초순수 제조공정의 개선 및 극 초순수 제조기술의 확립 Improvement of Ultrapure Water Manufacturing Process and Establishment of Limit Ultrapure Water Manufacturing Technology원문보기
전 세계는 환경변화에 따라 인간의 삶이 고된 노동을 하지 않고 편안함과 윤택 한 생활을 누리기 위하여 많은 노력을 하고 있다. 산업 발전과 더불어 정밀전자, 반 도체, 화장품, 의학, 제약 등의 분야에서 점점 정밀화, 청결화를 요구하고 있으며 이 에 따라 용수를 더욱 깨끗하게 만들기 위해 부단한 노력을 했다. 초순수는 어느 특 정분야가 아닌 산업 전반의 사용을 요구하는 물이다. 특히 반도체에서 사용하는 초순수는 반도체 생산기술의 극대화에 따라 기술이 높아져야 한다. 특히 공정에서 쓰는 초순수는 중금속의 농도가 최소한 10 ppm 이하 의 초순수를 필요로 하며 앞으로는 더욱 발전하여 중금속의 농도가 10 ppt 이하의 극 초순수를 표준 생산할 필요성이 있다. 또한, 제약회사에서는 육안으로 확인하기 어려운 암세포 증식을 찾아내고 더 나이가 암세포가 어떤 물질로 구성되어 있는지 알기 위해 단백질 성분을 분석하고 이를 제거하는 기초 물질로 초순수를 사용하고 있다. 특히 우리나라는 ...
전 세계는 환경변화에 따라 인간의 삶이 고된 노동을 하지 않고 편안함과 윤택 한 생활을 누리기 위하여 많은 노력을 하고 있다. 산업 발전과 더불어 정밀전자, 반 도체, 화장품, 의학, 제약 등의 분야에서 점점 정밀화, 청결화를 요구하고 있으며 이 에 따라 용수를 더욱 깨끗하게 만들기 위해 부단한 노력을 했다. 초순수는 어느 특 정분야가 아닌 산업 전반의 사용을 요구하는 물이다. 특히 반도체에서 사용하는 초순수는 반도체 생산기술의 극대화에 따라 기술이 높아져야 한다. 특히 공정에서 쓰는 초순수는 중금속의 농도가 최소한 10 ppm 이하 의 초순수를 필요로 하며 앞으로는 더욱 발전하여 중금속의 농도가 10 ppt 이하의 극 초순수를 표준 생산할 필요성이 있다. 또한, 제약회사에서는 육안으로 확인하기 어려운 암세포 증식을 찾아내고 더 나이가 암세포가 어떤 물질로 구성되어 있는지 알기 위해 단백질 성분을 분석하고 이를 제거하는 기초 물질로 초순수를 사용하고 있다. 특히 우리나라는 물 부족 국가로 물을 재생하여 사용하는 국가이다. 과거에는 무 단으로 물을 사용하고 사용된 폐수가 그대로 바다로 들어가 해양 생태계를 오염시 키고 각종 어폐류를 폐사시키는 일도 있었다. 또한, 우리나라는 강, 호수, 댐 등에 대한 의존도가 높아 이를 수원지로 삼아 하천으로 유입되는 많은 유해물질을 처리 하는데 막대한 비용을 쓰고 있는 것이 사실이다. 초순수 장치는 여러 방법으로 처리수를 만들고 있으며 그 방법에는 1차수인 강 물, 저수물, 지하수, 수돗물, 빗물, 바닷물, 폐수정수수 등을 이용하며 물의 종류에 따라 처리방법이 달라진다. 위 물 중에는 강물, 저수물, 빗물은 침전공정과 전처리 공정을 이용하여 모래나 자갈, 활성탄, 정수장을 가정의 식수 또는 용수로 사용하고 이 정수 과정에서는 염소와 과산화수소 등 여러 화학물질을 사용한다. 전처리를 완 료한 물을 가정, 식품, 제약, 다중시설 전반에 공급사용하며 원수를 이용하여 순수 장치 또는 초순수 장치에 사용한다. 폐수는 정수처리의 여러 과정을 거친 후 마이 크로필터 또는 증류를 이용하여 초순수인 2차수로 사용하며 폐수는 함유되어 있는 유독물질에 따라 가성소다, 석회석, 과산화수소 등을 첨가하여 전처리 과정을 거쳐 공업용수로 사용한다. 