工業超純水制備全過程分析一、項目背景某電子廠配套純水制備工程。二、設計水量本系統要求產品水量為50m3/h，因此設計產水量確定為50m3/h。系統采用兩級反滲透裝置的系統回收率為75%，故系統的設計進水水量為66.7m3/h。三、設計進水水質本純水系統的進水為當地深井水，其水質經當地環保部門進行了全水質分析，主要檢測分析結果見水質報告。四、目標水質根據產品水的用途與要求，確定產品水的目標水質為：電阻率N10M。?cm五、處理工藝選擇電子用純水不同于一般的純水制備，它對水質具有更為嚴格的規定，屬于高純水范疇。一般來說，高純水制備主要包括預脫鹽與精處理脫鹽兩大部分，如何進行工藝的選擇和組合成為高純水制備的關鍵。典型工藝流程（水質符合美國ASTM標準，電子部超純水水質標準（18M。*cm，15M。*cm，2MQ*cm和0.5M。*cm四級）預處理-反滲透-水箱-陽床-陰床-混合床-純化水箱-純水泵-紫外線殺菌器-精制混床-精密過濾器-用水對象預處理-一級反滲透-加藥機（PH調節）-中間水箱-第二級反滲透（正電荷反滲膜）-純化水箱-純水泵-紫外線殺菌器-0.2或0.5Mm精密過濾器-用水對象預處理-反滲透-中間水箱-水泵-EDI裝置-純化水箱-純水泵-紫外線殺菌器-0.2或0.5Mm精密過濾器-用水對象預處理-反滲透-中間水箱-水泵-EDI裝置-純化水箱-純水泵-紫外線殺菌器-精制混床-0.2或0.5Mm精密過濾器-用水對象

j—LAVENDER—目前，預脫鹽處理常常采用的主要是離子交換工藝和反滲透工藝。離子交換已被廣泛使用許多年，我國八、九十年代初的純水制備工藝基本上都采用離子交換法，該工藝技術成熟，工藝可靠，而且可根據目標水質的要求進行多種離子交換方式的組合。隨著科技和自動化技術的發展，離子交換再生頻繁、操作復雜、維護麻煩、運行費用高等缺陷就越來越突出，九十年代逐漸被新的反滲透技術代替，特別是預脫鹽目前基本上都采用反滲透技術。和離子交換相比，反滲透具有運行穩定、占地少、操作維護簡單、可實現高度自控，處理水量越大，其優勢就越明顯。預脫鹽后續的精脫鹽處理工藝則根據目標水質的要求而有所不同，對超高純水（電阻率大于16M。?cm），目前一般采用更先進的EDI技術;對電阻率低于16M。?cm的純水，目前仍采用經濟可靠的混合床技術。因為對純水的精脫鹽，混床又顯示出其獨有的優勢：脫鹽穩定，效率高，再生周期長，操作維護少。鑒于以上的分析，結合項目的現實情況，在綜合技術因素、經濟因素的前提下，確定本純水工程采用以反滲透為主體工藝，混床作為精處理工藝。本系統原水采用深井水，水溫在15°C左右，對于反滲透系統不是最佳溫度。反滲透系統的最理想的溫度為20C左右，如果要保證20C的溫度，必須對原水采用加溫措施，加溫的方式可以選用電加熱或蒸汽換熱，對于小水量系統比較可行，但是對于較大水量系統，能耗偏高。其付出與升溫帶來的益處相比，反而不具有經濟性。溫度的升高雖然有利于提高反滲透系統的回收率，但是在本系統設計中對于反滲透系統的回收率具有一定的余度，因此無需加溫仍完全可以滿足系統要求。同時，升溫過程的控制和操作也比較復雜。因此，本系統不考慮采用原水升溫措施，只在反滲透系統中考慮水溫影響，進行修正。原水經泵提升依次經過組合過濾器、投加阻垢劑和保安過濾器等預處理工段，用以去除原中水的懸浮固體、膠體、有機物，并降低原水的濁度、色度等，保證RO進水SDI<3，以提供合格的反滲透進水。