工业超纯水系统工作原理以及工艺

2018-12-20 16:37:21 河南膜芮

应用范围概述


电解电容器生产铝箔及工作件的清洗电子管生产电子管阴极涂敷碳酸盐配液显像管和阴极射线管生产配料用纯水黑白显像管荧光屏生产玻壳清洗、沉淀、湿润、洗膜、管颈清洗用纯水液晶显示器的生产屏面需用纯水清洗和用纯水配液晶体管生产中主要用于清洗硅片,另有少量用于药液配制集成电路生产中高纯水清洗硅片等。


典型工艺流程


预处理系统-反渗透系统-中间水箱-粗混合床-精混合床-纯水箱-纯水泵-紫外线杀菌器-抛光混床-精密过滤器-用水对象(≥18MΩ。CM)(传统工艺)


预处理-反渗透-中间水箱-水泵-EDI装置-纯化水箱-纯水泵-紫外线杀菌器-抛光混床-0.2或0.5μm精密过滤器-用水对象(≥18MΩ。CM)(最新工艺)


预处理-一级反渗透-加药机(PH调节)-中间水箱-第二级反渗透(正电荷反渗膜)-纯水箱-纯水泵-EDI装置-紫外线杀菌器-0.2或0.5μm精密过滤器-用水对象(≥17MΩ。CM)(最新工艺)


预处理-反渗透-中间水箱-水泵-EDI装置-纯水箱-纯水泵-紫外线杀菌器-0.2或0.5μm精密过滤器-用水对象(≥15MΩ。CM)(最新工艺)


处理系统-反渗透系统-中间水箱-纯水泵-粗混合床-精混合床-紫外线杀菌器-精密过滤器-用水对象(≥15MΩ。CM)(传统工艺)


设备简介


电子工业超纯水设备通常由多介质过滤器,活性碳过滤器,钠离子软化器、精密过滤器等构成预处理系统、RO反渗透主机系统、离子交换混床(EDI电除盐系统)系统等构成主要设备系统。原水箱、中间水箱、RO纯水水箱、超纯水水箱均设有液位控制系统、高低压水泵均设有高低压压力保护装置、在线水质检测控制仪表、电气采用PLC可编程控制器,真正做到了无人值守,同时在工艺选材上采用推荐和客户要求相统一的方法,使该设备与其它同类产品相比较,具有更高的性价比和设备可靠性。


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电子工业制备超纯水的工艺大致分成以下3种:


1、采用离子交换树脂制备电子工业超纯水的传统水处理方式,其基本工艺流程为:原水→多介质过滤器→活性炭过滤器→精密过滤器→中间水箱→阳床→阴床→混床(复床)→超纯水箱→超纯水泵→后置保安过滤器→用水点。


2、采用反渗透水处理设备与离子交换设备进行组合制备电子工业超纯水的方式,其基本工艺流程为:原水→多介质过滤器→活性炭过滤器→精密过滤器→中间水箱→反渗透设备→混床(复床)→超纯水箱→超纯水泵→后置保安过滤器→用水点


3、采用反渗透设备与电去离子(EDI)设备进行搭配制备电子工业超纯水的的方式,这是一种制取超纯水的最新工艺,也是一种环保,经济,发展潜力巨大的超纯水制备工艺,其基本工艺流程为:原水→多介质过滤器→活性炭过滤器→精密过滤器→中间水箱→反渗透设备→电去离子(EDI)→超纯水箱→超纯水泵→后置保安过滤器→用水点


工作原理


电去离子(EDI)系统主要是在直流电场的作用下,通过隔板的水中电介质离子发生定向移动,利用交换膜对离子的选择透过作用来对水质进行提纯的一种科学的水处理技术。电渗析器的一对电极之间,通常由阴膜,阳膜和隔板(甲、乙)多组交替排列,构成浓室和淡室(即阳离子可透过阳膜,阴离子可透过阴膜)。


淡室水中阳离子向负极迁移透过阳膜,被浓室中的阴膜截留;水中阴离子向正极方向迁移阴膜,被浓室中的阳膜截留,这样通过淡室的水中离子数逐渐减少,成为淡水,而浓室的水中,由于浓室的阴阳离子不断涌进,电介质离子浓度不断升高,而成为浓水,从而达到淡化、提纯、浓缩或精制的目的。[1]