바닷물 정화기술 중에는 아직까지 고효율, 저전력, 저비용을 가진 장치는 없지만 다양한 방법으로 처리수를 만들고 있다. 1차 바닷물은 염분 농축과 전기분해 방식 그리고 열분해 증류 방식 등을 사용하고 40년 전부터는 역삼투압 기술 방법을 적용 하여 분리하는 순수제조기술을 사용한다. 본 연구는 분석법의 발달과 처리용수의 활용방법이 다양해짐에 따라 물의 처리 능력이 월등히 좋아지고 이를 토대로 물의 등급별 분리 방법을 정립하여 각 기능별 로 사용되는 특징을 확립하는 것이 목적이다. 2017년 현재 가장 많이 사용되고 있는 분해 방식은 초순수 System 1차 공정으 로 마이크로필터와 활성탄 필터를 기본으로 사용하고 이온교환수지를 흡착하여 전 기를 이용한 Electrodeionization(EDI) System과 역삼투압장치를 이용한 Membrane Vessel를 사용하고 유량과 처리용량에 따라 크기와 모양을 다르게 설정한다. 이는 사용수에 따라서 달라진다. 예를 들면 Cosmetic 장치는 CGMP(Cosmetic Good Manufacturing Practice) 규격에 따라 재질을 다르게 편성하고 제약 부분 초 순수는 GMP(Good Manufacturing Practice) 규격에 맞게 설계하여 System을 구성 하며 반도체 회사나 반도체장비 클리닝 회사, 케미컬 회사 등의 장비는 STS(Stainless Steel) 재질을 최대한 사용하지 않고 장비를 설계해야 하며 분석용 초순수 장비는 지금까지 최고수준의 장비를 구성해야 한다. 특히 Metal 및 Nonmetal을 사용수의 용도에 따라 장비를 포괄적으로 재질 사양을 변경해야 한다. 설명과 같이 사용 방법에 따라 장비 형태도 달라지고 목적에 따라 재질도 변하며 법규에 따라 장비의 구성도 달라지므로, 이를 설명하고 정리도 같이하려 한다. 마시는 물에는 다양한 화학물질이 포함되어 있다. 구리나 철, 칼슘과 같은 금속이 온이 염이나 산화물 형태로 존재하며 공기 중에 있는 산소와 이산화탄소와 같은 기 체들도 녹아 있다. 공기 중에 있는 기체들이 물에 녹고 지각에 포함된 여러 종류의 원소들이 자연스럽게 물에 포함되기 때문이다. 그중에서 중금속과 유해 유기물들은 정수 과정에서 걸러진다. 특히 마시는 물은 고형 성분이 눈에 보이지 않아야 된다. 어떤 물을 마셔도 건강에 문제는 없지만 마시는 사람 입장에선 시각적으로 봤을 때 거부반응이 있을 수도 있기 때문이다. 물에 존재하는 고형 성분으로부터 일으키는 빛의 산란도를 측정하여 마시는 물의 혼탁의 기준을 정한다. 물에 빛을 비추고, 빛 을 비추는 방향과 직각(90˚) 인 방향에서 물로부터 산란(Scattering)되는 빛의 양을 측정하면 고형 성분의 양을 알아낼 수 있다. 만약에 물 안에 빛을 산란시킬 수 있 는 고형성분이 없다면 빛의 산란은 일어나지 않을 것이다. 그러나 고형성분이 있다 면 그것의 양에 비례해서 산란되는 빛도 증가할 것이다. 물은 인간 체중의 70%를 차지하는 물질이다. 흔하지만 가장 신비로운 물질 중 하나다. 혼탁도를 측정하는 기기를 네펠로미터(Nephelometer)라 부른다. 우리나라에 서는 측정된 혼탁도가 0.5 NTU(Nephelometric Turbidity Unit)이하인 물을 수돗물로 공급하도록 하고 있다. 물에 흔히 포함되는 이온은 칼슘과 마그네슘 이온이다. 물에 녹아 있는 칼슘과 마그네슘 이온의 농도를 측정하여 270 ppm(mg/L)을 초과하면 경수(Hard Water)라 하고, 60 ppm 이하가 되는 물은 연수(Soft Water)라 한다. 