Ultra-Reinwasser (UPW)-Behandlung

Lenntech entwickelt und liefert Ultrareinwasser-Produktionssysteme (UPW)für industrielle Anwendungen, die höchste Wasserqualitätsstandards erfordern, einschließlich Prozessdesign, Engineering, Ausrüstungslieferung, Installation und Inbetriebnahme.

Ultra‑pure water is required in industries where even trace concentrations of dissolved solids, organic compounds, or particles can impact product quality or process performance. Lenntech systems are engineered to achieve extremely low levels of Total Dissolved Solids (TDS), Silica, Total Organic Carbon (TOC), and particles, ensuring reliable operation in highly sensitive applications.

Ultrareines Wasser wird in Branchen benötigt, in denen selbst Spurenkonzentrationen gelöster Feststoffe, organischer Verbindungen oder Partikel die Produktqualität oder Prozessleistung beeinträchtigen können. Lenntech-Systeme sind so konstruiert, dass sie extrem niedrige Werte an insgesamt gelösten Feststoffen (TDS), Kieselsäure, gesamtem organischen Kohlenstoff (TOC) und Partikeln erreichen und so einen zuverlässigen Betrieb in hochsensiblen Anwendungen gewährleisten.

Anwendungskontext

Ultrareines Wasser wird in Branchen mit strengen Anforderungen an die Wasserqualität verwendet, darunter:

• Mikroelektronik und Halbleiterfertigung
• Wasserstoffproduktion (Elektrolyse-Zusatzwasser)
• Pharmazeutische und biotechnologische Prozesse
• Stromerzeugung und Hochdruckkessel

Typische Speisewasserquellen sind:

• Stadtwasser oder aufbereitetes Industriewasser
• Vorbehandeltes Prozesswasser

Zu den wichtigsten Herausforderungen gehören:

• Erzielung extrem niedriger Leitfähigkeits- und TDS-Werte
• Entfernung von Spuren organischer Verbindungen (TOC)
• Bekämpfung von Partikeln und Bakterien
• Gewährleistung einer gleichbleibenden Wasserqualität rund um die Uhr
• Aufrechterhaltung der Systemstabilität im Dauerbetrieb

Insbesondere die Wasserstoffproduktion (Elektrolyse) erfordert hochreines Zusatzwasser, dessen Qualität den in der Mikroelektronik verwendeten UPW-Systemen ähnelt.

Typische Lenntech-Lösung

Ein typisches UPW-System von Lenntech besteht aus einem Multi-Barriere-Prozess, der fortschrittliche Filtration, Membrantrennung, Ionenaustausch und Elektro-Deionisierungstechnologien kombiniert und für maximale Reinheit und Zuverlässigkeit ausgelegt ist.

Vorbehandlung

• Multimedia-Filtration (MMF) oder gleichwertig
• Entfernung von Schwebstoffen und Trübungen
• Schutz nachgelagerter Systeme

Illustration einer Multimedia-Filtereinheit

Membrantrennung

• Umkehrosmose (RO), oft mehrstufig
• Reduzierung gelöster Salze und organischer Verbindungen
• Hocheffiziente Entfernung von TDS

Abbildung einer Umkehrosmoseanlage

Polieren und Entionisieren

• Elektrodeionisierung (EDI)
• Ionenaustausch-Poliereinheiten (IEX)
• Membranentgaser zur Entfernung gelöster Gase

Abbildung einer Elektroentionisierungseinheit (EDI)

Erweiterte Reinigung

• Ionenaustausch (IEX) zur Verhinderung der TDS-Ansammlung im Rezirkulationskreislauf – speziell für Elektrolyseuranwendungen
• UV-Oxidation zur TOC-Reduktion
• Endfiltration für extrem niedrige Partikelkonzentration

Verteilungskreislauf

• Kontinuierliche Rezirkulation (UPW-Kreislauf)
• Kontrollierte Materialien (z. B. Edelstahl, hochreine Kunststoffe)
• Aufrechterhaltung der Wasserqualität bis zum Verbrauchsort

Dieses mehrstufige Verfahren gewährleistet die Entfernung von Verunreinigungen bis in den Spuren- oder ppb-Bereich und erfüllt somit höchste industrielle Anforderungen.

Prozessablaufdiagramm

Ein typisches Lenntech-System zur Reinstwasseraufbereitung ist unten dargestellt:

Komplexität des Designs und Prozesssteuerung

Ultrareinwassersysteme erfordern aufgrund der extrem niedrigen angestrebten Schadstoffkonzentrationen fortschrittliche Technik und präzise Steuerung.