工艺流程


1.新工艺一


原水(设有压力保护)→增压泵(一用一备)→砂过滤器→炭过滤器→硬化器(根据地区不合选用)→紧密过滤器(或称保安过滤器)→两头水箱→RO前水泵→紧密过滤器(或称保安过滤器)→RO高压泵→RO反渗透零碎→RO水箱→RO水增压泵→混床→终端紧密过滤→设备用水(水质可以达到16MΩ.cm以上即0.06 μs/ ㎝以下,25 ℃)


2.新工艺二


原水(设有压力保护)→增压泵(一用一备)→砂过滤器→炭过滤器→硬化器(根据地区不合选用)→紧密过滤器(或称保安过滤器)→两头水箱→RO前水泵→紧密过滤器(或称保安过滤器)→RO高压泵→RO反渗透零碎→RO水箱→RO水增压泵→浅显混床→抛光混床→终端紧密过滤→设备用水


4.新工艺三


原水(设有压力保护)→增压泵(一用一备)→砂过滤器→炭过滤器→硬化器(根据地区不合选用)→紧密过滤器(或称保安过滤器)→两头水箱→RO前水泵→紧密过滤器(或称保安过滤器)→RO高压泵→RO反渗透零碎→RO水箱→RO水增压泵→EDI电去离子(又称填充床电渗析EDI/CDI)主机→终端紧密过滤→UV紫外线杀菌→设备用水


5.新工艺四


原水(设有压力保护)→增压泵(一用一备)→砂过滤器→炭过滤器→硬化器(根据地区不合选用)→紧密过滤器(或称保安过滤器)→两头水箱→RO前水泵→紧密过滤器(或称保安过滤器)→RO高压泵→RO反渗透零碎→RO水箱→RO水增压泵→EDI电去离子(又称填充床电渗析EDI/CDI)主机→去离子水(指除去了呈离子方式杂质后的纯水)箱→去离子水(指除去了呈离子方式杂质后的纯水)泵→抛光混床→终端紧密过滤→UV紫外线杀菌→设备用水


5.新工艺五


原水(设有压力保护)→增压泵(一用一备)→砂过滤器→炭过滤器→硬化器(根据地区不合选用)→紧密过滤器(或称保安过滤器)→两头水箱→一级RO高压泵→一级RO反渗透零碎→RO水箱→二级RO高压泵→二级RO水箱→增压泵→EDI(CEDI)电去离子水(指除去了呈离子方式杂质后的纯水)主机→去离子水(指除去了呈离子方式杂质后的纯水)箱→去离子水(指除去了呈离子方式杂质后的纯水)泵→抛光混床→终端紧密过滤→UV紫外线杀菌→设备用水


电子工业用超纯水EDI设备的应用领域


1、半导体材料、器件、印刷电路板和集成电路成品、半成品用超纯水;


2、超纯材料和超纯化学试剂勾兑用超纯水;


3、实验室和中试车间用超纯水;


4、汽车、家电表面抛光处理;


5、光电子产品;


6、其他高科技精微产品;


原理介绍


电子超纯水设备采用多介质过滤器、活性炭过滤器作及保安过滤器作为前级处理的设计,有效除去原水中的悬浮物、泥砂、微粒、有机硅胶体、有机物、异味、余氯等杂质,使经过离子交换处理后的水质符合工业生产要求。在经过后端进行精处理系统(混床系统),使其产水水质满足生产用水的要求.


混床原理


a、电解质离子(钙、镁、铁、钠等离子)穿过液膜进入电子超纯水设备内的树脂表面;


b、离子进入树脂内部;


c、离子交换;


d、H离子或OH根离子向树脂外部扩散;


e、H离子或OH根离子进入水中形成H2O。


双床又称复床,复床是用阳、阴两种不同的离子交换的交换器的串联方式,如强酸性阳离子交换树脂和强碱性阴离子交换树脂串联的方式。这种阳床和阴床串联组成的设备称为复床,水先经过阳床除去带正电的离子(如Ca2+、Mg2+、K+、Na+),并且置换出H+离子到水中;然后除去水中的阴性离子(如SO2-4、Cl-、HCO- 3),并且置换出OH-离子到水中。同时,H+离子和OH-离子结合形成水H2O,从而达到去离子的作用。