초순수 여과는 일련의 물리적 및 화학적 방법을 사용하여 물에서 부유 입자, 콜로이드, 용존 이온, 유기물, 미생물 등의 불순물을 제거하여 매우 높은 순도 표준을 달성합니다. 이렇게 만들어진 순수한 물은 정밀 제조, 고급 화학 공학, 생의학 및 극도로 낮은 불순물 수준을 필요로 하는 기타 응용 분야의 요구 사항을 충족합니다.
어느 정도의 초순수 여과가 필요한가요?
저항성:
초순수는 일반적으로 18.2mΩ-cm의 저항률(25°C)을 필요로 합니다. 이 온도에서는 물의 이온 농도가 매우 낮습니다. 따라서 이론적으로 순수한 물의 수준에 근접합니다.
총유기탄소(TOC):
초순수는 일반적으로 TOC 값이 5ppb 미만(일부 반도체 애플리케이션의 경우 1ppb 미만)이어야 합니다.
파티클 콘텐츠:
입자 수를 밀리리터당 0.1μm 이상~10개 미만으로 제어해야 합니다. 미세한 입자가 정밀 부품의 표면에 달라붙어 성능에 영향을 미치는 것을 방지하기 위해서입니다.
미생물 콘텐츠:
초순수는 멸균 상태여야 합니다(총 집락 수 <1 CFU/mL).
초순수 여과는 어떻게 작동하나요?
정화 과정을 다음과 같이 나눌 수 있습니다. EDI 시스템 를 5단계로 분류합니다. 전처리, 1차 역삼투압 처리, 2차 역삼투압 처리, 심층 EDI 처리 및 최종 수질 보증이 포함됩니다.
1. 전처리 단계
먼저 원수를 다매체, 활성탄, 안전 필터를 통해 순차적으로 처리합니다. 다음으로 스케일 억제제(경도 1mg/L 미만)를 첨가하여 RO 멤브레인 표면의 스케일 형성을 억제합니다. 원수 pH가 너무 높거나(>8.5) 너무 낮은 경우(<5.5), RO 멤브레인의 최적 작동 pH 범위와 일치하도록 pH를 6.5-7.5로 조정해야 합니다.
이 프로세스는 원수에서 부유 물질, 콜로이드, 잔류 염소, 경도(Ca²⁺, Mg²⁺) 및 일부 유기 물질을 제거합니다. 이를 통해 RO 멤브레인의 후속 스케일링, 오염 또는 산화 손상을 방지하여 RO 시스템의 안정적인 작동을 보장합니다.
2. 1 차 역삼투압 치료 단계
둘째, 고압 펌프가 전처리된 물을 1.5-2.5 MPa로 가압합니다. 고밀도, 오염 방지 RO 멤브레인을 사용하여 압력은 멤브레인을 통해 물 분자를 강제로 통과시켜 “제품 물”을 형성합니다. 용존 이온과 유기물은 농축수(20%-30%, 방류 또는 재활용 가능)로 유지됩니다.
생산된 물은 버퍼 탱크로 들어갑니다. 한편, 저항률(100-500kΩ・cm), 전도도, 97% 이상의 담수화 속도에 대한 온라인 모니터링이 필요합니다. 비정상적인 지표(예: 멤브레인 오염으로 인한 담수화 속도 감소)가 발생하면 알람이 트리거됩니다.
이렇게 하면 전처리된 물에서 용존 이온, 큰 유기 분자 및 일부 미생물 97%를 제거하여 물의 불순물 부하를 크게 줄입니다.
3. 2 차 역삼투압 치료 단계
셋째, 1차 투과수의 염도가 현저히 감소했기 때문입니다. 2차 고압 펌프는 압력을 1.0~1.8MPa로 높입니다(
멤브레인 손상을 방지하기 위해 1차 투과수). 담수화 효율이 높은 RO 멤브레인(예: 저오염형)을 선택할 수 있습니다. 투과수는 저항률 ≥150kΩ・cm, TOC <50ppb, 실리카 <0.1mg/L이어야 합니다(EDI 스케일링 방지). TOC가 지정된 한계를 초과하는 경우, 2차 RO 전에 185nm UV 산화 장치를 추가할 수 있습니다.
2차 RO 농축액(1차 투과수보다 염도가 높지만 원수보다 낮은)은 재처리를 위해 1차 RO 공급으로 되돌려 보낼 수 있습니다. 따라서 전체 물 회수율은 70%-80%를 달성할 수 있습니다.
이 처리 후 처리 된 물은 EDI의 급수 수질 요구 사항을 완전히 충족합니다. 총 이온 제거율은 ≥99.5%(원수 대비), 투과수 저항은 150-1000kΩ・cm, TOC ＜50ppb입니다.
4. 심층 EDI 담수화
2차 역삼투압 처리 후, 물은 이온 결합막, 수지, 전극이 포함된 EDI 모듈을 통과하고, 이를 통해 직류 전류(1~5A)를 통과시킵니다. 이온은 배출을 위해 농축 챔버로 이동합니다. 다음으로 담수 유량을 제어하고(모듈당 1~3L/min) 생산수의 저항을 모니터링합니다.
이 처리는 산업용 초순수 핵심 사양을 달성합니다. 반도체 및 바이오 제약 산업에서 요구하는 것과 같은 사양을 충족합니다. 이온 제거 효율 ≥99.9%, 제품 물 저항성 15-18MΩ cm, TOC <10ppb, 실리카 함량 <0.01 mg/L.