마시는 물의 기준은 약 300 ppm 이하이다. 시판되는 생수병에 부착된 물 분석표에는 연수 기준보다 더 작 은 농도의 칼슘과 마그네슘 이온을 포함하고 있다. 유럽과 같이 석회암 지대에서 생산되는 물은 이온 농도가 높은 것이 일반적이다. 물에 들어 있는 화학물질의 성 분도 중요하지만, 더욱 염려되는 것은 병원균의 존재 여부일 것이다. 일부 독성이 강한 화학물질을 제외하곤 화학물질로 오염된 물을 마시면 오랜 시간 후에 건강에 적신호가 나타난다. 그러나 박테리아를 비롯한 세균에 의해 오염된 물을 마시면 즉 각적인 위협이 되고, 경우에 따라서는 치명적이다. 물의 종류와 처리 구분은 다양함을 띄고 있으며 본 연구에서는 사용에 따른 처 리공정을 획기적으로 처리할 수 있는 장치를 연구하였으며 다양한 방법을 통하여 처리수를 손쉽고, 저비용으로 처리하는데 중점을 두기 위하여 다음과 같은 연구를 하였다. 1. 초순수의 ppt 단위까지의 중금속 및 금속 물질을 처리하기 위해서는 지금처럼 침전법, 마이크로필터 역삼투압, (EDI) Electrodeionization 만으로는 부족함이 많으 며 비싼필터의 비용을 절감할 수 없다. 그러므로 1차 Direct Current 교류 저전류의 티타늄 합금을 통한 전기분해 방식을 가지고 석회석 및 유기물질을 분리하여 전기 흡착을 하여 분리하는 방법을 연구하고 계절별 효과를 검증하였다. 2. 일반 니켈 가우스 자석으로는 Fe를 흡착하는데 한계가 있고 니켈로 이루어져 2차 오염원을 만들기도 합니다. 이를 희토류 가우스로 변경하고 얇은 내화학성을 가지고 있는 Polypropylene(PP) 재질을 이용하여 금속 물질을 원천 차단하는 방법 을 연구하고 이 효과를 검증하였다. 3. 2 의 방법인 내화학성 희토류 흡착법을 이용하여 화장품에 쓰이는 순수장치 및 제약용 초 순수 제조장치 의 구성을 실험하고 사용 기간을 연장하는데 장치 연구를 실시 하였다. 4. 반도체에 치명적인 비금속과 금속 물질을 10 ppt 단위까지 처리하는 방법 또한 연구하였으며 이의 효율을 입증하였으며 이를 토대로 극 초순수의 지표를 확인하고 마지막으로 중요한 소모품의 연장으로 인한 경쟁력을 확보하는데 연구 초점을 잡았 다. 5. 초순수 장치구성에 따른 처리순서 및 각 장비의 용도를 연구하고 처리 방법에 있어서 명확함을 증명하려 하였다. 위 연구를 통하여 희토류 가우스 자석과 EDI 효율을 증명하고 이온교환 수지의 개질의 효과를 입증 하였다. 1. 희토류 가우스 자석을 거친 R/O수의 미립자 수는 1월부터 8월 말까지 미립자 수가 일정하지만, R/O 필터만 거친 R/O수는 6월까지는 미립자수가 일정하나 7월부 터 미립자 수가 점점 증가하였다. 일반 R/O수의 수명은 6개월 정도이고 교체 주기 가 6개월이지만 활성탄과 희토류 가우스 자석을 사용함으로써 6개월 이상 수명을 더 늘릴 수 있다는 것을 확인하였다. 2. 다층 여과장치는 10 ㎲/cm – 20 ㎲/cm 이상적 제거 효과를 입증 하였고 이를 전기적 효율를 입증 하였다 3. EDI 수명 보면 세정 주기는 4개월이지만 2016년부터 2018년까지 실험결과 수 명은 3년 이상 사용 할수 있다는 것을 실험에 통하여 확인 하였다. 4. 1차 개질 후 이온교환수지의 재생 주기(수명)은 1년 3개월 정도이고 2차 개질 후에 이온교환수지의 재생 주기는 1년 정도이다. 마지막으로 3차 개질 후에 이온교환수지의 재생주기는 6개월 정도였으며 이 결과 4차 개질을 하였을 때는 더 이상 이온교환수지가 재 기능을 할 수 없고 총 수명은 3년 정도이며 개질을 함으로써 원가 절감을 할 수 있 다는 결과를 도출했다.
