[发明专利]降低超纯水中微量有机物的方法及其系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种超纯水的处理方法及其系统，尤其涉及一种降低超纯水中微量有机物的方法及其系统。

背景技术

随着电子工业的急速发展，在电子零件的清洗上需使用大量高纯度的洗净水，尤以集成电路产业对此需求最甚。所以，便发展出相关的技术，尽量除去水中各种杂质。

在高科技产业工艺、设备高度发展的同时，超纯水质量要求日趋严苛，然而，目前超纯水处理技术已可将超纯水水质处理趋近理论极限值，举例而言，超纯水在25℃时，其电阻的理论值为18.25MΩ·cm，而实厂制造的超纯水电阻值可达18.2MΩ·cm，故证明未来要提升超纯水质量确实是一大挑战。但随着工艺线宽缩小，且超纯水中约有95％的污染来自有机物，故超纯水水质其中又以总有机碳浓度(Total Organic Carbon，TOC)的要求更为严苛。

为了符合未来世代超纯水水质洁净度的需求，对于超纯水系统而言，处理单元内有机物溶出是一项不可忽略的问题，当水质纯度趋近极限时，超纯水系统中的各元件、管路设计及阀门均可视为微量溶出物的污染源，然而，现今应用的超纯水处理系统中，当超纯水在总有机碳浓度小于1ppb以下时，系统中的不再生树脂会有显著的TOC溶出污染现象，因传统超纯水系统流程中，离子交换树脂是将超纯水中离子交换于树脂内部孔隙中，并非予以除去，基于树脂相互交换的可逆反应，原本溶液中交换于树脂作用离子基的离子，有再次进入超纯水的可能，且树脂本身为有机材质，多为聚合矩体(Polymer matrix)的有机合成材料，具TOC溶出的微污染问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种降低超纯水中微量有机物的方法及其系统，通过连续式电解去离子(Continuous Electrodeionization，CEDI)装置更进一步降低超纯水的总有机碳(TOC)含量，使总有机碳浓度在1ppb以下的超纯水系统不会产生显著的微量有机物质溶出现象，以避免传统处理流程中离子交换树脂发生溶出有机物质的现象，并有效提升超纯水的电阻值至18MΩ·cm以上。

为实现上述目的，本发明提供了一种降低超纯水中微量有机物的方法，包含以下步骤：提供一超纯水，其包含微量有机物；降解超纯水的微量有机物，使微量有机物解离为带电离子；将超纯水导入连续式电解去离子装置以去除带电离子。

而且，本发明实施例中降解超纯水中微量有机物可利用高级氧化方式，如紫外光氧化、紫外光/臭氧氧化等方式。

而且，本发明实施例中还包含脱气处理超纯水的步骤，以去除超纯水中的氧气、二氧化碳或挥发性有机物等。

由于连续式电解去离子装置是将电渗析技术和离子交换技术相结合，并由若干离子选择性透过膜分割成多室电解槽的技术，并在脱盐室内装置离子交换树脂，除可加强水中离子解离效果外，同样具有树脂吸收离子能力，且树脂可通过电解原理，将水离子化产生氢离子与氢氧根离子后，使树脂持续不断地达到再生效果而能提高吸收能力，从而实现连续使用的目的。另一方面，连续式电解去离子设备具分流效果，能将水中阴、阳离子分离，并借阴离子与阳离子选择性渗透膜，选择性地让阳离子或阴离子通过，阳离子仅可通过阳离子选择性渗透膜，阴离子仅可通过阴离子选择性渗透膜，而离子移动的驱动力，是以外部正负电极的电流作用吸引带电离子，达到离子移动至浓缩室的目的，使脱盐室更洁净。

而且，为实现上述目的，本发明还提供一种降低超纯水中微量有机物的系统，包含超纯水供应装置、降解处理装置及连续式电解去离子装置。超纯水供应装置用以提供超纯水，其包含微量有机物；降解处理装置用以降解超纯水制造装置所提供的超纯水，使微量有机物解离为带电离子；然后，连续式电解去离子装置用以去除超纯水的带电离子。

而且，本发明实施例中降解处理装置可为紫外光处理装置或紫外光/臭氧处理装置。

而且，本发明实施例中还包含脱气装置，用以去除超纯水中的氧气、二氧化碳或挥发性有机物等。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1为不再生离子交换树脂在低总有机碳浓度进水时的有机物溶出现象图；

图2为本发明实施例的流程图；

图3为本发明实施例的降低超纯水中微量有机物系统示意图；

图4为连续式电解去离子装置的构造说明图；

图5为本发明实施例的压差与总有机碳量比较图；及

图6为本发明实施例的操作电流与总有机碳量比较图。

其中，附图标记：

步骤110：提供一超纯水