5. 터미널 수질 보장
터미널에서는 0.02~0.1μm의 미세여과막 또는 초여과막을 사용하여 EDI 모듈에서 떨어질 수 있는 수지 조각과 미생물을 차단해야 합니다.
자외선(UV) 살균은 용도에 맞게 맞춤화해야 합니다. 예를 들어, 바이오 제약 및 식품 산업에서는 미생물 DNA를 파괴하기 위해 254nm 파장의 UV 램프를 사용합니다. 일부 애플리케이션에서는 185nm UV를 추가하여 TOC를 5ppb 이하로 줄일 수 있습니다. 반도체 산업의 초순수 저장 탱크에는 순도 99.999% 이상의 고순도 질소를 채워 공기를 격리할 수 있습니다.
마지막으로 316L 스테인리스 스틸 파이프를 통해 초순수 물을 순환시킵니다. 고인 물로 인한 미생물 번식을 방지하고 불순물 흡착을 줄이기 위해서입니다.
이 처리는 고급 산업 응용 분야의 극한의 물 요구 사항을 충족합니다. 최종 생성물의 물은 저항률 18.2mΩ・cm(25°C), TOC <5ppb, 입자 함량 ≥0.1μm <1입자/mL이며 멸균 상태입니다.
초순수 여과는 어디에 사용할 수 있나요?
반도체 및 전자 산업
반도체 칩 제조 공정(웨이퍼 세정, 포토리소그래피, 에칭 등) 중에 물 속의 이온, 입자, 유기물은 칩 회로 단락을 일으키고 포토리소그래피 패턴을 왜곡할 수 있습니다.
당사의 초순수 여과 시스템은 “RO + EDI + UV + 터미널 한외 여과” 공정을 결합하여 칩 생산을 위한 안정적이고 고순도의 물을 제공합니다.
바이오 제약 산업
의약품 생산 및 의료 기기 세척에 사용되는 초순수는 무균, 무열(내독소 <0.25 EU/mL), TOC <5ppb 등 우수 제조 관리 기준(GMP) 요건을 충족해야 합니다.
여과 시스템은 “UF + RO + EDI + 터미널 살균 여과” 프로세스를 사용하여 미생물과 발열원을 제거하여 약품 오염을 방지합니다.
전력 산업 ③전력 산업
화력 발전소나 원자력 발전소에서 사용되는 보일러 물의 이온 불순물은 보일러 벽에 스케일을 형성하여 열 효율을 떨어뜨리고 배관을 부식시키며 심지어 폭발을 일으킬 수도 있습니다.
초순수 여과는 “RO + 이온 교환” 공정을 사용하여 보일러 급수의 저항을 5~10MΩ・cm, 경도(CaCO₃로 측정)를 0.1mg/L 미만으로 낮추어 스케일 형성을 줄이고 장비 수명을 연장합니다.
에너지 신산업 ④에너지 신산업
리튬 배터리 양극재와 태양광 실리콘 웨이퍼를 생산할 때 물 속의 금속 이온(Na⁺, K⁺ 등)은 배터리 용량과 태양광 모듈 변환 효율에 영향을 미칠 수 있습니다.
초순수 여과 시스템은 금속 이온 함량을 0.1ppb 미만으로 제어해야 합니다. “RO+EDI+킬레이트 수지” 공정을 사용하여 새로운 에너지 물질 합성을 위한 불순물이 적은 물을 제공합니다.
초순수 장비 사용의 문제점은 무엇인가요?
높은 에너지 소비량
역삼투압 및 EDI와 같은 핵심 기술은 상당한 양의 전력을 소비합니다(예: RO는 1~4MPa의 작동 압력이 필요함). 일부 기존 이온 교환 공정은 산 및 알칼리 재생제를 자주 사용해야 하므로 운영 비용이 높고 환경적 부담이 큽니다.
복잡한 수질에 대한 적응력 부족
일부 산업용 원수(예: 고염분 폐수 및 중금속 함유 폐수)는 조성이 복잡하여 여과 시스템이 막 오염 및 수지 중독에 취약하여 소모품을 자주 교체해야 합니다.
초순수 여과에는 어떤 업그레이드가 있나요?
에너지 절약 기술 업그레이드
저에너지 RO 멤브레인과 새로운 EDI 모듈(에너지 소비를 30% 이상 절감)을 폐열 회수 시스템과 결합하여 에너지 소비를 줄입니다.
통합 장비
중소규모 고객의 니즈에 맞춰 모듈식 초순수 장비(“전처리 + RO + EDI” 통합 장치 등)를 사용하여 설치 주기를 단축하고 운영 복잡성을 줄입니다.
결론
초순수 여과는 2단계 역삼투압과 EDI를 결합한 계층형 정수 공정을 통해 일반 원수를 최고 순도의 초순수로 변환합니다. 이는 반도체, 바이오 제약, 신에너지 등 주요 산업의 고품질 발전을 위한 핵심적인 물 공급을 보장합니다.
현재 수처리 업계는 높은 에너지 소비와 복잡한 수질에 대한 적응력 저하와 같은 문제에 직면해 있습니다. 수처리 업계는 보다 효율적이고 환경 친화적인 솔루션으로 혁신하고 업그레이드하고 있습니다. 전 세계 제조 산업이 정밀하고 저탄소 생산으로 전환할 수 있도록 지원하세요.
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