전 세계는 환경변화에 따라 인간의 삶이 고된 노동을 하지 않고 편안함과 윤택 한 생활을 누리기 위하여 많은 노력을 하고 있다. 산업 발전과 더불어 정밀전자, 반 도체, 화장품, 의학, 제약 등의 분야에서 점점 정밀화, 청결화를 요구하고 있으며 이 에 따라 용수를 더욱 깨끗하게 만들기 위해 부단한 노력을 했다. 초순수는 어느 특 정분야가 아닌 산업 전반의 사용을 요구하는 물이다. 특히 반도체에서 사용하는 초순수는 반도체 생산기술의 극대화에 따라 기술이 높아져야 한다. 특히 공정에서 쓰는 초순수는 중금속의 농도가 최소한 10 ppm 이하 의 초순수를 필요로 하며 앞으로는 더욱 발전하여 중금속의 농도가 10 ppt 이하의 극 초순수를 표준 생산할 필요성이 있다. 또한, 제약회사에서는 육안으로 확인하기 어려운 암세포 증식을 찾아내고 더 나이가 암세포가 어떤 물질로 구성되어 있는지 알기 위해 단백질 성분을 분석하고 이를 제거하는 기초 물질로 초순수를 사용하고 있다. 특히 우리나라는 물 부족 국가로 물을 재생하여 사용하는 국가이다. 과거에는 무 단으로 물을 사용하고 사용된 폐수가 그대로 바다로 들어가 해양 생태계를 오염시 키고 각종 어폐류를 폐사시키는 일도 있었다. 또한, 우리나라는 강, 호수, 댐 등에 대한 의존도가 높아 이를 수원지로 삼아 하천으로 유입되는 많은 유해물질을 처리 하는데 막대한 비용을 쓰고 있는 것이 사실이다. 초순수 장치는 여러 방법으로 처리수를 만들고 있으며 그 방법에는 1차수인 강 물, 저수물, 지하수, 수돗물, 빗물, 바닷물, 폐수정수수 등을 이용하며 물의 종류에 따라 처리방법이 달라진다. 위 물 중에는 강물, 저수물, 빗물은 침전공정과 전처리 공정을 이용하여 모래나 자갈, 활성탄, 정수장을 가정의 식수 또는 용수로 사용하고 이 정수 과정에서는 염소와 과산화수소 등 여러 화학물질을 사용한다. 전처리를 완 료한 물을 가정, 식품, 제약, 다중시설 전반에 공급사용하며 원수를 이용하여 순수 장치 또는 초순수 장치에 사용한다. 폐수는 정수처리의 여러 과정을 거친 후 마이 크로필터 또는 증류를 이용하여 초순수인 2차수로 사용하며 폐수는 함유되어 있는 유독물질에 따라 가성소다, 석회석, 과산화수소 등을 첨가하여 전처리 과정을 거쳐 공업용수로 사용한다. 바닷물 정화기술 중에는 아직까지 고효율, 저전력, 저비용을 가진 장치는 없지만 다양한 방법으로 처리수를 만들고 있다. 1차 바닷물은 염분 농축과 전기분해 방식 그리고 열분해 증류 방식 등을 사용하고 40년 전부터는 역삼투압 기술 방법을 적용 하여 분리하는 순수제조기술을 사용한다. 본 연구는 분석법의 발달과 처리용수의 활용방법이 다양해짐에 따라 물의 처리 능력이 월등히 좋아지고 이를 토대로 물의 등급별 분리 방법을 정립하여 각 기능별 로 사용되는 특징을 확립하는 것이 목적이다. 2017년 현재 가장 많이 사용되고 있는 분해 방식은 초순수 System 1차 공정으 로 마이크로필터와 활성탄 필터를 기본으로 사용하고 이온교환수지를 흡착하여 전 기를 이용한 Electrodeionization(EDI) System과 역삼투압장치를 이용한 Membrane Vessel를 사용하고 유량과 처리용량에 따라 크기와 모양을 다르게 설정한다. 이는 사용수에 따라서 달라진다. 예를 들면 Cosmetic 장치는 CGMP(Cosmetic Good Manufacturing Practice) 규격에 따라 재질을 다르게 편성하고 제약 부분 초 순수는 GMP(Good Manufacturing Practice) 규격에 맞게 설계하여 System을 구성 하며 반도체 회사나 반도체장비 클리닝 회사, 케미컬 회사 등의 장비는 STS(Stainless Steel) 재질을 최대한 사용하지 않고 장비를 설계해야 하며 분석용 초순수 장비는 지금까지 최고수준의 장비를 구성해야 한다. 특히 Metal 및 Nonmetal을 사용수의 용도에 따라 장비를 포괄적으로 재질 사양을 변경해야 한다. 설명과 같이 사용 방법에 따라 장비 형태도 달라지고 목적에 따라 재질도 변하며 법규에 따라 장비의 구성도 달라지므로, 이를 설명하고 정리도 같이하려 한다. 마시는 물에는 다양한 화학물질이 포함되어 있다. 구리나 철, 칼슘과 같은 금속이 온이 염이나 산화물 형태로 존재하며 공기 중에 있는 산소와 이산화탄소와 같은 기 체들도 녹아 있다. 공기 중에 있는 기체들이 물에 녹고 지각에 포함된 여러 종류의 원소들이 자연스럽게 물에 포함되기 때문이다. 그중에서 중금속과 유해 유기물들은 정수 과정에서 걸러진다. 특히 마시는 물은 고형 성분이 눈에 보이지 않아야 된다. 어떤 물을 마셔도 건강에 문제는 없지만 마시는 사람 입장에선 시각적으로 봤을 때 거부반응이 있을 수도 있기 때문이다. 