要实现 TOC（总有机碳）<5ppb 的超纯水，需要结合 多级净化工艺 和 严格的过程控制，以下是关键技术和步骤：

1. 核心工艺组合

(1) 预处理（降低初始TOC负荷）

• 活性炭吸附：去除水中大分子有机物（如腐殖酸）。

• 反渗透（RO）：过滤90%以上的有机物（TOC可降至50-100ppb）。

• 软化/脱气：防止后续工艺结垢或氧化污染。

(2) 深度纯化（关键步骤）

• 电去离子（EDI）：通过离子交换膜和电场作用，进一步去除离子和部分小分子有机物（TOC可降至10-20ppb）。

• 紫外氧化（185nm UV）：

  • 原理：185nm紫外线将有机物（TOC）氧化为CO₂和离子（如HCO₃⁻）。

  • 效果：配合后续抛光混床，TOC可降至<5ppb。

• 超滤（UF）：截留细菌、颗粒物，避免二次污染。

(3) 终端抛光

• 核级混床树脂：高纯度离子交换树脂（如核级抛光树脂）吸附残余离子和有机物。

• 终端超滤/微滤：确保无颗粒物残留。

2. 关键控制点

• UV灯强度监测：185nm UV灯需定期更换（寿命约9000小时），强度不足会导致TOC反弹。

• 树脂再生/更换：抛光树脂需定期更换（通常每6-12个月）。

• 系统密闭性：避免空气接触（CO₂溶解会升高TOC）。

• 水质实时监测：在线TOC分析仪（如GE Sievers或Hach）监控产水质量。

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3. 行业应用案例

• 半导体行业：需TOC<1ppb，通常增加双级RO+双级UV氧化。

• 制药行业：符合USP/EP标准，强调无菌和低内毒素。

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4. 常见问题与解决

• TOC超标原因：

  • UV灯失效 → 更换UV灯。

  • 树脂饱和 → 再生或更换树脂。

  • 原水有机物波动 → 加强预处理（如增加臭氧氧化）。