超纯水系统工艺及其施工(吴纯傲)
211178762_实验室超纯水系统PVDF管道施工技术
ANZHUANG2023年第4期36施强（上海市安装工程集团有限公司 上海 200080）摘 要：超纯水系统是实验室中的重要组成部分，本文针对超纯水系统中PVDF管道洁净度要求高、定制周期长以及安装精度要求高等特点，详细阐述了PVDF管道的预制、搬运、焊接、清洗以及安装过程中的关键技术要求，确保施工洁净度控制及成品保护，保证了施工质量，降低了后期调试成本。
关键词：超纯水系统 PVDF 洁净 红外焊接技术中图分类号：TU745.5 文献标识码：B 文章编号：1002-3607（2023）04-0036-03实验室超纯水系统PVDF管道施工技术实验室超纯水系统为实验提供所需的高标准水质，常常应用于常规实验、化学分析、微生物检查等各个方面实验，有效保障了生物、医药以及芯片等行业发展。
为保证水质符合实验要求，确保经济合理性，超纯水系统中常采用PVC、SGP、CPVC、SUS316以及PVDF等多种类型管材[1]，抛光循环流程为水质净化核心环节。
其中，PVDF 管道因其具有良好的化学稳定性、洁净度、光滑度等性能，在高纯水和超纯水输送系统中广泛使用。
1 工程概况某高校实验室工程共提供5套超纯水系统，范围包括学术环基础医学楼、生命科学楼、工学楼、理学楼及微纳平台等，涉及负一至四楼公共区夹层、实验室内部天花板夹层以及实验室内部取水点位。
每套系统主要分为供水设备和输送管网两部分，其中PVDF管网最大管径为DN40，最小管径DN15，施工长度约7600m。
本项目对水质要求高，在管网施工过程中应在相对洁净的环境中进行，并对相关的施工方法，施工工艺、材料的选用及成品保护等方面做细致的部署协调。
项目主要特点难点如下：（1）超纯水系统施工对洁净度要求高，而现场施工环境条件不理想，同时交叉作业多，且不具备设置独立的洁净车间，加工过程中对PVDF管道洁净度控制难度大。
（2）各类PVDF管材、配件以及阀门等材料均是从国外进口，订购周期长，价格昂贵，对管材的采购周期安排以及现场预制加工精度要求高。
超纯水工艺流程图
超纯水工艺流程图超纯水是一种纯度非常高的水，可以用于很多领域，如实验室研究、医疗设备、电子芯片制造等。
下面将为大家介绍一种超纯水的工艺流程图。
超纯水的工艺流程主要包括原水处理、预处理、离子交换、RO脱盐、混合床脱盐、电极去离子、精处理等几个步骤。
首先，我们需要获取源水，通常是自来水或地下水。
这些源水中含有各种杂质，如颗粒物、有机物、重金属、微生物等。
为了去除这些杂质，我们需要进行原水处理。
原水处理主要包括混凝、沉淀、过滤、消毒等步骤，以去除悬浮物、颗粒物和微生物。
接下来，我们需要对原水进行预处理。
预处理是为了进一步去除水中的有机物和溶解物，并保护后续的设备。
预处理的步骤包括活性炭吸附、软化剂处理、混凝沉淀等。
然后，我们需要进行离子交换。
离子交换是将水中的阳离子和阴离子通过离子交换树脂进行吸附，以达到去除溶解物和降低电导率的目的。
离子交换后的水称为脱盐水。
接着，脱盐水需要进行RO脱盐处理。
RO（反渗透）是通过使用半透膜来分离溶液中的溶质和溶剂的过程。
在RO脱盐处理中，脱盐水被推向高压侧，溶质被截留在低压侧的半透膜上，以获得更高纯度的水。
随后，我们需要进行混合床脱盐处理。
混合床脱盐是通过将阳离子和阴离子交换树脂混合在一起，以进一步去除水中的离子杂质。
混合床可以有效地去除溶解性杂质，如硅酸、二氧化碳等。
然后，我们需要进行电极去离子处理。
电极去离子是使用电解的方法将脱盐水中的离子分解出来，并通过正、负电极进行去除。
这样可以获得更高纯度的水。
最后，我们需要进行精处理。
精处理包括超滤、UV消毒、臭氧氧化等步骤，以去除残留的微生物、有机物和氧化剂等。
通过以上工艺流程，我们最终可以获得纯度非常高的超纯水。
这种水在实验室研究、医疗设备、电子芯片制造等领域有着广泛的应用。
希望本文介绍的超纯水工艺流程图能对大家有所帮助。
超纯水的工艺流程
