低压和超低压反渗透膜在半导体工业水处理中的应用

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1、低压和超低压反渗透膜在半导体工业水处理中的应用摘要：本文介绍了ESPA超低压膜主要特点。同时还列举了超低压ESPA膜和低压CPA2或NTR-759膜与醋酸纤维CA膜在操作压力、透过水量、脱盐率方面的比较，研宄了各种方法和各种反渗透膜对TOC和细菌内毒素的去除效果比较，并成功的应用在空间材料制备用水、高纯化学试剂生产用水、机车电瓶用水及建材制板用水上，取得了很好的效果关键词：低压或超低压反渗透复合膜T0C细菌内毒素兆位电路刖g半导体材料和器件的制备，需要高质量的高纯水，要求低T0C（＜5ppb）、低细菌内毒素（＜/ml），目前电子行业己广泛采用反渗透技术，

2、下面就如何选用更合理的反渗透膜，简述于下：众所周知，反渗透（R0）是一种在压力驱动下，借助于半透膜的选择截流作用将溶液中的溶质与溶剂分开，无论低压复合膜［1-2］或超低压复合膜［3-5］，都是以水的透过速率大小、脱盐率高低来衡量膜的好坏，而水的透过速率即水通量的大小与驱动压力成正比，如能达到一定的水通量时，所需的驱动压力越低，则不仅降低能耗，同时也降低泵、压力容器及管材等设备投资。本文介绍了ESPA超低压膜主要特点。同时还列举了超低压ESPA膜和低压CPA2或NTR-759膜与醋酸纤维CA膜在操作压力、透过水量、脱盐率方面的比较，研究了各种方法和各种反渗

3、透膜对TOC和细菌内毒素的去除效果比较，并成功的应用在空间材料制备用水、高纯化学试剂生产用水、机车电瓶用水及建材制板用水上，取得了很好的效果一、TOC、细菌、细菌内毒素、颗粒对大规模集成电路的影响随着电子工业的发展对高纯水提出了越来越高的要求例如［6］，制作16K位DRAM允许水中TOC（总有机碳）为500ppb、金属离子为lppb、Pm的颗粒为100个/毫升；而制作16M位DRAM时，则要求T0C＜5ppb、金属离子＜、水中＞Pm颗粒数为个/升。TOC,细菌及细菌内毒素对大规模集成电路的影响。DRAM对颗粒和TOC的要求天然水、自来水等各种水源中都存在

4、着热原。目前比较一致的认识是热原是指多糖类物质［7］，也就是细菌内毒素。细菌内毒素是革兰氏阴性菌的细胞壁外壁层上的特有结构__脂多糖，所以，哪里有细哪里就有细菌内毒素。其结构为单个粒子，其分子量在1000020000之间范围内，体积为1〜50Pm，细菌内毒素在水中可以形成比较大的成团密集体，造成颗粒性污染。细菌内毒素含磷多糖体75%，磷脂12〜15%及有机磷酸盐6〜7%，造成TOC污染，由于含很高的磷，在硅中是N型杂质，贡献导电电子，形成不可控制的污染，严重的影响器件的性能和成品率［8］。由于细菌及细菌内毒素都会产生颗粒性污染及TOC的污染，由图1、图2

5、明显看出颗粒性污染及TOC的污染对大规模集成电路的影响，因此在兆位电路用水中对TOC、细菌及细菌内毒素的含量要严格控制。二、超低压卷式复合膜的主要特点与CA膜和低压复合膜相比，ESPA、ES10、ES20膜达到同样产水量时所需的操作压力大为降低，换句话说在相同的操作压力下其产水量高出其它膜，见图3。图3部分卷式反渗透膜性能比较由图1看出在压力一定时ESPA，ES20膜的产水量是CPA2或NTR-759HR，BW30膜产水量的一倍，而CPA2或NTR-759HR，BW30膜的产水量是CA膜的5倍，换句话说若同样的产水量，则所需的操作压力要求低很多。低压和超

6、低压膜，如CPA2,NTR-759膜和ESPA膜，脱除水中二氧化硅能力，均在98%以上，标准条件下二氧化硅的脱除率见图4。图4不同压力时两种膜的脱硅效果［测试条件］进水溶液：SiO2浓度41ppm，温度：18°C化学稳定性，以ESPA膜，CPA2或NTR-759膜的耐氯性为例，如图5所示。图5两种膜的耐氯性能［通水条件］进水压力：；供给液游离氯浓度：10Oppm；供给液pH=6［测试条件］进水溶液：％食盐水；进水压力：；pH值：；温度：25°C由于ESPA膜没有改变复合膜材料的化学成分，因而保持了复合膜的所有优点。其化学稳定性和脱盐率均与低压复合膜相同。

7、三、用一级反渗透R0、双级R0、蒸馏法、紫外法、活性碳吸附法、离子交换法、超声法等除去水中的TOC和细菌内毒素的比较用R0法，蒸馏法，185紫外法，除去TOC和细菌内毒素，见表1。表1用R0法，蒸馏法，185紫外法，除去TOC和细内毒素的比较方法源水产品水TOC（ppb）细菌内毒素（EU/m1)*TOC(ppb)细菌内毒素(EU/ml)*一级RO(CA膜)4200〉10120彡一级R0(TFC膜)420050〜<市售蒸馏水5000>32500二次蒸馏水2500500三次蒸馏水5001100〉双级R0(TFC膜）50＜20＜双级R0+185nmUV30＜＜

8、5＜吨U=EndotoxinUnit（内毒素单位）美国1993年[9]ASTM-