물에 존재하는 고형 성분으로부터 일으키는 빛의 산란도를 측정하여 마시는 물의 혼탁의 기준을 정한다. 물에 빛을 비추고, 빛 을 비추는 방향과 직각(90˚) 인 방향에서 물로부터 산란(Scattering)되는 빛의 양을 측정하면 고형 성분의 양을 알아낼 수 있다. 만약에 물 안에 빛을 산란시킬 수 있 는 고형성분이 없다면 빛의 산란은 일어나지 않을 것이다. 그러나 고형성분이 있다 면 그것의 양에 비례해서 산란되는 빛도 증가할 것이다. 물은 인간 체중의 70%를 차지하는 물질이다. 흔하지만 가장 신비로운 물질 중 하나다. 혼탁도를 측정하는 기기를 네펠로미터(Nephelometer)라 부른다. 우리나라에 서는 측정된 혼탁도가 0.5 NTU(Nephelometric Turbidity Unit)이하인 물을 수돗물로 공급하도록 하고 있다. 물에 흔히 포함되는 이온은 칼슘과 마그네슘 이온이다. 물에 녹아 있는 칼슘과 마그네슘 이온의 농도를 측정하여 270 ppm(mg/L)을 초과하면 경수(Hard Water)라 하고, 60 ppm 이하가 되는 물은 연수(Soft Water)라 한다. 마시는 물의 기준은 약 300 ppm 이하이다. 시판되는 생수병에 부착된 물 분석표에는 연수 기준보다 더 작 은 농도의 칼슘과 마그네슘 이온을 포함하고 있다. 유럽과 같이 석회암 지대에서 생산되는 물은 이온 농도가 높은 것이 일반적이다. 물에 들어 있는 화학물질의 성 분도 중요하지만, 더욱 염려되는 것은 병원균의 존재 여부일 것이다. 일부 독성이 강한 화학물질을 제외하곤 화학물질로 오염된 물을 마시면 오랜 시간 후에 건강에 적신호가 나타난다. 그러나 박테리아를 비롯한 세균에 의해 오염된 물을 마시면 즉 각적인 위협이 되고, 경우에 따라서는 치명적이다. 물의 종류와 처리 구분은 다양함을 띄고 있으며 본 연구에서는 사용에 따른 처 리공정을 획기적으로 처리할 수 있는 장치를 연구하였으며 다양한 방법을 통하여 처리수를 손쉽고, 저비용으로 처리하는데 중점을 두기 위하여 다음과 같은 연구를 하였다. 1. 초순수의 ppt 단위까지의 중금속 및 금속 물질을 처리하기 위해서는 지금처럼 침전법, 마이크로필터 역삼투압, (EDI) Electrodeionization 만으로는 부족함이 많으 며 비싼필터의 비용을 절감할 수 없다. 그러므로 1차 Direct Current 교류 저전류의 티타늄 합금을 통한 전기분해 방식을 가지고 석회석 및 유기물질을 분리하여 전기 흡착을 하여 분리하는 방법을 연구하고 계절별 효과를 검증하였다. 2. 일반 니켈 가우스 자석으로는 Fe를 흡착하는데 한계가 있고 니켈로 이루어져 2차 오염원을 만들기도 합니다. 이를 희토류 가우스로 변경하고 얇은 내화학성을 가지고 있는 Polypropylene(PP) 재질을 이용하여 금속 물질을 원천 차단하는 방법 을 연구하고 이 효과를 검증하였다. 3. 2 의 방법인 내화학성 희토류 흡착법을 이용하여 화장품에 쓰이는 순수장치 및 제약용 초 순수 제조장치 의 구성을 실험하고 사용 기간을 연장하는데 장치 연구를 실시 하였다. 4. 반도체에 치명적인 비금속과 금속 물질을 10 ppt 단위까지 처리하는 방법 또한 연구하였으며 이의 효율을 입증하였으며 이를 토대로 극 초순수의 지표를 확인하고 마지막으로 중요한 소모품의 연장으로 인한 경쟁력을 확보하는데 연구 초점을 잡았 다. 5. 초순수 장치구성에 따른 처리순서 및 각 장비의 용도를 연구하고 처리 방법에 있어서 명확함을 증명하려 하였다. 위 연구를 통하여 희토류 가우스 자석과 EDI 효율을 증명하고 이온교환 수지의 개질의 효과를 입증 하였다. 1. 희토류 가우스 자석을 거친 R/O수의 미립자 수는 1월부터 8월 말까지 미립자 수가 일정하지만, R/O 필터만 거친 R/O수는 6월까지는 미립자수가 일정하나 7월부 터 미립자 수가 점점 증가하였다. 일반 R/O수의 수명은 6개월 정도이고 교체 주기 가 6개월이지만 활성탄과 희토류 가우스 자석을 사용함으로써 6개월 이상 수명을 더 늘릴 수 있다는 것을 확인하였다. 2. 다층 여과장치는 10 ㎲/cm – 20 ㎲/cm 이상적 제거 효과를 입증 하였고 이를 전기적 효율를 입증 하였다 3. EDI 수명 보면 세정 주기는 4개월이지만 2016년부터 2018년까지 실험결과 수 명은 3년 이상 사용 할수 있다는 것을 실험에 통하여 확인 하였다. 4. 1차 개질 후 이온교환수지의 재생 주기(수명)은 1년 3개월 정도이고 2차 개질 후에 이온교환수지의 재생 주기는 1년 정도이다. 마지막으로 3차 개질 후에 이온교환수지의 재생주기는 6개월 정도였으며 이 결과 4차 개질을 하였을 때는 더 이상 이온교환수지가 재 기능을 할 수 없고 총 수명은 3년 정도이며 개질을 함으로써 원가 절감을 할 수 있 다는 결과를 도출했다.
