客户案例

河南硅烷研究中心超纯水解决方案

2018-11-14 11:08:27 河南膜芮


(一)、反渗透技术简介


  反渗透技术,是当今最先进和最节能有效的膜分离技术。其原理是在高于溶液渗透压的作用下,依据其他物质不能透过半透膜而将这些物质和水分离开来。由于反渗透膜的膜孔径非常小(仅为10A左右),因此能够有效地去除水中的溶解盐类、胶体、微生物、有机物等(去除率高达97%-98%)。反渗透是目前高纯水设备中应用最广泛的一种脱盐技术,它的分离对象是溶液中的离子范围和分子量几百的有机物。


我公司集多年工业水处理系统的工艺设计、设备制造、系统成套及膜应用技术的经验,选取合理的工艺设置和设计参数,确保设备长期稳定运行。


(二)、设备工艺说明


1、原水泵:主要功能:恒定系统供水压力,稳定供水量。


2、多介质过滤器:采用多次过滤层的过滤器,主要目的是去除原水中含有的泥沙、铁锈、胶体物质、悬浮物等颗粒在20um以上的物质。系统可以进行反冲洗、正冲洗等一系列操作。主要功能:保证设备的产水质量,延长设备的使用寿命。


3、活性炭过滤器:采用果壳活性炭,不但可以吸附电解质离子,还可以去除水中的色素、异味、大量生化有机物、降低水的余氯值及农药污染物和三卤化物。系统可以进行反冲洗、正冲洗等一系列操作。主要功能:保证设备的产水质量,延长设备的使用寿命。


4、自动加药装置:在很大的浓度范围内有效的控制无机物结垢,不与铁铝氧化物及硅化合物凝聚形成不溶物,可防止反渗透膜面结垢,能提高产水量和产水质量,降低运行费用。


5、保安过滤器:采用5um滤芯来截留预处理系统漏过的少量机械杂质。过滤器筒体采用SUS304材质,内装PPF滤芯。该滤芯是一种效率高、阻力小的深层过滤元件。适用于含悬浮杂质较低(浊度小于5度)的水进一步净化。主要功能:保证进入反渗透膜的水颗粒度小于5um。


6、高压泵:因为反渗透膜在工作过程中需要较高的压力,高压泵是反渗透系统的主要运作设备,为反渗透装置的运行提供动力来源。本系统采购杭州南方高压泵,材质为SUS304,具有外形美观、占地面积小、噪音小、免维护、经久耐用的特点。高压泵进出水口设置低压、高压保护开关,当进水压力值低于设定值(0.05Mpa)时,停止高压泵,防止高压泵抽空损坏;当进水压力高于设定值(1.5 Mpa)时,停止高于泵,保护高压泵、膜组件不受到损坏。


7、反渗透系统:通过泵加压,利用孔径为1/10000μm(相当于大肠杆菌大小的1/6000,病毒的1/300)的反渗透膜(RO膜),使较高浓度的水变为低浓度水,同时将工业污染物、重金属、细菌、病毒等大量混入水中的杂质全部隔离,从而达到纯化水规定的理化指标及卫生标准。由于RO反渗透技术生产的水纯净度是目前人类掌握的一切制水技术中最高的,洁净度几乎达到100%。设备的核心部位为反渗透膜,此次使用的膜具有产水量高,脱盐率的优点。


8、EDI技术介绍


8.1 EDI概述


连续电除盐(EDI,Electrodeionization或CDI,Continuous Electrode ionization)是国际上20世纪90年代开始逐渐发展起来的新型超纯水制备技术,它的发展是纯水生产技术史上的一次革命性的进步。EDI可以代替传统的离子交换(DI)技术,生产质量稳定的去离子水。与混合离子交换装置不同之处在于EDI系统不需要化学再生,也无须因为补充树脂或者化学再生而停机。因此, EDI可以实现连续产水,且产水水质稳定。同时,也最大限度地降低了设备投资和运行费用。


通常把EDI与反渗透及其他的净化装置结合在一起从水中去除离子。EDI膜堆中的离子交换树脂可以分为两部分,一部分称为工作树脂,另一部分称作抛光树脂,二者的界限称为工作前沿。工作树脂承担着除去大部分离子的任务,而抛光树脂则承担着去除像弱电解质等较难清除离子的任务。通过EDI系统制得的超纯水的电导率可高达15-18.2 MΩ·cm。EDI既可以连续运行也可以间歇操作。


8.2 EDI工作原理


离子交换膜和离子交换树脂的工作原理相近,可以选择性地透过离子,其中阴离子交换膜只允许透过阴离子,不允许透过阳离子;而阳离子交换膜只允许透过阳离子,不允许透过阴离子。EDI技术巧妙地将电渗析技术和离子交换技术相融合,通过阴、阳离子交换膜的选择性透过作用与离子交换树脂对离子的交换作用,在直流电场作用下,实现离子的定向迁移,从而完成水的深度除盐,同时水的电解离产生的氢离子和氢氧根离子对离子交换树脂进行再生。


EDI膜堆中,阳膜和阴膜交替排列在阴极和阳极之间,从左边起依次为浓水室和淡水室,浓水室和淡水室中都填充有混合离子交换树脂。在淡水室中,阴离子交换树脂中的氢氧根离子(OH-)同进水中的阴离子(例如Cl-)交换,同理阳离子交换树脂中的氢离子(H+)同进水中的阳离子(例如Na+)交换,被交换的离子在直流电场的作用下沿着树脂球的表面迁移,分别通过相应的离子交换膜后进入浓水室。在较高的电压梯度作用下,水被电解生成H+ 和OH-,这些H+ 和OH-对离子交换树脂进行连续再生。因此,EDI膜堆中离子交换树脂不需要化学(酸碱)再生。


   综上,EDI运行时主要发生以下三个过程:


(1)、离子交换树脂上的H+ 和OH-与水中的电解质离子进行的离子交换过程;


(2)、在外电场的作用下发生的电渗析过程(通过离子交换树脂和膜将离子输送到浓水室);


(3)、在外加直流电场的作用下所发生的离子交换树脂的水解作用对交换剂进行的电化再生过程


 EDI工作原理图


○-阴离子交换树脂;●-阳离子交换树脂;“-”-阴极,接电源负极;“+”-阳极,接电源正极。


8.3 EDI技术的特点


与传统离子交换法(DI)相比,EDI具有以下特点:


(1)可连续生产超纯水,产水水质稳定;


(2)不需酸、碱再生,节约酸、碱消耗以及相应的储运和再生设施;


(3)避免了危险化学品对操作人员的伤害;


(4)无再生污水产生,工艺过程洁净,不需污水处理设施;


(5)结构紧凑,占地面积小;


(6)运行操作简单,劳动强度低。


9、抛光树脂混床介绍


抛光混床:又称一次性混床一般情况用在工艺末端,用来更进一步提高产水水质。抛光混床的树脂是不能再生重复使用的。所谓抛光的意思就是树脂的表面处理情况。


抛光树脂:人们常说的抛光树脂一般用于超纯水处理系统末端,来保证系统出水水质能够维持用水标准。一般出水水质都能达到18兆欧以上,以及对TOC、SIO2都有一定的控制能力。抛光树脂出厂的离子型态都是H、OH型,装填后及可使用无需再生。一般用于半导体行业。