超纯水的工艺流程超纯水的工艺流程1、采用离子交换方式，其流程如下：原水→原水加压泵→多介质过滤器→活性炭过滤器→软水器→精密过滤器→阳树脂过滤床→阴树脂过滤床→阴阳树脂混床→微孔过滤器→用水点2、采用两级反渗透方式，其流程如下：原水→原水加压泵→多介质过滤器→活性炭过滤器→软水器→精密过滤器→第一级反渗透→PH调节→中间水箱→第二级反渗透(反渗透膜表面带正电荷)→纯化水箱→纯水泵→微孔过滤器→用水点3、采用EDI方式，其流程如下：原水→原水加压泵→多介质过滤器→活性炭过滤器→软水器→精密过滤器→一级反渗透机→中间水箱→中间水泵→EDI系统→微孔过滤器→用水点二、三种制备电镀行业用超纯水的工艺比较目前制备电镀行业用超纯水的工艺基本上是以上三种，其余的工艺流程大都是在以上三种基本工艺流程的基础上进行不同组合搭配衍生而来。
水处理设备的分类水处理设备主要包括了软水机、纯水机、净水器、精密过滤器和开水龙头以及路设计、设备安装和售后服务等，这是一整套为消费者提供的水处理设备。
目前市场上水处理设备也主要包括软水机、纯水机、净水器三大类型。
一、水处理设备之软水机1. 软水机原理及功能：根据离子交换的原理，即用 Na+交换Mg2+Ca2+，使水中的硬度降低到70毫克/升以下成为软水，此水处理设备主要功能是祛除水碱，水垢。
2. 软水机水处理设备的优点祛除水垢，水碱效果好，同时流量大，基本上不降低水压。
经过软水机水处理设备产生的水，清洁能力特强，洗衣，淋浴，美容护肤效果强;也能减轻能源消耗。
同时也节约洗涤用品降,低家务强度。
软水机水处理设备产生的水最适宜作为生活用水的。
二、水处理设备之纯水机1. 纯水机原理及功能：采用PP棉，活性炭及RO膜等滤芯，五级或五级以上过滤，其中最核心是RO膜，RO膜是目前过滤精度最高的滤芯。
制出的水为纯净水，可以直接生饮。
2. 纯水机水处理设备优点：纯水机水处理设备过滤精度高，适用于多种水质，净化后的水是纯净水，口感好，不含任何杂质。
超纯水处理设备三种工艺
超纯水处理设备三种工艺超纯水处理设备作为现今流行的超纯水制备设备，其有点如下：1、无需酸碱再生：在混床中树脂需要用化学药品酸碱再生，而EDI则消除了这些有害物质的处理和繁重的工作。
保护了环境。
2、连续、简单的操作：在混床中由于每次再生和水质量的变化，使操作过程变得复杂，而EDI的产水过程是稳定的连续的，产水水质是恒定的，没有复杂的操作程序，操作大大简便化。
3、降低了安装的要求：EDI系统与相当处理水量的混床相比，有较不的体积，它采用积木式结构，可依据场地的高度和窨灵活地构造。
模块化的设计，使EDI在生产工作时能方便维护。
超纯水处理设备现有工艺：预处理系统-反渗透系统-中间水箱-粗混合床-精混合床-纯水箱-纯水泵-紫外线杀菌器-抛光混床-精密过滤器-用水对象(≥18MΩ.CM)(传统工艺)预处理-反渗透-中间水箱-水泵-EDI装置-纯化水箱-纯水泵-紫外线杀菌器-抛光混床-0.2或0.5μm精密过滤器-用水对象(≥18MΩ.CM)(最新工艺)预处理-一级反渗透-加药机(PH调节)-中间水箱-第二级反渗透(正电荷反渗膜)-纯水箱-纯水泵-超纯水处理设备-紫外线杀菌器-0.2或0.5μm精密过滤器-用水对象(≥17MΩ.CM)(最新工艺) 预处理-反渗透-中间水箱-水泵-EDI装置-纯水箱-纯水泵-紫外线杀菌器-0.2或0.5μm精密过滤器-用水对象(≥15MΩ.CM)(最新工艺)预处理系统-反渗透系统-中间水箱-纯水泵-粗混合床-精混合床-紫外线杀菌器-精密过滤器-用水对象(≥15MΩ.CM)(传统工艺) 系统的运行状况如流量、压力、水质必须实时监测和控制，有关仪表可分为测量仪表和控制仪表。
超纯水处理设备简单的操作及稳定的运行，是超纯水制备流程变得更加简便，方便非专业人士的操作。
超纯水系统施工
超纯水系统工艺及其施工(Ultrapure Water System Technics and Construction)中国电子系统工程第二建设公司：吴纯傲文摘: 本文根据建设制备18.2MΩ以上的超纯水站为实际案例，介绍超纯水制备的基本工艺，特别注重说明了水处理不同阶段所用管道材质，并根据安装实际经验对超纯水管道施工作了详细阐述。