保安過濾器出水經高壓泵提升進入反滲透裝置，反滲透出水進入中間水箱，反滲透部分設有在線PH調節裝置。為保證反滲透裝置長期穩定運行，設置反滲透清洗裝置，視需要對反滲透膜進行清洗。中間水箱出水經純水泵提升至混床除鹽系統，利用離子交換原理進一步脫鹽，處理后產出的合格水流經微孔過濾器至純水箱處，再經供水泵提升，經過紫外線消毒裝置殺滅細菌后進入用水點。值得注意的是，本系統一次性按照產品水量為50m3/h進行設計，考慮到實際生產中可能會在初期生產的1-2年內不需要如此大的水量，需水量可能在60%左右，因此在系統配置中控制泵的選型匹配，在不同產水量的要求下，啟動不同臺數的水泵，達到系統對產水量的需求。六、主要工藝說明1、預處理

—LAVENDER—反滲透系統長期穩定運行的關鍵在于預處理，預處理的好壞不僅決定著反滲透裝置的清洗次數，而且決定著反滲透膜元件的使用壽命。—LAVENDER—預處理部分主要解決以下問題：防止膠體物質及懸浮物固體顆粒、泥沙等產生污堵；防止大分子有機物質、微生物產生污堵；防止反滲透膜元件表面結垢（包括因濃縮而出現鐵鋁化物等的結品）；保持反滲透系統長期穩定運行和裝置產水量穩定。本系統預處理部分主要包括：原水箱、提升泵、組合過濾器、保安過濾器、阻垢劑投加裝置、調pH裝置。1）原水箱及提升泵原水箱的作用是儲存一定量的原水，以提供穩定的供水。原水箱的有效容積V=30m3，尺寸：①3100X4200mm，材質：PE,箱內配置浮球閥1個，到達預定液位時自動停止進水。為盡量避免細菌污染，水箱采用封閉形式，并在通空氣處設有呼吸器，過濾凈化空氣。原水箱的出水經泵提升至后續處理單元一組合過濾器。設計提升泵3臺（2用1備），單臺能力為Q=40m3/h，H=24.5m，N=5.5kw。2）組合過濾器組合過濾作為預處理的第一步，主要用以去除膠體物質、懸浮物固體顆粒、泥沙、部分大分子有機物質及微生物。本系統組合過濾器采用石英砂與顆粒活性炭共同混合作為濾料，通過過濾截留與吸附作用不僅可以達到上述目的，對于鐵、錳等也具有較好的去除效果。活性炭的使用，可以有效預防地下水受到污染后水質變化的影響，同時可以改善處理水的水質條件，對反滲透和離子交換系統的穩定運行非常有利。其主要特點有:過濾精度高：水中懸浮物的去除率接近100%;截污容量大：一般為5-10kg/m3，是傳統過濾器的3-5倍；可調性強：過濾阻力、截污容量等參數可根據需要隨意自由調節；可以去除部分硅膠和鐵膠體，抑制硅、鐵等的結垢；操作管理簡單方便。操作管理簡單方便。設計選用組合過濾器2臺，規格為①2400X3000,互為備用，罐體采用碳鋼材質，內襯膠，濾料為精選石英砂與顆粒活性炭。反沖洗利用原水直接進行，采用水反沖洗，配備水泵1臺，單臺能力為Q=139m3/h，H=24m，N=15kw。阻垢劑投加裝置為防止RO膜元件在選擇透過淡化水的同時，其濃水側溶解固形物濃縮出現因濃度極大與溶解度平衡常數而結晶析出，在RO膜表面結垢，影響RO膜的脫鹽率、水通量、運行壓力等性能參數。如果出現細小品粒而不能及時處理的話，溶解固形物會以其為結品核心，使結品粒增大，從而其結品棱角會刺破膜表面，損壞反滲透裝置，因而在反滲透裝置前設置PTP-2000阻垢劑加藥裝置。PTP-2000阻垢劑，能夠有效地控制無機鹽類結垢并特別針對硅酸鹽的結構，完全將硅的溶解度降在安全線以下(64%)，可以有效控制LSI指數控制在2.5以內，使膜的壽命延長而降低成本。