Behandeling met ultrazuiver water (UPW).

Lenntech ontwerpt en levert productiesystemen voor ultrazuiver water (UPW) voor industriële toepassingen die de hoogste waterkwaliteitsnormen vereisen, inclusief procesontwerp, engineering, levering van apparatuur, installatie en inbedrijfstelling.

Ultrazuiver water is vereist in industrieën waar zelfs sporenconcentraties van opgeloste vaste stoffen, organische verbindingen of deeltjes de productkwaliteit of procesprestaties kunnen beïnvloeden. Lenntech-systemen zijn ontworpen om extreem lage niveaus van totaal opgeloste vaste stoffen (TDS), silica, totaal organische koolstof (TOC) en deeltjes te bereiken, waardoor een betrouwbare werking in zeer gevoelige toepassingen wordt gegarandeerd.

Applicatiecontext

Ultrazuiver water wordt gebruikt in industrieën met strenge waterkwaliteitseisen, waaronder:

• Micro-elektronica en halfgeleiderproductie
• Waterstofproductie (elektrolyse suppletiewater)
• Farmaceutische en biotechnologische processen
• Elektriciteitsopwekking en hogedrukketels

Typische voedingswaterbronnen zijn onder meer:

• Gemeentelijk water of behandeld industrieel water
• Voorbehandeld proceswater

De belangrijkste uitdagingen zijn onder meer:

• Het bereiken van extreem lage geleidbaarheid en TDS-niveaus
• Het verwijderen van sporen van organische verbindingen (TOC)
• Bestrijding van deeltjes en bacteriën
• 24/7 zorgen voor een consistente waterkwaliteit
• Het handhaven van de systeemstabiliteit bij continu gebruik

Vooral voor de productie van waterstof (elektrolyse) is suppletiewater met een hoge zuiverheidsgraad nodig, dat qua kwaliteit vergelijkbaar is met UPW-systemen die in de micro-elektronica worden gebruikt.

Typische Lenntech-oplossing

Een typisch Lenntech UPW-systeem bestaat uit een proces met meerdere barrières dat geavanceerde filtratie, membraanscheiding, ionenuitwisseling en elektro-deïonisatietechnologieën combineert, ontworpen voor maximale zuiverheid en betrouwbaarheid.

Voorbehandeling

• Multimediafiltratie (MMF) of gelijkwaardig
• Verwijdering van zwevende deeltjes en vertroebeling
• Bescherming van downstream-systemen

Illustratie van een multimediafiltratie-eenheid

Membraanscheiding

• Omgekeerde osmose (RO), vaak in meerdere fasen
• Reductie van opgeloste zouten en organische verbindingen
• Hoogefficiënte verwijdering van TDS

Illustratie van een omgekeerde osmose-eenheid

Polijsten en deïonisatie

• Elektrodeïonisatie (EDI)
• Ionenwisselaar (IEX) polijsteenheden
• Membraanontgassers voor het verwijderen van opgeloste gassen

Illustratie van een elektrodeionisatie-eenheid (EDI)

Geavanceerde zuivering

• Ionenuitwisseling (IEX) om de opbouw van TDS in de recirculatielus te voorkomen – speciaal voor elektrolyzertoepassingen
• UV-oxidatie voor TOC-reductie
• Eindfiltratie voor ultralage deeltjesconcentratie

Distributielus

• Continue recirculatie (UPW-lus)
• Gecontroleerde materialen (bijv. roestvrij staal, zeer zuivere kunststoffen)
• Behoud van de waterkwaliteit tot aan het gebruikspunt

Deze meerstapsaanpak garandeert de verwijdering van verontreinigingen tot sporen- of ppb-niveaus en voldoet aan de meest veeleisende industriële eisen.

Processtroomdiagram

Een typisch Lenntech-systeem voor de behandeling van ultrapuur water wordt hieronder geïllustreerd:

Ontwerpcomplexiteit en procesbeheersing

Ultrazuivere watersystemen vereisen geavanceerde techniek en nauwkeurige controle vanwege de extreem lage verontreinigingsniveaus die worden nagestreefd.