关键词：超纯水系统洁净CPVC管PVDF管Abstract: Take example of pure water above 18.2MΩ in F AB to explainthe production process flow and basic technics, especially in choosing pipeline materials at difference stage. And illuminate the construction of pure water pipeline in detail base on practical experience.Key words Ultrapure water system, Clean, CPVC pipe, PVDF pipe.一、超纯水系统总体介绍随着电子工业的发展，在芯片的生产加工过程中，对于水质的要求也越来越高。
为了保证生产出超大规模的集成电路，除高纯原材料、高纯气体、高纯化学药品外，高纯水也是其中最关键的因素之一。
高纯水系统是将一般的市政用水处理成对不同离子的含量和颗粒度都有很高要求的超纯水。
超纯水系统总体来说一般可分为三个部分：超纯水制造区（CUB部分）、超纯水抛光循环区（FAB部分）、超纯水输送管网（FAB各使用区）。
其中超纯水制造区最为复杂其又可分为：预处理、一次纯水处理、超纯水处理三个部分。
预处理部分主要包括：沙滤、活性炭塔（有的厂商在沙滤前还增设反应槽、气浮池）；一次纯水部分主要包括：阴阳离子交换塔、脱气塔（DG）、保安过滤器、紫外线杀菌器及多级反渗透；超纯水部分主要包括：MDG（脱氧膜组）、TOC-UV杀菌器、混床（MB）及终端过滤器。
超纯水制备工艺流程
超纯水制备工艺流程超纯水（又称为电子级水、电离度水和高纯水）是指水中杂质离子含量极低的一种高纯度水。
超纯水广泛应用于电子、化工、医药、实验室等领域。
下面是一种超纯水制备的工艺流程。
首先，取一定量的去离子水（通常使用离子交换树脂设备净化工艺制备的脱离子水），作为超纯水的原水。
将原水送入超纯水制备设备中。
接着，原水通过一系列的预处理工艺，如活性炭吸附、精密过滤、超滤等，去除水中的有机物、悬浮物、微生物等杂质，以提高水质。
然后，原水进入阳离子交换树脂柱，通过阴、阳离子交换作用，去除水中的阴、阳离子，使得水的电导率降低。
随后，原水通过电解池，进行电解处理。
电解池由两极板、阳极室和阴极室组成。
在电解过程中，水发生电离，阳极室释放氧气，阴极室释放氢气，同时水中的离子被吸附在阳极和阴极上。
通过这样的电解处理，可以进一步提高水的纯度和电导率。
最后，经过连续脱气工艺处理的水进入精密过滤系统，去除水中余留的气体和微粒，确保水的纯净程度。
通过以上工艺处理，得到的水称为初级超纯水。
初级超纯水还需进一步处理，以得到更高纯度的水。
首先，初级超纯水通过反渗透（RO）膜，去除水中的溶解性无机盐和微量的有机物，提高水的纯度。
然后，RO水进入混床离子交换柱，继续通过阳、阴离子交换作用，去除水中的残余杂质，使得水的纯度更高。
最后，混床水经过最后的精密过滤，去除水中的微粒和残余气体，得到最终的超纯水。
整个工艺流程中，需要根据实际情况进行控制和调节，以确保超纯水的质量稳定。
值得注意的是，超纯水的制备过程相对复杂，操作技术要求较高。
同时，制备超纯水需要使用高纯度的原材料和设备，以确保水的纯度。
以上是一种常见的超纯水制备工艺流程，每个实际制备过程可能会有所差异，但总体原理是相同的。
通过合理的工艺流程和严格的操作控制，可以制备出高纯度的超纯水，满足各种领域的需求。
简述超纯水机的工作过程及操作方法解析
简述超纯水机的工作过程及操作方法解析目前常用净化水质的工艺方法有蒸馏法、反渗透法、离子交换法、过滤法、吸附法、紫外氧化法等。
超纯水机一般可以将水的纯化过程大致分为4大步，预处理(初级净化)、反渗透(生产出纯水)，离子交换(可生产出18.2MΩ.cm超纯水)和终端处理(生产出符合特殊要求的超纯水)。
反渗透是使用一个高压泵对高浓度溶液提供比渗透压差大的压力，水分子将被迫通过半透膜到低浓度的一边，反渗透可以滤除90%-99%的包括无机离子在内的绝大多数污染物，因为它出众的纯化效率，反渗透是水纯化系统的一个非常有效的技术，因为反渗透能去除大部分的污物。