As the environment changes, people around the world are making a lot of efforts to enjoy a comfortable and rich life without hard labor. In addition to industrial development, much higher precision and cleanliness are required in the fields of precision electronics, semiconductor, cosmet...
As the environment changes, people around the world are making a lot of efforts to enjoy a comfortable and rich life without hard labor. In addition to industrial development, much higher precision and cleanliness are required in the fields of precision electronics, semiconductor, cosmetics, medicine, pharmaceutical. As a result, people have made constant efforts to make water much cleaner. Ultra pure water is water that is required throughout the industry, not in any specific sector. In particular, ultra pure water used in semiconductors must be upgraded as the semiconductor production technology is maximized. Particularly, the process requires ultra pure water with heavy metal concentrations of at least 10 ppm, and it is necessary to produce limit ultra pure water with heavy metal concentrations of 10ppt or less in the future through further development. In addition, pharmaceutical companies use ultra pure water as a basic substance to analyze protein components and remove them to find cancer cell proliferation, which is difficult to identify with the naked eyes and find out of which the cancer cells are made. In particular, Korea is a country that recycles water as a country of water stress. In the past, water was used without permission, and the wastewater used went into the sea as it was, polluting the marine ecosystem and killing various kinds of fish. In addition, highly dependent on rivers, lakes, dams, etc., Korea spends a great deal of money to dispose of many harmful substances flowing into rivers by using them as water sources. The ultra pure water equipment uses various methods to produce treated water. River water, water, underground water, tap water, rain water, seawater and purified wastewater, which are primary water, are used and the treatment method varies depending on the type of water. Of above water, river water, underground water and rainwater are used as home drinking water or water using sand, gravel, activated carbon, water purification plant through the precipitation and pre-treatment processes, and various chemicals such as chlorine and hydrogen peroxide are used in this purification process. Pre-processed water is supplied to homes, food, pharmaceuticals and multi-facilities, and raw water is used for the pure water or ultra pure water equipment. After several steps of water treatment, wastewater is used as secondary water in ultra pure water using micro filter or distillation. Wastewater is used as industrial water through pre-treatment by adding caustic soda, limestone, hydrogen peroxide, etc., depending on the toxic substance contained. In seawater purification technology, there are no high-efficiency, low-power, and low-cost devices yet, but treated water is being made in various ways. Salt concentration, electrolysis and pyrolysis distillation methods are used for primary seawater, and the pure water manufacturing technology to apply reverse osmosis technology for separation has been used for 40 years. With the development of analytical methods and the diversity of ways of using treated water, the water treatment capacity is greatly improved. Based on this, the purpose of this study is to establish a separation method for each water grade and to establish the characteristics used for each function. As of 2017, the most widely used decomposition method is the primary process of ultra pure water system, which uses a micro filter and activated charcoal filter as a basis, absorbs ion exchange resin and uses Electrodeionization(EDI) System using electricity and Membrane Vessel using a reverse osmosis device and sets the size and shape differently depending on flow rate and processing capacity. This depends on used water as shown in Table 1. For example, the Cosmetic device is made of different materials according to the Cosmetic Good Manufacturing Practice (CGMP), the pure water of the pharmaceutical part is designed according to GMP (Good Manufacturing Practice) to configure the system, the equipment of semiconductor companies, semiconductor equipment cleaning companies, chemical companies, etc. should be designed without using STS (Stainless Steel) material as much as possible, and the ultra pure water equipment for analysis should have the highest level. In particular, it is necessary to change the material specifications for the equipment such as metal and nonmetal according to the use of treated water. As explained, equipment type changes according to the usage method, materials also change according to the purpose and equipment configuration changes according to regulations, so we are to explain and summarize it. Drinking water contains a variety of chemicals. Metal ions such as copper, iron, and calcium exist in the form of salts or oxides, and gases such as oxygen and carbon dioxide in the air are also dissolved. This is because the gases in the air are dissolved in water, and the various elements contained in the crust are naturally contained in water. Among them, heavy metals and organic matters are filtered during the purification process. In particular, the solid ingredients in drinking water should be invisible because drinking any water causes no health problems, but drinkers may have a rejection when they see it visually. The degree of turbidity of drinking water is determined by measuring the scattering of light generated from the solid components present in the water. The amount of solid component can be determined by lighting the water and measuring the amount of light scattered from water in the direction perpendicular (90°) to the lighting direction. If