Dans les domaines où les exigences en matière de qualité de l'eau sont extrêmement strictes, tels que la fabrication de semi-conducteurs, la biopharmacie et les laboratoires, le système de purification de l'eau ultra-pure est devenu un équipement de base indispensable. Par conséquent, grâce à l'action coordonnée de ces modules du système, les impuretés sont séparées de l'eau du robinet ordinaire ou de l'eau industrielle pour produire une eau ultrapure d'une très grande pureté.
Qu'est-ce que l'eau ultra pure ?
L'expression “eau ultra pure” fait généralement référence à une eau de grande pureté présentant une résistivité de 18,2 MΩ-cm, une teneur en carbone organique total inférieure à 10 ppb et une teneur en matières particulaires proche de zéro.
Quel est l'objectif du système de purification de l'eau ultra pure ?
Tout d'abord, dans l'industrie de la fabrication de puces, l'eau ultra-pure élimine les interférences dues aux impuretés, ce qui garantit la performance des circuits.
Deuxièmement, dans le domaine pharmaceutique, elle a un impact direct sur la qualité des médicaments et la santé des patients, ce qui nécessite d'éviter les risques de contamination de l'eau et de respecter les normes de sécurité.
Troisièmement, dans les expériences de précision, l'eau ultra-pure élimine les interférences de fond, ce qui garantit des résultats fiables.
Enfin, dans le domaine des nouvelles énergies, telles que l'énergie photovoltaïque et les batteries au lithium, l'eau ultra-pure garantit la pureté des matériaux et optimise les performances des produits.
Comment fonctionne un système de purification d'eau ultra pure ?
Le système de purification de l'eau ultra pure élimine divers polluants de l'eau grâce à une combinaison de processus multiples, comprenant principalement les étapes clés suivantes du traitement de l'eau.
- Système de prétraitement
L'objectif du prétraitement est principalement d'éliminer les solides en suspension, les colloïdes, le chlore résiduel, les ions de dureté, etc. de l'eau brute. Les procédés tels que la filtration sur sable de quartz, l'adsorption sur charbon actif et l'échange de résine adoucissante réduisent la charge des procédés de traitement avancés ultérieurs et empêchent le colmatage ou l'endommagement des modules membranaires.
- Technologie de dessalement en profondeur
Ce processus utilise l'osmose inverse + la technologie EDI pour éliminer plus de 99% d'ions de l'eau.
Les membranes d'osmose inverse utilisent la différence de pression pour séparer les sels des molécules d'eau, ce qui permet d'atteindre un taux de dessalement de plus de 99,5%, ce qui en fait la méthode de dessalement la plus économique et la plus efficace actuellement disponible.
La technologie EDI combine l'électrodialyse et l'échange d'ions, éliminant le besoin de régénération chimique et permettant la production continue et stable d'eau de haute pureté.
- Processus de raffinage terminal
Pour répondre aux exigences de qualité de l'eau dans des scénarios extrêmes, le terminal doit éliminer les micro-organismes résiduels, les particules et les ions traces par des procédés de stérilisation aux ultraviolets (UV) ou à l'ozone.
Quelles sont les normes de mesure de l'eau ultrapure ?
Les principaux indicateurs de performance des systèmes de purification de l'eau ultrapure sont les suivants :
Résistivité : Reflète la teneur en ions de l'eau ; 18,2 MΩ-cm (25℃) est le maximum théorique.
Carbone organique total (COT) : Reflète la teneur en polluants organiques ; les applications haut de gamme exigent des niveaux inférieurs à 1-5 ppb.
Nombre de particules : Le nombre de particules plus grandes qu'une taille spécifique (par exemple, 0,1 μm) par unité de volume.
Contenu microbien : Doit être inférieure à 1 UFC/mL ; la stérilité est requise dans certains cas.
Tendances de développement du système de purification de l'eau ultra-pure
Le programme mondial machine de purification de l'eau ultrapure représente environ $30 milliards de dollars américains et a longtemps été dominé par des géants internationaux (tels que Pall Corporation des États-Unis, Siemens d'Allemagne et Asahi Kasei du Japon).
Les entreprises chinoises, quant à elles, dominent le marché du bas et du milieu de gamme (tels que les produits photovoltaïques et les produits pharmaceutiques conventionnels), avec une part de marché nationale atteignant 58% d'ici à 2025.
1. Orientations novatrices pour les entreprises chinoises
Pénétration du marché haut de gamme
Afin de répondre aux besoins des usines de fabrication de plaquettes de semi-conducteurs de 12 pouces et plus, certaines entreprises, en collaboration avec de grandes universités, ont mis au point des “systèmes de lixiviation à faible teneur en métaux”, qui sont déjà entrés dans les systèmes des fournisseurs de SMIC et de Hua Hong Semiconductor.
Innovation du modèle de service : Certaines entreprises ont lancé des “services de location de systèmes d'eau ultra-pure + exploitation et maintenance”, éliminant la nécessité d'un coût initial de l'équipement et permettant un paiement basé sur la consommation d'eau, abaissant ainsi la barrière d'entrée pour les clients de petite et moyenne taille.
Exportation de technologies vertes : De nombreuses entreprises ont déjà fait la promotion de la “technologie de traitement des concentrés à taux de récupération élevé” dans des régions où l'eau est rare, telles que l'Asie du Sud-Est et le Moyen-Orient.
2. Orientation future de la concurrence
Les géants internationaux ont lancé des systèmes dont les “émissions de carbone sont inférieures à 10 kg CO₂/m³ sur l'ensemble du cycle de vie”, tandis que les entreprises chinoises s'efforcent de réduire les émissions de carbone de leurs systèmes à moins de 8 kg CO₂/m³ d'ici à 2026 en combinant “alimentation photovoltaïque + récupération de la chaleur résiduelle”.
Résumer
Les entreprises chinoises opèrent progressivement une transition, passant du statut de « fournisseurs d'équipements » à celui de « prestataires de solutions pour l'ensemble des scénarios d'application ». À l'avenir, parallèlement à la montée en gamme internationale de secteurs tels que les semi-conducteurs et les nouvelles énergies, les systèmes de purification d'eau ultra-pure bénéficieront d'une double opportunité — alliant « itération technologique » et « expansion du marché » — offrant ainsi un soutien solide au développement durable de l'industrie manufacturière de pointe.
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