降低超纯水中微量有机物的方法及其系统技术方案

本发明专利技术公开了一种降低超纯水中微量有机物的方法及其系统，应用于总有机碳浓度小于１ｐｐｂ超纯水的微量有机物去除，以避免传统离子交换树脂会溶出微量有机物的现象，本发明专利技术的方法，包含步骤：提供一总有机碳浓度小于１ｐｐｂ以下的超纯水，其包含一微量有机物；降解该超纯水的该微量有机物，使该微量有机物解离为一带电离子；及将该超纯水导入一连续式电解去离子装置以去除该带电离子。本发明专利技术先将微量有机物降解为带电离子，再进一步通过连续式电解去离子装置移除带电离子，以降低超纯水的总有机碳含量，提升超纯水的电阻值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术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。背彔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'C时，其电阻的理论值为18.25MQ" cm，而实厂制造的超纯水电 阻值可达18.2 cm，故证明未来要提升超纯水质量确实是一大挑战。但 随着工艺线宽縮小，且超纯水中约有95%的污染来自有机物，故超纯水水质其 屮又以总有机碳浓度(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lppb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(Polymermatrix)的 有机合成材料，具TOC溶出的微污染问题。
技术实现思路
本专利技术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--步降低超纯水的总有机碳(TOC)含量，使总有机碳浓度在lppb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18 M Q' cm以上。为实现上述目的，本专利技术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，本专利技术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，本专利技术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，达到离子移动至浓縮室的目的，使脱 盐室更洁净。而且，为实现上述目的，本专利技术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，本专利技术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，本专利技术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专利技术进行详细描述，但不作为对本专利技术的 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2为本专利技术实施例的流程图3为本专利技术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为本专利技术实施例的压差与总有机碳量比较图；及图6为本专利技术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:提供一超纯水步骤120:降解超纯水的微量有机物，使微量有机物解离为带电离子 步骤130:脱气处理超纯水步骤140:将超纯水导入连续式电解去离子装置以去除带电离子200:超纯水供应装置210:紫外光处理装置220:脱气装置230:连续式电解去离子装置240:超纯水具体实施例方式传统实厂的超纯水系统，超纯水的总有机碳(TOC)浓度虽多能小于lppb， 但当超纯水流经不再生离子交换树脂(Polisher)时，则超纯水的总有机碳浓度 有增加趋势，举本专利技术的实厂验证例，如图1所示，其中， 代表进水TOC与 出水TOC ，-—代表进水减出水的总有机碳浓度差。当超纯水进入不再生离子 交换树脂的总有机碳浓度小于0. 5ppb时，则不再生离子交换树脂产水总有机碳浓度有明显上升趋势，树脂有显著的有机物溶出现象当进水总有机碳浓度 范围为0.5 1.0ppb时，则产水总有机碳浓度有稍微上升现象，不具显著的总 有机碳处理效果；但当进水总有机碳浓度大于1.0ppb时，则不再生离子交换 树脂具有显著总有机碳处理效果。因此，不再生离子交换树脂进水水质若总有 机碳浓度低于lppb，则会有总有机碳溶出问题而影响到超纯水水质规格，但 为符合未来世代更严格的用水水质要求，如65纳米工艺的总有机碳浓度要求 耍小于0. 4ppb，必须找寻新技术与方法，解决不再生离子交换树脂有总有机 碳溶出问题。本专利技术实施例揭露一种降低超纯水中微量有机物的方法，用以去除超纯水 的微量有机物，应用于总有机碳低于1 ppb的超纯水。如图2所示，其为本专利技术实施例的流程图，步骤包含提供一超纯水(步骤110)，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(步骤120)，降解微 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；脱 气处理超纯水(步骤130)，以去除超纯水中的氧气、二氧化碳或挥发性有机物 等；最后，将超纯水导入连续式电解去离子装置以去除带电离子(步骤140)。如图3所示，其为本专利技术实施例的降低超纯水中微量有机物系统示意图， 包含超纯水供应装置200、紫外光处理装置210、脱气装置220及连续式电解 去离子装置230。超纯水供应装置200用以提供总有机碳(TOC)低于1 ppb的 超纯水240，其包含微量有机物。紫外光处理装置210用以氧化超纯水供应装 置200所提供的超纯水240，使微量有机物解离为带电离子。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。连续式电解去离子装置 230用以去除超纯水的带电离子。配合上述方法，超纯水供应装置200所供应 的超纯水240，经过紫外光处理装置210使微量有机物降解为带电离子，并通 过脱气装置220去除超纯水240所含的气体；再进一步通过连续式电解去离子 装置230移除超纯本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种降低超纯水中微量有机物的方法，其特征在于，包含步骤：提供一总有机碳浓度小于１ｐｐｂ以下的超纯水，其包含一微量有机物；降解该超纯水的该微量有机物，使该微量有机物解离为一带电离子；及将该超纯水导入一连续式电解去离子装置以去除该带电离子。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：金光祖，张佩琳，陈建宏，陈秋美，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]