En campos con requisitos de calidad del agua extremadamente estrictos, como la fabricación de semiconductores, los productos biofarmacéuticos y los laboratorios, el sistema de purificación de agua ultrapura se ha convertido en un equipo básico indispensable. Por lo tanto, mediante la acción coordinada de estos módulos del sistema, las impurezas se separan del agua corriente o del agua industrial para producir agua ultrapura con una pureza extremadamente alta.
¿Qué es el agua ultrapura?
El término “agua ultrapura” suele referirse al agua de alta pureza con una resistividad de 18,2 MΩ·cm, un contenido total de carbono orgánico inferior a 10 ppb y un contenido de partículas cercano a cero.
¿Cuál es el propósito del sistema de purificación de agua ultrapura?
En primer lugar, en la industria de fabricación de chips, el agua ultrapura elimina las interferencias causadas por las impurezas, lo que garantiza el rendimiento de los circuitos.
En segundo lugar, en el ámbito farmacéutico, afecta directamente a la calidad de los medicamentos y a la salud de los pacientes, por lo que es necesario evitar los riesgos de contaminación del agua y cumplir con las normas de seguridad.
En tercer lugar, en experimentos de precisión, el agua ultrapura elimina las interferencias de fondo, lo que garantiza resultados confiables.
Por último, en nuevos campos energéticos como la energía fotovoltaica y las baterías de litio, el agua ultrapura garantiza la pureza de los materiales y optimiza el rendimiento de los productos.
¿Cómo funciona un sistema de purificación de agua ultrapura?
El sistema de purificación de agua ultrapura elimina diversos contaminantes del agua mediante una combinación de múltiples procesos, que incluyen principalmente los siguientes pasos clave para el tratamiento del agua.
- Sistema de preprocesamiento
El objetivo del pretratamiento es principalmente eliminar los sólidos en suspensión, los coloides, el cloro residual, los iones de dureza, etc. del agua bruta. Procesos como la filtración con arena de cuarzo, la adsorción con carbón activado y el intercambio con resina ablandadora reducen la carga de los procesos de tratamiento avanzado posteriores y evitan la obstrucción o el daño de los módulos de membrana.
- Tecnología de desalinización profunda
Este proceso utiliza tecnología de ósmosis inversa + EDI para eliminar más del 99% de iones del agua.
Las membranas de ósmosis inversa utilizan la diferencia de presión para separar las sales de las moléculas de agua, logrando una tasa de desalinización superior al 99,51 TP3T, lo que la convierte en el método de desalinización más económico y eficiente disponible en la actualidad.
La tecnología EDI combina la electrodiálisis y el intercambio iónico, lo que elimina la necesidad de regeneración química y permite la producción continua y estable de agua de alta pureza.
- Proceso de refinado terminal
Para cumplir con los requisitos de calidad del agua en situaciones extremas, la terminal debe eliminar los microorganismos residuales, las partículas en suspensión y los iones traza mediante procesos de esterilización con rayos ultravioleta (UV) u ozono.
¿Cuáles son los estándares para medir el agua ultrapura?
Los indicadores clave de rendimiento para los sistemas de purificación de agua ultrapura incluyen:
Resistividad: refleja el contenido de iones en el agua; 18,2 MΩ·cm (25 °C) es el máximo teórico.
Carbono orgánico total (TOC): refleja el contenido de contaminantes orgánicos; las aplicaciones de alta gama requieren niveles inferiores a 1-5 ppb.
Recuento de partículas: Número de partículas mayores que un tamaño específico (por ejemplo, 0,1 μm) por unidad de volumen.
Contenido microbiano: Debe controlarse por debajo de 1 UFC/mL; en algunos casos se requiere esterilidad.
Tendencias de desarrollo del sistema de purificación de agua ultrapura
El mundo máquina de purificación de agua ultrapura El mercado tiene un valor aproximado de 1,43 billones de dólares estadounidenses y ha estado dominado durante mucho tiempo por gigantes internacionales (como Pall Corporation de Estados Unidos, Siemens de Alemania y Asahi Kasei de Japón).
Por otro lado, las empresas chinas dominan el mercado de gama baja y media (como la energía fotovoltaica y los productos farmacéuticos convencionales), con una cuota de mercado nacional que alcanzará el 58% en 2025.
1. Direcciones innovadoras para las empresas chinas
Penetración en el mercado de gama alta
Con el objetivo de satisfacer las necesidades de las fábricas de semiconductores de obleas de 12 pulgadas y más grandes, algunas empresas, en colaboración con importantes universidades, han desarrollado “sistemas de lixiviación con bajo contenido en metales”, que ya se han incorporado a los sistemas de suministro de SMIC y Hua Hong Semiconductor.
Innovación en el modelo de servicio: algunas empresas han lanzado “servicios de arrendamiento + operación y mantenimiento de sistemas de agua ultrapura”, lo que elimina la necesidad de incurrir en gastos iniciales de equipamiento y permite el pago en función del consumo de agua, reduciendo así la barrera de entrada para los clientes pequeños y medianos.
Exportación de tecnología ecológica: Muchas empresas ya han promovido la “tecnología de tratamiento de concentrados con alta tasa de recuperación” en regiones con escasez de agua, como el sudeste asiático y Oriente Medio.
2. Enfoque competitivo futuro
Las grandes empresas internacionales han lanzado sistemas con “emisiones de carbono inferiores a 10 kg de CO₂/m³ a lo largo de todo su ciclo de vida”, mientras que las empresas chinas se esfuerzan por reducir las emisiones de carbono de sus sistemas por debajo de los 8 kg de CO₂/m³ para 2026 mediante una combinación de “suministro de energía fotovoltaica + recuperación de calor residual”.
Resumir
Las empresas chinas están pasando gradualmente de ser “proveedoras de equipos” a “proveedoras de soluciones integrales”. En el futuro, con la modernización internacional de industrias como la de los semiconductores y las nuevas energías, los sistemas de purificación de agua ultrapura brindarán una doble oportunidad de “iteración tecnológica + expansión del mercado”, lo que proporcionará un sólido apoyo al desarrollo sostenible de la fabricación de alta gama.
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