高階純水與超純水(Pure & Ultrapure Water)
高階純水與超純水(Pure & Ultrapure Water)製備設備技術規範
1. 系統概述
純水設備(Pure Water Equipment)係指採用多級物理屏障、膜分離以及電化學去離子工藝,用以產出極高純度水質之液體分離系統。依據終端應用場景之理化指標與純化深度,系統主要劃分為「民生生飲級純水機」與「工業/醫療級超純水系統(UPW)」兩大架構,旨在滿足從基礎民生安全飲水到奈米級精密製程之多維度高標準用水規範。
2. 系統分類與工藝配置架構
2.1 民生生飲級純水設備(高端終端純化)
本系統以高效逆滲透技術為核心,配置精密多級防禦濾組,專用於移除原水中的成垢離子、重金屬、微量化學化學有機物及微生物,確保產水總溶解固體(TDS) ≤ 10 ppm,達成生飲級安全指標。
- 核心組件矩陣:
串聯聚丙烯(PP)熔噴濾芯、高活性碳吸附元件(GAC/CTO)、高脫鹽率聚醯胺複合 RO 膜元件,以及末端過流式 UVC 紫外線物理滅菌模組。 - 主流工程型式:
- 廚下直輸型系統(Direct Flow System): 採高通量膜元件設計,即濾即飲,無須配置壓力儲水桶,根除二次生物污染風險並優化空間利用率。
- 桌上型多功能集成系統(Countertop Intelligent System): 整合多級膜純化與厚膜電瞬熱/冷凝工藝,具備多檔位定溫出水與水質在線監控功能。
2.2 工業、醫療與實驗室級超純水設備(UPW 系統)
專為半導體、光電、生物製藥及精密化學分析設計。其產水水質嚴格遵循 ASTM Type I / ISO 3696 規範,終端產水極限電阻率(Resistivity)於 25°C 下穩定維持於 18.2 MΩ⋅cm。
- 多級多級工藝鏈結(Process Chain):
- 初級脫鹽: 採用雙段逆滲透(Double-Pass RO)工藝,進行大總量之無機鹽與膠體截留。
- 連續去離子: 串聯電去離子(EDI, Electrodeionization)系統,利用直流電場與離子交換膜,實現無需化學藥劑再生之連續式深度脫鹽。
- 終端拋光精製: 配置不可再生型核子級混床樹脂(Nuclear Grade Mixed Bed),進行離子極限吸附拋光。
- 在線動態檢測系統(Online Analytical Instruments):
系統集成高精密在線電導率計(Conductivity Meter)、TDS 儀表,以及高靈敏度總有機碳(TOC)在線分析儀,實時監控 ppt 級之微量污染波動。
3. 純水設備工程選型評估矩陣
選型與工程設計階段,應嚴格遵循以下三大核心指標進行評估:
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評估指標 |
民生生飲級應用 |
工業/醫療/實驗室級應用 |
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水質理化指標 |
總溶解固體量(TDS) < 10 ppm |
電阻率 ≥ 18.2 MΩ⋅cm (25°C);TOC ≤ 幾 ppb 級 |
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系統產能計量 |
以 GPD(Gallons per Day, 每日加侖數) 計量 |
以 m³/hr(立方米/每小時,噸/小時) 計量 |
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運維與自動化控制 |
具備濾芯生命週期變色/計時提醒、自動沖洗閥。 |
整合 PLC 中央控制系統、具備自動錯流反洗與差壓監測。 |