從量的角度來看，可以控制240ppm的濃水硅含量，從功能上看，具有以下幾個功能：有效控制無機鹽類結垢并特別針對硅酸鹽在濃縮液中高大240ppm還不致結垢；碳酸鈣、硫酸鈣、硫酸鋇、硫酸、鍶等可高達+2.5LSI還不會結垢；所有主要反滲透膜元件都能使用；籍由分散阻塞微利來維持更干凈的膜表面；液態產品，可稀釋或直接使用；適用于硅含量高以及具有鐵和鋁的水型。通過阻垢劑投加計算，阻垢劑的投加量為2.9ppm，考慮到設計的安全余量，設計投加量確定為3.5ppm，具體投加量由現場調試決定。為了增加加藥的混合效果，在加藥點設置靜態混合器一臺，以使阻垢劑和原水充分混合，滿足阻垢機阻垢機理以及充分發揮所加藥劑的性能。設計采用阻垢劑投加裝置一套，藥箱的容積為0.15m3，計量泵采用進口計量泵，最大加藥量為0.9L/h。調pH裝置投加鹽酸調整pH值在6.8左右，有利于膜的使用，防止結垢。根據計算，36%鹽酸最大投加量為25ppm，配套在線pH計，控制pH的調節。

—LAVENDER—設計采用調pH裝置一套，藥箱的容積為血15m3，計量泵采用進口計量泵，最大加藥量為—LAVENDER—5）保安過濾器為進一步改善反滲透進水的物化指標，確保反滲透工藝穩定運行，在組合過濾器之后，設計采用保安過濾作為最終的預處理手段，使RO進入濁度低于1的水平，SDI<3。本工程設計采用保安過濾器1臺，處理能力Q=60-80m3/h，規格為0600X2111mm，濾芯材質：聚丙烯，過濾精度：5pm，濾芯數量：51根。在正常工作情況下，濾芯可以維持7-8個月以上，當進出口壓力差達到1kg/cm2時進行更換，以便能在清洗濾芯時達到滿意的恢復效果，減低運行成本，濾器的結構滿足快速更換濾芯的要求。2、反滲透系統反滲透是系統預脫鹽的核心部分，設計的成熟、合理與否不僅直接決定系統能否達到設計要求，而且關系到反滲透裝置的使用壽命。本系統設計反滲透產水量為50m3/h。3、高壓泵反滲透膜元件對水中的離子具有選擇透過性，因而在反滲透濃水側和產水側存在著滲透壓差，這樣就必須要有外界的壓力來克服滲透壓差才能夠使反滲透裝置正常工作并達到設計要求，外界的壓力通過高壓泵來提供。根據設計計算，采用立式多級離心高壓泵2臺（2用0備），具有運行壓力穩定，噪音小，使用壽命長等特點。高壓泵單臺能力Q=40m3/h，H=15bar，N=30kw。4、化學清洗裝置反滲透裝置的預處理設計越趨于完善，膜元件清洗的次數就可以減少，但是完全保證膜元件不被污染是不可能的，當系統出現壓力升高，產水量降低，脫鹽率下降等特征時，就必須考慮對反滲透膜的化學清洗，首先應判斷發生污染的性質和位置，然后采用相應配套的化學藥劑溶液通過每段反滲透組件留有的清洗接口進行清洗。清洗裝置由清洗泵、清洗箱以及相關的流量計、壓力表、閥門、管路系統等。一般當系統壓力上升15%以上時，需要進行化學清洗，一般4-6個月清洗一次。化學清洗裝置溶藥箱容積為2m3,清洗泵1臺，能力為40m3/h，H=34m，N=5.5kw，配套精密過濾器1臺，處理能力Q=40m3/h，規格為0500X1757mm，濾芯材質：聚丙烯，過濾精度：5pm，濾芯數量：36根。七、純凈水技術探討。飲用水更是與我們每個人的日常生活息息相關。由于近幾十年工業化的迅速發展，城市化規模的不斷擴大，人們在生活和生產過程中排放出來的污染物對源水水質的污染已經愈演愈劇，源水受污染的程度越