Wichtige Designüberlegungen umfassen:

• Mehrstufige Aufbereitungsanlagen, die verschiedene Technologien kombinieren
• Materialauswahl zur Vermeidung von Verunreinigungen (elektropolierter Edelstahl, PP, hochreine Rohrleitungen)
• Gesamtsystem Redundanz zur Gewährleistung eines unterbrechungsfreien Betriebs
• Kontinuierliche Überwachung kritischer Parameter:
  • Leitfähigkeit/spezifischer Widerstand
  • Siliciumdioxid
  • TOC (Gesamtgehalt an organischem Kohlenstoff)
  • Partikelkonzentration
  • Temperatur und Durchfluss

Maintaining very low TDS and TOC levels requires:

• Sorgfältige Integration von RO-, EDI-, IEX-, UV- und Filtersystemen
• Minimierung von Totzonen und Stagnation in Rohrleitungen
• Kontinuierliche Rezirkulation in Verteilungskreisläufen
• Präventive Wartungs- und Reinigungsstrategien

Das Design und die Montage solcher Systeme sind äußerst komplex und erfordern eine präzise Integration mehrerer Prozesseinheiten, Instrumente, Automatisierung und hochreiner Materialien.

Beispielsystemkonfiguration

Durchflussrate: 30 m³/h

Speisewasser: Grundwasser

Technologien:

• Multimedia-Filtration (MMF)
• Umkehrosmose (RO)
• Elektrodeionisierung (EDI)
• Ionenaustausch (IEX)
• Ultrafiltration (UF)
• UV-Oxidation
• Membranentgasung

Systemkonfiguration:

• Vollautomatische Anlage mit erweiterter Überwachung (TOC, Partikel, spezifischer Widerstand)
• Mehrstufige Behandlung mit voller Redundanz (2 × 100 %)
• Modulare Skid-basierte Installation (mehr als 15 Skids)
• Kontinuierliche UPW-Verteilungsschleife

Abwasserqualität:

• Leitfähigkeit < 0,06 µS/cm
• TOC < 10 ppb
• Extrem niedrige Partikelkonzentration
• Kontrollierte Temperatur

Anwendung: Herstellung von Reinstwasser für die Mikrochip-Herstellung

Ergebnis:
Das System gewährleistet die kontinuierliche Produktion von hochreinem Wasser mit extrem geringen Anteilen an gelösten Feststoffen, organischen Stoffen und Partikeln, erfüllt strenge Standards der Halbleiterindustrie und gewährleistet gleichzeitig eine Betriebszuverlässigkeit rund um die Uhr.

Ein ausführlicheres Referenzprojektblatt finden Sie hier.

Anwendungen / Wiederverwendung von aufbereitetem Wasser

Hochreines Wasser wird verwendet für:

• Halbleiter- und Mikroelektronikfertigung
• Wasserstoffproduktion (Elektrolyseur-Zusatzwasser)
• Pharma- und Laboranwendungen

Zu den Vorteilen gehören:

• Schutz sensibler Industrieprozesse
• Konstante und zuverlässige Produktqualität
• Reduzierte Verschmutzungs- und Kontaminationsrisiken
• Hohe Prozesseffizienz und Stabilität

Lenntech-Lieferumfang

Lenntech liefert komplette UPW-Produktionssysteme, einschließlich:

• Prozessdesign und Technologieauswahl
• Detailliertes Engineering und Systemintegration
• Ausrüstungslieferung (Membranen, EDI, Filtration, Instrumentierung)
• Modulare Konstruktion auf Kufenbasis
• Installation und Inbetriebnahme
• Erweiterte Überwachung und Automatisierung
• Kundendienstunterstützung und vorbeugende Wartung

9. Optionale Konfigurationen und Flexibilität

Je nach Anwendung und erforderlichem Reinheitsgrad können die Systeme Folgendes umfassen:

• Multi-Pass-RO-Konfigurationen
• Erweiterte TOC-Entfernungssysteme (UV-Oxidation)
• Entgasungseinheiten für gelöste Gase
• Redundante Prozesslinien (100 % Backup)
• Hochreine Verteilungsschleifen
• Integration mit Wasserstoffproduktionssystemen

Systemkonfigurationen sind darauf zugeschnitten, strikte Industriestandards und Anforderungen an den Dauerbetrieb zu erfüllen.

10. Warum Sie sich für Lenntech für Reinstwassersysteme entscheiden sollten

Lenntech vereint technisches Fachwissen und Systemintegrationsfähigkeiten, wodurch es sich gut für Reinstwasseranwendungen eignet:

• Nachgewiesene Erfahrung mit Hochreinerwassersystemen für anspruchsvolle Industrien
• Ausgeprägtes Fachwissen in Membran-, EDI- und fortschrittlichen Poliertechnologien
• Fähigkeit, komplexe, mehrstufige Behandlungssysteme mit vollständiger Redundanz
zu entwerfen und bereitzustellen
• Umfassende Erfahrung in der niedrigen TDS-, Silica- und TOC-Kontrolle im ppb-Bereich
• Fähigkeit zur Integration erweiterter Instrumentierung und Echtzeitüberwachungssysteme
• Flexible Lösungen einschließlich modularer, auf Kufen montierter Systeme
• Erfahrung in neuen Anwendungen wie der Wasserstoffproduktion

Lenntech unterstützt Kunden vom ersten Prozessentwurf bis hin zur vollständigen Implementierung und stellt eine zuverlässige und kontinuierliche Produktion von Reinstwasser sicher.