洁净室基础知识：什么是超纯水？

如果您正在使用制药或半导体制造洁净室，您很可能已经见过超纯水的运行。这种水用于制药中的注射剂 （WFI） 和半导体的凿子。虽然它还有许多其他目的，但这些是主要的两个目的。

而这两个行业用到大量的超纯水！

例如，加工单个晶圆需要超过 1,000 加仑的超纯水。对于许多洁净室来说，这意味着每年要处理数十万加仑的水。因此，拥有一个为您生产水的系统对许多组织来说至关重要。但是制造和储存超纯水的过程是怎样的呢？让我们谈谈它。

如何制作超纯水

超纯水的生产分为三个阶段：预处理、初级和精制。

首先要考虑的是给水。根据美国药典指南，您应该从更简单的基本纯净水或饮用水开始。您应该始终考虑水的来源以及它在不同季节可能经历的变化。

预处理阶段的第一步是将水通过基本过滤器以去除任何大碎屑。虽然这些碎屑可能几乎是微观的，但在洁净室中，它们被认为相对较大。

一旦水被过滤，就该进行两道反渗透、脱盐和反渗透或高效反渗透 （HERO） 了。您也可以加入活性炭或亚硫酸氢钠来对水进行脱氯。这是物理和化学过程的混合，旨在消除水中的污染。

渗透是指水被迫通过半透膜以去除污染物。当水被迫沿自然渗透的相反方向行驶时，就会发生反渗透。活性炭通过吸收颗粒起作用。硫酸氢钠用于控制 pH 值。

下一阶段是初级治疗阶段。该相使用紫外线和电去离子或混合床离子，以实现最大程度的脱盐。您也可以使用通过膜去除溶解氧或真空脱气。

紫外线基本上可以杀死污染。来自光的能量进入颗粒并破坏微生物的内部结构。混床离子使用化学品从给水中拉出电离颗粒，但电去离子是一种不含化学品的连续过程，可作为完成相同任务的替代方案。它通常与反渗透结合使用。

制造超纯水的最后阶段是抛光阶段。这是流程中最重要但通常最昂贵的步骤。此步骤再次使用紫外线和热交换来控制超纯水供应中的温度。由于超纯水通常是大量生产的，因此改变这一量水的温度可能会很费力。

最后，通过膜脱气和超滤进行不可再生离子交换，完成水过滤，达到所需的颗粒水平。

而且，有了它，超纯水就可以在您的洁净室中投入使用了！

如何储存超纯水

由于超纯水的产生方式非常特殊，因此也有非常特殊的储存水的方法。以下是一些需要记住的事项：

• 您的整个系统（包括您的存储）需要完全密封，以防止潜在的污染。

• 如果水静止太久，它会停滞，从而产生污染。因此，持续保持水流很重要。

• 为了减少微生物的生长，应通过热交换器或用于冷却的机房不断控制温度。其指导值为 < 25.328 °C。

• 在战略存储位置，应进行紫外线消毒。

• 组件还应定期进行热消毒或化学消毒。

归根结底，最重要的是保护水免受微生物污染或再污染。这可以通过适当的存储和监控来防止。

如何监测超纯水的污染

某些常温系统，如反渗透、离子交换和超滤，容易受到污染。当系统利用率较低时，例如当对水的需求下降时，尤其如此。

在整个过程中，应定期检查水中的污染物，尤其是在最后。简而言之：如果不使用液体粒子计数器检查水，您就无法使用水，也不会知道您已经达到了必要的清洁度。

液体粒子计数器迫使水样通过激光或普通光源，具体取决于所使用的技术和允许的颗粒大小。光位移告诉粒子计数器样品中存在的颗粒的大小和数量，从而让您了解污染水平。

使用液体粒子计数器时，您需要首先确定水需要达到的清洁度水平。如果您需要监测低至纳米颗粒的水，您将需要一个带有部分流激光器的光散射液体粒子计数器。如果您要处理大量水并且允许使用较小的颗粒，那么遮光粒子计数器就足够了。