）：结合离子交换树脂和选择性离子膜，在直流电场作用下实现离子的连续迁移与树脂的连续电再生，无需化学再生即可生产高达18 MΩ·cm的超纯水。是当前主流技术。
混床离子交换（MB）：填充氢型阳树脂和氢氧型阴树脂，通过离子交换深度去除离子。需定期使用酸碱进行化学再生，常用于备用或小型系统。
4、后级抛光纯化与输送系统
目的：维持超纯水在产出点的最终极高水质，并防止在分配过程中受到二次污染。
关键设备：抛光混床（Treated Water MB / Post-Polisher）：紧接在EDI之后，进一步稳定和提升水质，捕获痕量离子。紫外杀菌器（UV）：采用185nm和254nm双波长紫外灯，有效杀灭微生物并氧化分解残余总有机碳（TOC）。超滤装置（UF）：使用0.05μm或更小孔径的膜，绝对去除细菌、内毒素和微颗粒。终端精密过滤器：通常为0.2μm或0.1μm孔径的膜过滤器，位于用水点前，确保最终屏障。
5、循环输送系统：由纯水储罐、输送泵、循环管道组成。设计为24小时闭路循环，并维持>0.5m/s的回流速度，防止微生物滋生。管路通常采用316L EP级不锈钢，并进行内表面电抛光（EP）或钝化处理（Passivation）以降低析出物。
三、 核心产水水质参数
超纯水水质需满足以下典型指标，具体标准应根据生产工艺要求确定：
电阻率（25℃）≥18.18 MΩ·cm；总有机碳（TOC）≤5 ppb（μg/L）；颗粒物（≥0.05μm）≤1个/mL；微生物（细菌总数）≤1 CFU/100mL；二氧化硅（Total SiO₂）≤3 ppb；溶解氧（DO）根据工艺要求，可配置脱氧装置至≤10 ppb。
四、 运维核心要点
日常监控与巡检：连续监测并记录各单元进出口压力、流量、水质（SDI、电导率/电阻率、TOC、pH）。检查RO系统一段/二段压力、脱盐率、回收率。检查水泵运行状态、噪音、振动及泄漏情况。检查化学品储罐液位及加药泵运行状态。观察预处理设备自动反洗/再生程序是否正常执行。
定期预防性维护：每日：记录全系统运行参数及水质数据。每周：对多介质、活性炭过滤器进行手动加强反洗；校准在线水质仪表（pH、电导率、TOC）；测试UV灯管强度。每月：清洗RO膜（根据标准化后压差和产水量下降情况决定）；更换保安过滤器、精密过滤器滤芯；检查EDI模块运行电流电压及产水水质。每季度：对EDI模块进行化学清洗；对软化器树脂进行复苏处理；校验压力、流量传感器。每半年/每年：更换RO膜元件（视性能而定，通常3-5年）；对纯水储罐及分配管道系统进行完整的清洁、消毒与完整性检查（如纯蒸汽灭菌、臭氧消毒或化学清洗）；更换UV灯管；对抛光混床树脂进行更换或再生。
关键性能表征测试： silt密度指数（SDI）测试：监测RO进水中胶体和颗粒物污染倾向，确保<5（ ideally <3）。RO膜完整性测试：确保膜无泄漏。高效过滤器完整性测试：对终端过滤器进行起泡点测试，确保无缺陷。
安全与文档：操作涉及化学品（酸、碱、阻垢剂、杀菌剂）时必须佩戴个人防护装备（PPE）。维护时必须严格执行挂牌上锁（LOTO）程序。完整保存系统PID图、设备手册、SOP、SMP。详细记录所有运行日志、维护活动、清洗记录、仪表校准报告、水质分析报告及更换备件清单。
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