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             Notes
             技術專文


             圖 1、超純水系統流程示意


                                                                     DIR
                                                                                   UPWR
               raw water     Pre-treatment system   Make-up system        Polishing system     POU
                                                                                          waste water discharge



             圖 2、超純水系統單元流程



                 MMF        Filtered     ACF        2B3T       DI water     HEX        RO        Permeate
                           water tank                            tank                            water tank



                 UV        SB-P      MDG         UPW        HEX        UV        CP       MDG        UF
                                                  tank





            文獻回顧                             至前處理系統再利用，增加水回收                  圖 3、紫外線分解總有機碳反應式
                                             率。UPW 系統流程示意如 圖1 。
                                             本公司十二吋廠 UPW 系統單元流                  反應式一：H 2 O + 185 nm UV = H· + OH·
            超純水系統介紹                                                             反應式二：HCOOH + OH· = CO 2  + H 2 O
                                             程如  圖2 所示。原水經前處理系
            常見的超純水製造技術包含混凝沉                  統多層砂濾塔 (Multi Media Filter，
            降 (Coagulation settlement)、 物 理  以下簡稱 MMF) 過濾水中之懸濁
            吸 附 (Adsorption)、 膜 過 濾 (Filtra-  粒子或膠質粒子後進入一次純水
                                                                             機污染物之碳毫克數，對有機物含
            tion)、離子交換 (Ion exchange)、       系 統， 再 經 活 性 碳 塔 (Activated
                                                                             量極低的水而言，測定 TOC 是檢
            脫 氣 (Degas)、 殺 菌 消 毒 (Disin-     Carbon Filter，以下簡稱 ACF)、陽
                                                                             驗水中含有機物量的極佳方法。在
            fection)，將上述製造技術依水質              床 / 陰床樹脂過濾塔 (Cation/Anion
                                                                             UPW 系統中，能有效去除 TOC 的
            需求排列組合後即組成 UPW 系統                Exchanger， 以 下 簡 稱 2B3T)、 熱
                                                                             處理單元為 ACF、RO 及 UV。
            [2]
              。然而 UPW 系統可分成前處理               交換器 (Heat exchanger，以下簡稱
            系統 (pre-treatment system)、一次     HEX)、 逆 滲 透 膜 (Reverse Osmo-
            純水系統 (make-up system) 及精煉        sis， 以 下 簡 稱 RO)、UV、 分 層 樹      UV 去除 TOC 原理說明
            系統 (polishing system) 三大部分來      脂過濾塔 (Strata Bed Polisher，以
            討論，前處理系統主要目的為過濾                  下簡稱 SB-P)、脫氣膜 (Membrane         UV 燈管是密閉的氣體放電管，當
            原水 (Raw water) 中的懸濁粒子或           Degasify， 以 下 簡 稱 MDG) 等        燈管通電時，藉由兩端的白熱燈
            膠質粒子，確保後續處理單元能有                  單元處裡後進入精煉系統，經                   絲引起化學反應放出電子，燈管
            效運轉；一次純水系統主要目的為                  HEX、UV、精鍊樹脂塔 (Cartridge         內的水銀因高溫蒸發成氣體，水
            去除水中大部分的離子、有機物、                  Polisher， 以 下 簡 稱 CP)、MDG 及     銀原子藉由氣體放電的過程釋放
            微粒子及溶氧；精煉系統主要目的                  超 過 濾 膜 (Ultra Filter， 以 下 簡 稱  出紫外光，主要波長為 254nm 及
            為去除一次純水系統處理後殘留的                  UF) 等單元處理後供給 POU 使用             185nm。所消耗的電能約 60% 可
                                             [3]                             轉換成紫外光，其它能量轉換成熱
            微量不純物，製造出高品質的超純                   。
                                                                             能。UV 主要用於殺菌，以 254nm
            水供使用端 (Point of use，以下簡
                                                                             的 UV 殺菌效果最佳，另配合短波
            稱 POU) 使 用。 為 確 保 UPW 在 供
                                             總有機碳說明                          長 185nm 的 UV 可以有效分解水
            水管路內能持續循環流動，因此進
                                                                             中 TOC，其一般反應式如 圖3。
            入 POU 前會配置 UPW 回水管路              水中的有機物都以碳、氫、氧為基
            (UPWR)， 將 部 分 UPW 回 送 至 精        本元素，依不同比例組合形成不同                 UV 去 除 TOC 的 原 理 為，185nm
            煉系統。為確保 POU 各點供水量                的有機物，從總有機碳之測定值可                 的 UV 會裂解氧 (O 2 ) 轉換成臭氧
            一 致， 因 此 採 用 reverse return 管    判斷水中有機物之污染程度。根據                 (O 3 )，經 254nm UV 進一步催化後
                                                                                                -
            路設計，避免因短流導致不純物產                  環保署全國水質偵測資訊網              [4]  的  產生氫氧自由基 (OH )，氫氧自由
            生。POU 使用後部分 UPW 經水質              定義，TOC 為水體中可氧化的有                基具有強烈的氧化作用可將 TOC
            檢測合乎 DIR 允收標準，即可回收               機物全量，也就是指每公升水中有                 斷鍵，若有足夠的時間及能量，會



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