正确操作方法：检查水源不锈钢球阀开关是否打开，电源线是否接通，并确定打开。
按下“电源”键，此时“系统制水”指示灯亮，并开始正常工作。
前置预处理器清洗：当仪器使用时一段时间后，白色的PP 高分子纤维滤芯开始由白色变为黄色，此时用配套专用扳手卸下预处理器桶体，取出纤维滤芯用高压自来水冲洗，可以拍打冲洗，直到确定冲洗干净后再重新装上，重新安装时要检查桶体里面的塑料胶垫是否垫好，并确定安装好后桶体不漏水，如漏水需卸下重新检查。
活性炭清洗也是同样的方法。
正常情况下清洗时间为2-3个月/次。
超纯水机，采用预处理、反渗透技术、超纯化处理以及后级处理等方法，将水中的导电介质几乎完全去除，又将水中不离解的胶体物质、气体及有机物均去除至很低程度的水处理设备。
超纯水机又称做：超纯水器，超纯水设备，超纯水仪，超纯水系统，实验室超纯水器等。
超纯水机所生产的超纯水电阻率一般应大于10兆欧，10兆欧以上的水才叫超纯水。
一般超纯水出水能达到18.25兆欧。
超纯水机，采用预处理、反渗透技术、超纯化处理以及后级处理等方法，将水中的导电介质几乎完全去除，又将水中不离解的胶体物质、气体及有机物均去除至很低程度的水处理设备。
超纯水制备系统和超纯水制备方法[发明专利]
![超纯水制备系统和超纯水制备方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/5ab0d63e195f312b3069a591.png)
专利名称：超纯水制备系统和超纯水制备方法专利类型：发明专利
发明人：桑孟祥,曾威,黄家峰,符加园,廖德行申请号：CN202011403728.0
申请日：20201204
公开号：CN112723623A
公开日：
20210430
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提供了一种超纯水制备系统和超纯水制备方法，超纯水制备系统包括生产三级水和一级水的超纯水处理管路，用于生产三级水和一级水，超纯水制备系统还包括：位于三级水的产出位置的第一检测部件，用于检测三级水的电导率或电阻率以判断三级水是否合格；第一支路，其入口与第一检测部件下游的管路连接，出口位于废水排放处，以使不合格的三级水到达废水排放处；第二支路，其入口位于一级水的产出位置处，出口位于三级水的产出位置和第一检测部件之间，以在三级水在预设时间内一直不合格时，停止生产三级水并用剩余的部分三级水生产一级水，利用一级水清洗第一检测部件，解决了现有技术中超纯水机关机再开机后的初始产水存在电导率不合格的问题。
申请人：珠海格力智能装备有限公司,珠海格力电器股份有限公司
地址：519015 广东省珠海市九洲大道中2097号珠海凌达压缩机有限公司1号厂房及办公楼国籍：CN
代理机构：北京康信知识产权代理有限责任公司
代理人：谭玲玲
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超纯水系统工艺及其施工
(Ultrapure Water System Technics and Construction)
中国电子系统工程第二建设公司：吴纯傲
文摘: 本文根据建设制备18.2MΩ以上的超纯水站为实际案例，介绍超纯水制备的基本工艺，特别注重说明了水处理不同阶段所用管道材质，并根据安装实际经验对超纯水管道施工作了详细阐述。
关键词：超纯水系统洁净 CPVC管 PVDF管
Abstract: Take example of pure water above 18.2MΩin FAB to explain the production process flow and basic technics, especially in choosing pipeline materials at difference stage. And illuminate the construction of pure water pipeline in detail base on practical experience.
