Das kontinuierliche Wachstum der Halbleiterindustrie führt zu einem erhöhten Wasserbedarf für die Herstellung von Reinstwasser, das aufgrund der zunehmenden Komplexität der Chips immer strengeren Qualitätsanforderungen unterliegt. Traditionelle Verfahren zur Reinstwasserproduktion erweisen sich jedoch als ineffizient bei der Entfernung niedermolekularer organischer Verunreinigungen wie Harnstoff, wodurch die Modifikation bestehender Verfahren oder die Entwicklung neuer Ansätze erforderlich wird. Das Ziel dieser Arbeit ist es, anhand einer systematischen Literaturrecherche die traditionelle Reinstwasserproduktion in Hinblick auf Wirksamkeit, Energieaufwand und entstehende Nebenprodukte mit möglichen Verfahren zur Entfernung von Harnstoff zu vergleichen und neue Strategien zur Harnstoffentfernung in der Halbleiterindustrie zusammenzustellen.
Es existiert eine Vielzahl von effektiven Verfahren zur Reduktion von Harnstoff, darunter Advanced Oxidation Processes, thermische und enzymatische Hydrolyse sowie adsorptive Methoden. Derzeit werden jedoch lediglich UV-basierte und Sulfat-Radikal-basierte Advanced Oxidation Processes sowie die enzymatische Hydrolyse für die Reinstwasserherstellung untersucht. Diese Verfahren zeigen im Gegensatz zu den traditionellen Prozessen der Reinstwasserproduktion vielversprechende Ergebnisse hinsichtlich der Harnstoffreduktion, weisen jedoch einen höheren Energieaufwand auf und erzeugen Nebenprodukte, die durch zusätzliche Nachbehandlungsschritte entfernt werden müssen.
UV-basierte und Sulfat-Radikal-basierte Advanced Oxidation Processes weisen unter anderem aufgrund ihrer Wirksamkeit hinsichtlich der Harnstoffentfernung ein hohes Potenzial für die Implementierung in die Reinstwasserproduktion auf. Diese Prozesse erfordern jedoch Pilotversuche, um ihre Eignung für die großtechnische Anwendung zu validieren.
Zukünftige Forschung sollte sich zudem auf die Untersuchung weiterer Verfahren zur Harnstoffentfernung konzentrieren, um die optimale Technologie für den industriellen Einsatz in der Halbleiterbranche zu identifizieren.