Belangrijke ontwerp overwegingen zijn onder meer:

• Multibarrièrebehandelingstreinen die meerdere technologieën combineren
• Materiaalkeuze om verontreiniging te voorkomen (elektrogepolijst roestvrij staal, PP, zeer zuivere leidingen)
• Volledige systeemredundantie om een ononderbroken werking te garanderen
• Continue monitoring van kritische parameters:
  • Geleidbaarheid/weerstand
  • Siliciumdioxide
  • TOC (Totaal Organisch Koolstof)
  • Deeltjesconcentratie
  • Temperatuur en stroming

Het handhaven van zeer lage TDS- en TOC-niveaus vereist:

• Zorgvuldige integratie van RO-, EDI-, IEX-, UV- en filtratiesystemen
• Minimalisatie van dode zones en stagnatie in leidingen
• Continue recirculatie in distributielussen
• Preventieve onderhouds- en reinigingsstrategieën

Het ontwerp en de assemblage van dergelijke systemen is zeer complex en vereist precieze integratie van meerdere proceseenheden, instrumentatie, automatisering en materialen met een hoge zuiverheid.

Voorbeeld systeemconfiguratie

Debiet: 30 m³/u

Voedingswater: Grondwater

Technologieën:

• Multimediafiltratie (MMF)
• Omgekeerde osmose (RO)
• Elektrodeïonisatie (EDI)
• Ionenuitwisseling (IEX)
• Ultrafiltratie (UF)
• UV-oxidatie
• Membraanontgassing

Systeemconfiguratie:

• Volledig geautomatiseerde installatie met geavanceerde monitoring (TOC, deeltjes, weerstand)
• Meerfasige behandeling met volledige redundantie (2 × 100%)
• Modulaire installatie op basis van skids (meer dan 15 skids)
• Continue UPW-distributielus

Effluentkwaliteit:

• Geleidbaarheid < 0,06 µS/cm
• TOC < 10 ppb
• Ultra-lage deeltjesconcentratie
• Gecontroleerde temperatuur

Toepassing: Ultrazuivere waterproductie voor de productie van microchips

Resultaat:
Het systeem zorgt voor een continue productie van ultrazuiver water met extreem lage gehalten aan opgeloste vaste stoffen, organische stoffen en deeltjes, en voldoet aan de strenge normen van de halfgeleiderindustrie en garandeert 24/7 operationele betrouwbaarheid.

Een meer beschreven referentieprojectblad is hier beschikbaar.

Toepassingen / Hergebruik van behandeld water

Ultrazuiver water wordt gebruikt voor:

• Productie van halfgeleiders en micro-elektronica
• Waterstofproductie (elektrolysewater)
• Farmaceutische en laboratoriumtoepassingen

Voordelen zijn onder meer:

• Bescherming van gevoelige industriële processen
• Consistente en betrouwbare productkwaliteit
• Verminderde risico's op vervuiling en besmetting
• Hoge procesefficiëntie en stabiliteit

Leveringsomvang van Lenntech

Lenntech levert complete UPW-productiesystemen, waaronder:

• Procesontwerp en technologieselectie
• Gedetailleerde engineering en systeemintegratie
• Apparatuurlevering (membranen, EDI, filtratie, instrumentatie)
• Modulaire constructie op skidbasis
• Installatie en inbedrijfstelling
• Geavanceerde monitoring en automatisering
• Service na verkoop en preventief onderhoud

9. Optionele configuraties en flexibiliteit

Afhankelijk van de toepassing en het vereiste zuiverheidsniveau kunnen systemen het volgende omvatten:

• Multi-pass RO-configuraties
• Geavanceerde TOC-verwijderingssystemen (UV-oxidatie)
• Ontgassingsunits voor opgeloste gassen
• Redundante proceslijnen (100% backup)
• Verdeellussen met hoge zuiverheid
• Integratie met waterstofproductiesystemen

Systeemconfiguraties zijn afgestemd op strikte industrienormen en vereisten voor continu gebruik.

10. Waarom Lenntech kiezen voor ultrazuivere watersystemen

Lenntech combineert technische expertise en mogelijkheden voor systeemintegratie, waardoor het zeer geschikt is voor toepassingen met ultrazuiver water:

• Bewezen ervaring met zeer zuivere watersystemen voor veeleisende industrieën
• Sterke expertise in membraan-, EDI- en geavanceerde polijsttechnologieën
• Mogelijkheid om complexe, meerfasige behandelingssystemen met volledige redundantie te ontwerpen en te leveren
• Uitgebreide ervaring met lage TDS-, silica- en TOC-controle op ppb-niveaus
• Mogelijkheid om geavanceerde instrumentatie en realtime monitoringsystemen
te integreren
• Flexibele oplossingen, waaronder modulaire, op skids gemonteerde systemen
• Ervaring met opkomende toepassingen zoals waterstofproductie

Lenntech ondersteunt klanten vanaf het initiële procesontwerp tot en met de volledige implementatie, waardoor een betrouwbare en continue productie van ultrazuiver water wordt gegarandeerd.