Key words：Ultra pure water system, Clean, CPVC pipe, PVDF pipe.
一、超纯水系统总体介绍
随着电子工业的发展，在芯片的生产加工过程中，对于水质的要求也越来越高。
为了保证生产出超大规模的集成电路，除高纯原材料、高纯气体、高纯化学药品外，高纯水也是其中最关键的因素之一。
高纯水系统是将一般的市政用水处理成对不同离子的含量和颗粒度都有很高要求的超纯水。
超纯水系统总体来说一般可分为三个部分：超纯水制造区（CUB部分）、超纯水抛光循环区（FAB部分）、超纯水输送管网（FAB各使用区）。
其中超纯水制造区最为复杂其又可分为：预处理、一次纯水处理、超纯水处理三个部分。
预处理部分主要包括：沙滤、活性炭塔（有的厂商在沙滤前还增设反应槽、气浮池）；一次纯水部分主要包括：阴阳离子交换塔、脱气塔（DG）、保安过滤器、紫外线杀菌器及多级反渗透；超纯水部分主要包括：MDG（脱氧膜组）、TOC-UV杀菌器、混床（MB）及终端过滤器。
但是由于考虑到在向工艺线设备输送高纯水过程中，输水管道会对水质再次造成污染，因而在FAB内一般都设立抛光循环系统。
抛光循环系统主要以MB 为核心，再加上超滤设备（UF），以除去在向工艺生产线输送纯水的过程中，管网溶入水中的杂质。
二、超纯水系统中各阶段常用管材
在超纯水系统中管材的选用也非常重要，既要能做到保证水质、又应该做到
经济合理。
超纯水系统中常用管材主要包括：PVC、SGP、SGP（RL）、SUS304、CPVC、SUS316及PVDF等管材。
一般在超纯水制造区预处理阶段多采用PVC 管或SUS304管。
设备面管一般采用内衬胶钢管（SGP RL），对于水泵等产生震动的动力设备周边采用SUS304管；在一次纯水阶段主流程采用CPVC管或SUS304管。
高压泵与反渗透（RO）之间，由于压力高所以必须采用SCH80的SUS304管及耐压2.0Mpa级的法兰。
由于RO对水温有一定的要求，因而一般在RO之前有热交换器，其周边也应该采用SUS304管；在超纯水制造阶段，主流程一般应采用SUS316管和CPVC管；抛光循环区主流程一般采用SUS316管（焊接连接，并要求双面成型）和PVDF管，超纯水回收管道采用CPVC管。
在以上水处理各阶段废水排放管道均采用普通PVC管；在纯水制造过程中酸碱等加药管线，应采用耐冲击PVC管；纯水系统中使用的氮气系统采用SUS304管，超纯水抛光系统所用氮气管道采用SUS316管；压缩空气系统在纯水系统中作为气动阀开关动力，一般采用SUS304管或SGP管，当采用SGP管时进入电气盘前需加过滤器。
三、超纯水系统施工
超纯水系统水站部分施工难度最大，其主要包括三个部分：设备的搬入及安装，共用管架的制作安装以及管道的安装。
设备的移入一定要注意编制详细的设备吊装方案，特别是对于超重、超大、易损设备，千万不可以野蛮冒险施工。
共用架台的施工要注意两个环节：一、架台与土建结构连接处一定要坚固，最好采用预埋铁板。
若因种种原因不能预埋，则应用化学铆栓固定在梁上，不应使用一般的简易膨胀螺栓。
切不可用铁板和简易膨胀螺栓固定在楼板上；二、整段管架一定要保持水平，以免管道与共架接触部位由于应力不均匀引起管道弯曲破损。
水站的管道施工除CDA、氮气及热交换器用的蒸汽或冷热水管道可以按系统进行施工外，其他站内管道施工可分为两大部分，即共架管道施工和设备周边配管施工。