there is no solid component in the water that can scatter light, light scattering will not occur. If there is a solid component, however, the light scattered will also increase in proportion to its amount. Water is a substance that accounts for 70% of the human body weight. Although common, it is one of the most mysterious materials. A device that measures turbidity is called Nephelometer. In Korea, water with a turbidity of less than 0.5 NTU (Nephelometric Turbidity Unit) is to be supplied as tap water. Common ions in water are calcium and magnesium ions. When the concentration of calcium and magnesium ions dissolved in water exceeds 270 ppm (mg/L), it is called hard water, and water below 60 ppm is called soft water. The standard of drinking water is about 300 ppm or less. The water analysis table attached to a mineral water bottle on the market contains calcium and magnesium ions with a lower concentration than the standard of soft water. Water produced in limestone areas, such as in Europe, generally has a high ion concentration. The chemical components contained in water are also important, but what is more concerned is the presence of pathogens. Except for some highly toxic chemicals, drinking water contaminated with chemicals gives a warning signal to health after a long period of time. However, drinking water contaminated with germs, including bacteria, is an immediate threat and fatal in some cases. The types of water and the classification of treatment are various. In this study, we have studied a device that can dramatically take care of the treatment process according to use, and started the following study in order to focus on the easy and low-cost treatment of treated water through various methods. 1. In order to treat heavy metals and metal materials up to ppt unit, the precipitation method, microfilter reverse osmosis and electrodeposition alone, are not enough and can not save enormous expense. We studied the method of separating limestone and organic materials by electro-adsorption with electrolysis method through titanium alloy of the primary direct current low current and verified the seasonal effect. 2. General nickel gauss magnets have a limitation in adsorbing Fe and are made of nickel, creating a secondary pollution source. We changed it to rare earth gauss and studied a method of blocking metallic materials by using a polypropylene (PP) material with thin chemical resistance and verified this effect. 3. Using the method of 2, the research was carried out to study the configuration of cosmetics and pharmaceutical equipment and extend the period of use. 4. We have also studied a method of treating metal and non-metal materials that are lethal to semiconductors up to 10 ppt unit and proved its efficiency. Finally, we focused the research on securing the competitiveness due to the extension of important consumables. 5. We are to study the treatment order and the use of each equipment according to the ultra pure water equipment configuration and to prove the clarity in the treatment method.
As the environment changes, people around the world are making a lot of efforts to enjoy a comfortable and rich life without hard labor. In addition to industrial development, much higher precision and cleanliness are required in the fields of precision electronics, semiconductor, cosmetics, medicine, pharmaceutical. As a result, people have made constant efforts to make water much cleaner. Ultra pure water is water that is required throughout the industry, not in any specific sector. In particular, ultra pure water used in semiconductors must be upgraded as the semiconductor production technology is maximized. Particularly, the process requires ultra pure water with heavy metal concentrations of at least 10 ppm, and it is necessary to produce limit ultra pure water with heavy metal concentrations of 10ppt or less in the future through further development. In addition, pharmaceutical companies use ultra pure water as a basic substance to analyze protein components and remove them to find cancer cell proliferation, which is difficult to identify with the naked eyes and find out of which the cancer cells are made. In particular, Korea is a country that recycles water as a country of water stress. In the past, water was used without permission, and the wastewater used went into the sea as it was, polluting the marine ecosystem and killing various kinds of fish. In addition, highly dependent on rivers, lakes, dams, etc., Korea spends a great deal of money to dispose of many harmful substances flowing into rivers by using them as water sources. The ultra pure water equipment uses various methods to produce treated water. River water, water, underground water, tap water, rain water, seawater and purified wastewater, which are primary water, are used and the treatment method varies depending on the type of water. Of above water, river water, underground water and rainwater are used as home drinking water or water using sand, gravel, activated carbon, water purification plant through the precipitation and pre-treatment processes, and various chemicals such as chlorine and hydrogen peroxide are used in this purification process. Pre-processed water is supplied to homes, food, pharmaceuticals and multi-facilities, and raw water is used for the pure water or ultra pure water equipment. After several steps of water treatment, wastewater is used as secondary water in ultra pure water using micro filter or distillation. Wastewater is used as industrial water through pre-treatment by adding caustic soda, limestone, hydrogen peroxide, etc., depending on the toxic substance contained. In seawater purification technology, there are no high-efficiency, low-power, and low-cost devices yet, but treated water is being made in various ways. Salt concentration, electrolysis and pyrolysis distillation