引言電子行業(yè)已經(jīng)成為體現(xiàn)國家科技工業(yè)水平的標(biāo)準(zhǔn)之一，其中半導(dǎo)體行業(yè)也是重中之重。

在電子行業(yè)的產(chǎn)品制造工藝中，對生產(chǎn)用水的水質(zhì)要求很高。通常需要用水點(diǎn)的電阻率到達(dá)18MΩ.cm（25℃），也就是超純水。

電子行業(yè)的超純水制備系統(tǒng)通常是由預(yù)處理、脫鹽處理、精處理等三部分組成，其中脫鹽處理是核心部分。主要是通過反滲透技術(shù)（RO）或離子交換技術(shù)來去除不需要的陰陽離子。

當(dāng)前超純水系統(tǒng)的工藝主要有兩種：

1、預(yù)處理+兩級(jí)RO+EDI+精處理系統(tǒng)（簡稱兩級(jí)RO系統(tǒng)）；

2、預(yù)處理+陽床+脫碳塔+陰床+單極RO+混床+精處理系統(tǒng)（簡稱2B3T系統(tǒng)）；

接下來我們將以某半導(dǎo)體企業(yè)的小型超純水設(shè)置為例，來對比兩種工藝。半導(dǎo)體行業(yè)水質(zhì)要求企業(yè)要求該企業(yè)BE車間對超純水需求為：水量：3m3/h , 電阻率不低于18MΩ.cm，供水壓力3kg/cm2,水溫25+3℃。

原水主要來自于市政自來水，主要指標(biāo)如下：兩種純水工藝的工藝流程分別以膜分離和離子交換為主的工藝系統(tǒng)為該企業(yè)純水項(xiàng)目設(shè)計(jì)和經(jīng)濟(jì)性分析。

兩級(jí)RO+EDI技術(shù)路線如下2B3T系統(tǒng)技術(shù)路線如下一次性投資費(fèi)用對比在相同設(shè)備品牌的條件下，兩套工藝方案分別測算了投資成本，包括設(shè)備材料費(fèi)(設(shè)備、儀表、電氣和型材等)、安裝調(diào)試費(fèi)、水質(zhì)檢測費(fèi)、安全文明施工費(fèi)和其他費(fèi)用等。費(fèi)用對比運(yùn)行成本對比一、動(dòng)力消耗對比

動(dòng)力消耗包含：市政供水、電、工藝壓縮空氣CDA、氮?dú)?99.999%)等二、化學(xué)藥劑消耗量和廢水處理

RO系統(tǒng)和CEDI單元在正常運(yùn)行中都不需要消耗化學(xué)藥品，一般只在進(jìn)水中投加阻垢劑以及二級(jí)RO進(jìn)水加堿調(diào)節(jié)pH到8.3。

2B3T方案中，一般每天再生一次?；齑苍O(shè)計(jì)每半個(gè)月再生一次，主要是注入4%鹽酸和3%氫氧化鈉進(jìn)行，洗脫后形成酸堿廢水，需要及時(shí)處理。2B3T系統(tǒng)對酸堿等化學(xué)品的消耗量大，生成的酸堿廢水不能直排，每噸酸堿廢水的處理費(fèi)用約為0.5元。

三、電力消耗對比

RO+EDI工藝系統(tǒng)的電耗高，達(dá)到417KWh/d。

而2B3T工藝系統(tǒng)的電耗每天為186KWh。

四、綜合運(yùn)行成本費(fèi)用對比

在兩級(jí)RO系統(tǒng)中，濾料更換周期為2年，拋光樹脂更換周期為1年，RO膜和EDI裝置的使用周期為5年。

在2B3T系統(tǒng)中，濾料更換周期為2年，拋光樹脂更換周期為1年，陰陽樹脂使用周期為1年。

兩套超純水系統(tǒng)每制備1t純水的總成本費(fèi)用為：RO+EDI工藝為6.46元、2B3T工藝為9.22元。兩者占地面積的比較綜合考慮設(shè)備搬運(yùn)通道、檢修通道、安全防護(hù)距離以及人工操作空間，以3m3/h水量為例，RO系統(tǒng)每噸純水占地面積不超過14m2·h /m3，而2B3T系統(tǒng)每噸純水占地面積大于18 m2·h /m3。說明兩級(jí)RO系統(tǒng)的設(shè)備更緊湊。運(yùn)行維護(hù)與管理方面的比較 該企業(yè)兩種工藝的實(shí)際對比結(jié)果

該半導(dǎo)體公司的3m3/h純水站最終采用兩級(jí)RO工藝，且目前已穩(wěn)定運(yùn)行一年，出水水質(zhì)滿足用水要求。該廠另一條采用2B3T工藝的純水處理系統(tǒng)處理規(guī)模為40m3/h，也穩(wěn)定運(yùn)行一年多。在一年質(zhì)保期內(nèi)，3m3/h純水站中:

兩級(jí)RO系統(tǒng)：制備每噸純水的實(shí)際投資費(fèi)用約為18萬元，每噸純水實(shí)際運(yùn)行費(fèi)(含人工、折舊、藥劑費(fèi)等)用為6.35元，無二次污染及治理費(fèi)用，每噸純水實(shí)際占地面積約14m2。

2B3T系統(tǒng)：每制備1噸純水的實(shí)際投資費(fèi)用約為30萬元，每噸純水實(shí)際運(yùn)行費(fèi)(含人工、折舊、藥劑費(fèi)等)為7.98元，產(chǎn)生的廢水處理費(fèi)用約0.5元，每噸純水實(shí)際占地面積約18 m2。

綜合各方面因素，該半導(dǎo)體公司的3m3/h純水站采用兩級(jí)RO工藝，綜合費(fèi)用更節(jié)省。結(jié)論與建議在該企業(yè)情況下，針對小規(guī)模超純水站，兩種超純水制備工藝方案都能穩(wěn)定運(yùn)行，滿足用水要求，在技術(shù)都是可行的。

從運(yùn)行管理和維護(hù)來看，兩級(jí)RO+EDI工藝的自動(dòng)化程度高，操作更加簡潔；從占地面積來看，兩級(jí)RO系統(tǒng)更容易形成模塊化設(shè)備，充分利用空間布局，節(jié)省占地面積。

從經(jīng)濟(jì)指標(biāo)看，兩級(jí)RO系統(tǒng)一次性投資成本遠(yuǎn)低于2B3T方案，每日運(yùn)行成本低，且大幅度節(jié)省了化學(xué)用品使用量，避免了造成二次污染。

針對大型用水量或者采用不同原水水質(zhì)、或者用水要求更嚴(yán)苛的超純水系統(tǒng)中，其最佳的工藝技術(shù)路線選擇還需要深入探討。