开工初期两部分可以同时进行施工。
当共架直管段与设备本体配管完成之后，应该从设备周边管道向共架管道进行连接配置，最终与共架管道相连形成封闭的管路系统。
超纯水系统管道施工与其他一般动力管道施工有很大区别，它除了要保证管道系统的密闭性外，还有更加重要的一点，就是要在施工过程中一定要保证管道的洁净。
下面我就来谈谈超纯水系统中CPVC（氯化聚氯乙烯）和
PVDF（聚偏二氟乙烯）管道特殊的施工工艺。
四、超纯水系统中CPVC、PVDF管道施工
CPVC和PVDF管材在金属离子及有机碳的析出、无微细粒子、无活菌繁殖等方面，都能满足超纯水系统的要求。
管材及附件的加工封装都是在超洁净环境中进行的，因而这两种管道的施工也有一定的特殊性。
CPVC管道粘接应采用日本产85号塑料管用胶水。
管道切割应采用电动带锯式管道切割锯或旋转式割管器，尽量避免用手锯（因为手锯切管管端毛刺多难处理）。
切口的毛刺一定要清除干净，且要对管端进行2~3毫米的倒角，以免粘接时胶水被刮入承口内，造成因人为施工不当减小粘接面使管道粘接部位泄漏。
管件和管道粘接面涂胶一定要均匀，涂胶前对管件的内面及管道的外面先用白布去除外表灰尘，再用无尘布沾丙酮进行脱脂清洗。
除以上外更重要的一点就是CPVC管道的洁净施工，这也是它与其他普通PVC管道施工的最大区别。
CPVC管道粘接施工严格的说应该在洁净间内进行，而后再采用法兰在现场连接。
但由于施工现场的种种特殊情况，管道往往要在现场进行下料粘接安装。
但需注意在现场施工时，施工区域要相对干净（不得有很大的灰尘）。
粘接施工时禁止在地面上进行，应在加工平台上进行粘接操作。
施工时一定要戴上专用洁净一次性手套，施工过程中禁止徒手接触管道的内壁（因为手上的油脂粘在管内壁很难冲洗干净）。
管道在插入时使用紧线器，并划线以确认插入的深度是否足够。
法兰间密封材料应用PTFE（聚四氟乙烯）。
堆放场所需要垫上彩条布或塑料薄膜对管道进行保护。
PVDF管道全部采用焊接连接。
在施工过程中，对于操作过程更要注意洁净，同时对于施工环境的要求更加严格。
PVDF管道焊接必须在洁净小室内进行，不得在一般的房间内进行施工。
进入洁净加工间必须换上专用鞋，管口及附件在洁净间外必须封口不得外露。
对于管件的包装材料必须在施工前才能开封，在焊接操作时必须带好一次性洁净PVC手套，焊接前必须用异丙醇、酒精或丙酮对管端进行脱脂、清洗。
清洗用布要采用无尘洁净布，不干净的无尘布要及时更换。
辅助焊接的人员也须带上洁净棉手套。
对于每一个焊口，焊完之后必须及时进行外观检查，要求焊口四周的焊露高低均匀，并高于管道外壁。
在PVDF管道焊完之后必须及时对管口进行封扎，再运到现场采用法兰连接，法兰间的密封材料采用PTFE。
管道安装时先在现场量取尺寸绘制详细的安装加工图，再由专人进行
管道焊接加工。
焊接、安装人员各负其责以提高工作效益。
五、总论
总之在超纯水系统施工过程中，除了要满足管道系统的密闭要求外，更重要的就是要注意提高施工人员的洁净意识，使他们能自觉的按照洁净管道施工要求去做，根据水处理不同阶段的不同要求进行施工，以避免因施工不当对管道造成污染，使得处理水质达不到业主要求，引起质量事故的发生。
（完）
参考文献：
【1】顾顺符，潘秉勤主编:《管道工程安装手册》.北京：建筑工业出版社，1994.5 【2】闻瑞梅,王在忠编著:《超纯水的制备及检测技术》.北京：科学出版社，1996.
2002/12/20。