methods are used for primary seawater, and the pure water manufacturing technology to apply reverse osmosis technology for separation has been used for 40 years. With the development of analytical methods and the diversity of ways of using treated water, the water treatment capacity is greatly improved. Based on this, the purpose of this study is to establish a separation method for each water grade and to establish the characteristics used for each function. As of 2017, the most widely used decomposition method is the primary process of ultra pure water system, which uses a micro filter and activated charcoal filter as a basis, absorbs ion exchange resin and uses Electrodeionization(EDI) System using electricity and Membrane Vessel using a reverse osmosis device and sets the size and shape differently depending on flow rate and processing capacity. This depends on used water as shown in Table 1. For example, the Cosmetic device is made of different materials according to the Cosmetic Good Manufacturing Practice (CGMP), the pure water of the pharmaceutical part is designed according to GMP (Good Manufacturing Practice) to configure the system, the equipment of semiconductor companies, semiconductor equipment cleaning companies, chemical companies, etc. should be designed without using STS (Stainless Steel) material as much as possible, and the ultra pure water equipment for analysis should have the highest level. In particular, it is necessary to change the material specifications for the equipment such as metal and nonmetal according to the use of treated water. As explained, equipment type changes according to the usage method, materials also change according to the purpose and equipment configuration changes according to regulations, so we are to explain and summarize it. Drinking water contains a variety of chemicals. Metal ions such as copper, iron, and calcium exist in the form of salts or oxides, and gases such as oxygen and carbon dioxide in the air are also dissolved. This is because the gases in the air are dissolved in water, and the various elements contained in the crust are naturally contained in water. Among them, heavy metals and organic matters are filtered during the purification process. In particular, the solid ingredients in drinking water should be invisible because drinking any water causes no health problems, but drinkers may have a rejection when they see it visually. The degree of turbidity of drinking water is determined by measuring the scattering of light generated from the solid components present in the water. The amount of solid component can be determined by lighting the water and measuring the amount of light scattered from water in the direction perpendicular (90°) to the lighting direction. If there is no solid component in the water that can scatter light, light scattering will not occur. If there is a solid component, however, the light scattered will also increase in proportion to its amount. Water is a substance that accounts for 70% of the human body weight. Although common, it is one of the most mysterious materials. A device that measures turbidity is called Nephelometer. In Korea, water with a turbidity of less than 0.5 NTU (Nephelometric Turbidity Unit) is to be supplied as tap water. Common ions in water are calcium and magnesium ions. When the concentration of calcium and magnesium ions dissolved in water exceeds 270 ppm (mg/L), it is called hard water, and water below 60 ppm is called soft water. The standard of drinking water is about 300 ppm or less. The water analysis table attached to a mineral water bottle on the market contains calcium and magnesium ions with a lower concentration than the standard of soft water. Water produced in limestone areas, such as in Europe, generally has a high ion concentration. The chemical components contained in water are also important, but what is more concerned is the presence of pathogens. Except for some highly toxic chemicals, drinking water contaminated with chemicals gives a warning signal to health after a long period of time. However, drinking water contaminated with germs, including bacteria, is an immediate threat and fatal in some cases. The types of water and the classification of treatment are various. In this study, we have studied a device that can dramatically take care of the treatment process according to use, and started the following study in order to focus on the easy and low-cost treatment of treated water through various methods. 1. In order to treat heavy metals and metal materials up to ppt unit, the precipitation method, microfilter reverse osmosis and electrodeposition alone, are not enough and can not save enormous expense. We studied the method of separating limestone and organic materials by electro-adsorption with electrolysis method through titanium alloy of the primary direct current low current and verified the seasonal effect. 2. General nickel gauss magnets have a limitation in adsorbing Fe and are made of nickel, creating a secondary pollution source. We changed it to rare earth gauss and studied a method of blocking metallic materials by using a polypropylene (PP) material with thin chemical resistance and verified this effect. 3. Using the method of 2, the research was carried out to study the configuration of cosmetics and pharmaceutical equipment and extend the period of use. 4. We have also studied a method of treating metal and non-metal materials that are lethal to semiconductors up to 10 ppt unit and proved its efficiency. Finally, we focused the research on securing the competitiveness due to the extension of important consumables. 5. We are to study the treatment order and the use of each equipment according to the ultra pure water equipment configuration and to prove the clarity in the treatment method.
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