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超纯水制取技术发展介绍及分析

时间:2020-02-22 08:39:06 点击:254次

超纯水制取技术发展介绍及分析

  1、超纯水生产发展历程

  早期超纯水的需求主要来自发电、医药化工、造纸等行业,对水质的要求相对较低,其制备只要采用离子交换,该方法的主要缺点是化学药剂的再生,既麻烦又不经济。 此外,由于强制树脂对一般有机分子去除效果差,出水TOC含量高,随着半导体工业法的拐杖,对超纯水质量的要求提高,极大地推动了纯水技术的发展,到了上世纪末,膜技术得到了广泛的应用,微过滤、超滤、电渗析和反渗透技术先进膜技术制备纯水取代了传统的离子交换器系统,解决了TOC问题,满足了电子行业对纯水质量的要求

  2、超纯水生产工艺

  1 )传统超纯水生产工艺:

  原水-多介质过滤器-活性炭过滤器-一级脱盐-混床-超纯水

  2 )膜法超纯水生产工艺:

  原水-超滤-反渗透—EDI—超纯水

  膜法工艺实现超滤、微滤替代澄清、石英砂过滤器、活性炭过滤器、去除水中悬浮物胶体和有机物、降低浊度、SDI、COD等,实现反渗透装置污水回用安全、高效运行,反渗透代替离子交换器

  3、原水水质概论

  水中杂质按存在形态分为悬浮物、胶体、溶解性固体三种,其中固体成分以总固体量为指标,一定量水样在105-110烘箱中恒重干燥,得到重量及总固体成分。

  第一种悬浮物是指悬浮在水中的物质,颗粒直径在10-4mm以上,如泥沙、粘土、动植物残骸、微生物、有机物、藻类等

  二是胶体,以水中带电荷的胶体为例,颗粒直径为10-5mm,胶体颗粒是许多分子或离子的集合体,由于该微粒具有较大的比表面积,使他具有特殊的吸附能力,被吸附的物质多为水中的离子

  第三种是溶解物,只用水溶解,是分子和离子状态的溶质和气体,如氯化物、硫酸盐等。

  悬浮物和胶体是混浊天然水的主要原因。

  4、原水预处理

  由于反渗透膜材料与滤芯的关系,对进水水质有一定要求,预处理解决的问题是赌博比赛、结构、污染和波浪破坏,堵塞时水中的颗粒、悬浮物、胶体、铁氧化物沉淀等堵塞膜滤芯的通道,与水垢难溶性盐浓缩在浓水侧较厚污染是指油脂、有机物在膜表面的吸附、微生物的繁殖、胶体吸附等,采用杀菌、氧化破坏、絮凝过滤、活性炭吸附等方法解决,波浪破坏是指用自由杨、臭氧等氧化剂破坏膜材料,用活性炭吸附或加入还原剂1 )传统预处理方法

  利用多媒体过滤器除去有机物,主要通过絮凝作用捕获,仅对粒子状或胶体状的高分子物质有效,对溶解状态的天然有机物或许多工业用有机污染物无效

  活性炭吸附通过吸附作用可以部分去除小分子有机物,活性炭对COD的去除率为40-90%。 活性炭不用于阻止过滤。

  2 )膜法预处理

  预处理法为下游延时系统提供可靠的进水水质保证。

  过滤是以筛分为分离原理,在压力位推进的膜分离过程,过滤精度在0.005um-0.01um范围,可以有效去除水中的微粒、胶体、细菌及高分子有机物等,过滤过程中无相变,具有良好的耐温、耐酸碱和抗氧化性超滤采用不同截留分子量的膜材料和工艺设计,能适应各种水质条件和分离功能。

  5、反渗透

  反渗透简称RO,主要由高压泵和反渗透膜组成,高压时除水分子外,有水中其他物质、矿物质、街舞、微生物等,高压水射流冲击下渗透到另一侧的水被认为是安全卫生纯净的水。 利用反渗透的分离特性,可以有效去除水中的溶解盐、胶体、有机物、细菌等杂志。 反渗透具有能耗低、无污染、无工艺疏水阀、操作简单等优点,反渗透技术包括:过滤补给水软化除盐、海水、苦咸水淡化、饮用纯水制备、电子工业超纯水制备、虎穴、食品工业中分离、浓缩和回收以及其他工艺

  反渗透膜影响因素

  1 )回收率)过高的回收率会使膜污染或浓水中过多的溶解盐沉淀,导致膜结垢。

  2 )温度)影响渗透压和水通量,水通量与温度成正比,通常与温度变化的粘度成正比,一般水温上升1度,膜产水量增加3%。

  3 )压力)对给定的一组进水条件,增加压力使单位膜面积水流量上升,盐通量不受压力影响,但增加压力使水流量增大,稀释盐通过膜,导致渗透液盐浓度降低。

  6、EDI技术

  EDI的特点是电渗析技术与离子交换技术相融合,不需要酸碱连续生产高质量纯水,利用电而不是酸碱再生树脂。 简而言之,DEI是一种不消耗酸碱制备纯水的新工艺,俗称混床、填料床电渗析,DEI具有连续生产再生、生产质量稳定、运行成本低、操作管理方便、占地面积小等优点,同时也无废水七、结论

  利用超滤、反渗透、EDI等膜元件相结合一体化的膜法工艺,构建了无酸碱脱盐系统。 其中超滤系统作为预处理,实现反渗透系统高效安全运行,使用高脱盐率反渗透膜处理,世纪反渗透产水水质符合EDI进水标准。 EDI膜元件的模块化设计,方便了任意生产水规模的组合,彻底避免了酸碱,缩小了占地面积,应用了各种用途的脱盐系统,使水处理技术的发展上升到了新的水平。


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