纯水（超纯水）系统工艺技术之辅助处理工艺

纯水（超纯水）系统工艺技术之辅助处理工艺

工艺处理辅助说明

1：消毒杀菌技术；2：氮气封存水箱方法；3：末端过滤技术

工艺辅助处理的简介

整合预处理工艺和核心处理工艺，形成完整的（超）纯水制备流程。主要目的是保证设备的稳定运行，延长核心耗材的使用寿命。辅助处理工艺包括加药、杀菌消毒（如紫外线、臭氧、巴氏等）、氮封封装（水箱）、终端过滤等。

1、消毒杀菌工艺

制备纯水时通常使用的杀菌消毒工艺包括紫外线消毒杀菌、去除TOC、臭氧杀菌、巴氏消毒、二氧化氯消毒等。

UV光杀菌和去除TOC

紫外线消毒器使用波长254纳米的紫外线，通过破坏微生物的DNA结构，来实现杀死纯水中的细菌和微生物，以预防细菌污染，同时可消除水中残存的臭氧分子。常见的紫外线消毒器分为管道式和嵌入式两种。

TOC去除装置利用波长为185纳米的紫外线进行催化作用，能够分解有机分子，激发水分子产生高氧化能力的羟基自由基，进而将水中的有机物氧化分解为二氧化碳和水，以降低超纯水中的TOC含量。

注意：UV杀菌器单独使用时应放置在EDI水箱后，可起到终端杀菌消毒的作用。若UV杀菌器与TOC脱除器配合使用，UV杀菌器需放置在EDI装置和EDI水箱之间，TOC脱除器需放置在EDI水箱和抛光树脂装置之间，因为经过TOC脱除器处理的纯水在电解分解后电阻率会下降，后续会连接抛光树脂装置。安装UV杀菌器和TOC脱除器时，应注意它们与水泵的前后位置和距离，以避免水锤现象可能对设备造成损害。

臭氧杀菌

臭氧是一种能广泛杀菌的药剂，可以有效地杀灭细菌、病毒和真菌等微生物。它的杀菌原理是通过氧化作用破坏微生物膜的结构，导致细菌溶解死亡，或破坏病毒的RNA和DNA。臭氧发生器通常由主机、管路、反应室和排放管等部分组成。

臭氧（O3）的消毒原理是：在常温、常压下，臭氧的分子结构不稳定，会快速分解成氧气（O2）和单个氧原子（O）。这种单个氧原子具有极强活性，可对细菌产生氧化作用，致使其死亡；额外的氧原子也会自发地重组成普通的氧气分子（O2），不会残留任何有毒物质，因此被称为无污染消毒剂。臭氧不仅对各类细菌（包括肝炎病毒、大肠杆菌、绿脓杆菌和杂菌等）有强大的致死能力，对霉素的灭杀作用也十分有效。

巴氏杀菌

加热液体到特定温度并保持一段时间，这个过程是为了消灭可能导致疾病、腐败或不必要的微生物的。这主要应用在超纯水设备（纯净水）中的活性炭等预处理部分的定期消毒，RO/EDI部分的定期消毒，以及储存与分配管网部分的定期消毒。

巴氏灭菌消毒是一种全系统性的辅助工艺，被广泛应用于纯净水和医用纯净水领域，用于长期对设备系统进行杀菌消毒和维护。

漂白消毒

与传统的浓氯和次氯酸消毒方法相比，二氧化氯消毒虽然在听起来类似，但其实作用原理完全不同。二氧化氯不是一种氯化合物，因为它的杀菌机制不是依靠有效氯，而是靠二氧化氯分子本身。

氯气消毒的原理是当氯气在水中时，它能够吸附在病毒、细菌和微生物的细胞表面，穿透细胞膜，进入细胞内部，直接氧化细胞内的硫氨基酸、色氨酸和酪氨酸等物质，从而杀灭细菌。此外，氯气还能控制微生物的蛋白质合成，对真菌具有显著的杀灭作用。

消毒后的残留物只包括水、食盐、二氧化碳和少量有机糖等绝对无害成分。常用于处理自然水源的消毒预处理。

2、氮气灌装技术

用氮气充入水箱，保持正压力，防止杂质溶入水，污染水质，且阻止空气接触水面。超纯水如果受到二氧化碳、细菌等污染，在空气中，由于其高纯度，可以强力溶解这些杂质。因此，超纯水一旦接触空气，电阻率将显著下降。

3、终端过滤工艺 --> 终端过滤技术

传统的超纯水系统通常使用微米级精滤器，一般会选择0.1μm/0.22μm微孔折叠膜滤芯进行过滤，以清除超纯水中的微小颗粒和细菌，截留可能脱落的混床树脂，确保所产生的水质保持稳定。

在半导体行业中通常使用超滤器作为终端过滤器，它的作用类似于微滤器，只是相关的技术要求更为严格。通常需要能够过滤掉相当于6000Da分子量的微小颗粒，有效地去除大部分微量污染物。