超纯水制备技术分析

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1、超纯水制备的发展进程
　　早期超纯水的需求主要是来自发电、医药化工、造纸等行业，水质要求相对较低，其制备只要采用离子交换，该方法的主要缺点是化学药剂再生，既麻烦又不经济，而且由于强行树脂对一般有机分子除去效果差，出水中TOC含量高，随着半导体工业法杖，对超纯水质量要求提高，从而大大的推动了纯水技术的发展，到了上个世纪末，膜技术得到了广泛的应用，微滤，超滤，电渗析和反渗透等先进的水处理技术得到了飞速的发展，膜法制备纯水取代了传统的离子交换器系统，解决了TOC问题，霍尼韦尔纯水机满足了电子行业对纯水质量的要求。   
2、超纯水制备工艺
　　1、传统超纯水制备工艺流程：
) g: Y" g) V" x1 q' ]　　原水—多介质过滤器—活性炭过滤器—一级除盐—混床—超纯水
　　2、膜法超纯水制备工艺流程：
　　原水—超滤—反渗透—EDI—超纯水
  e1 Y" z% w* x  z( r, Y' T　　在膜法工艺中，超滤，微滤替代澄清，石英砂过滤器，活性炭过滤器，除去水中的悬浮物胶体和有机物，降低浊度，SDI，COD等，可以实现反渗透装置对污水回用的安全，高效运行，以反渗透替代离子交换器脱盐，进一步除去有机物，胶体，细菌等杂志，可以保证反渗透出水满足EDI进水的要求，以EDI代替混床深度脱盐，利用电而不是酸碱对树脂再生，避免了二次污染。
2 j( E2 n" t* N( ~1 o# ^5 n; O3、原水水质概论
　　水中的杂质按存在的形态的不同可以分为悬浮物，胶体和溶解性固体三种，其中固体含量用总固体量作为指标，把一定量水样在105-110°烘箱中烘干到恒重，所得的重量及为总固含量。
% e3 a- m% v; l5 \. V$ \, i　　第一类是悬浮物物指悬浮于水中的物质，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。
* u" {7 ?! H8 X7 R. G  b& V! @5 I" [" f　　第二类是胶体，指水中带电荷的胶体为例，颗粒直径在10-5mm之间，胶体颗粒是许多分子或离子集合体，这种细小颗粒具有较大的比表面积，从而使他具有特殊的吸附能力，而被吸附的物质往往是水中的离子，因此胶体颗粒带有一定的电荷，如硅铁铝化合物及一些高分子有机物如腐殖质等，也有一些在此粒径范围的细菌，病毒等。
3 E6 Q1 H" \$ F; [8 W' c# l1 h　　第三类是溶解物，只被水所溶解的，分子或离子状态的溶质或气体如氯化物，硫酸盐等。
　　悬浮物和胶体是使天然水产生浑浊的主要原因。
/ b1 k; s+ f' }( x  e4、原水的预处理
* C/ \* V8 J0 y# v9 Q　　反渗透因为膜材料及元件的关系，对进水水质有一定的要求，预处理解决的问题是堵塞，结垢，污染和破坏，堵塞是指水中的颗粒，悬浮物，胶体，铁氧化物沉淀等堵塞膜元件的流道，结垢是指难溶盐在浓水侧浓缩厚结晶析出，可预先除去或加阻垢剂。污染是指油脂，有机物吸附在膜的表面，微生物繁殖，胶体吸附等，采用杀菌，氧化破坏，絮凝过滤，活性炭吸附等办法解决，破坏是指自由氧，臭氧等氧化剂破坏膜材料，采用活性炭吸附或者加还原剂。
/ y' V' P/ y; Q4 ^5 S　　1）、传统预处理方法
+ z# `8 \. g% R. j7 N, s　　多介质过滤器对有机物除去主要是依靠絮凝作用加以捕获，只对颗粒状或胶体状的大分子物质有效，对溶解状态的天然有机物和许多工业有机污染物无效。
　　活性炭吸附可以通过吸附作用，部分除去小分子的有机物，活性炭对于COD的除去率在40-90%。活性炭不作为过滤截留用。
0 D2 d% ?/ x, h5 q; I　　2）、膜法预处理
　　膜法预处理为下游的拖延系统提供可靠的进水水质保证。
　　过滤是一种以筛分为分离原理，以压力位推动力的膜分离过程，过滤精度在0.005um-0.01um范围，可以有效除去水中的微粒，胶体，细菌以及高分子有机物等，超滤过程无相转化，具有良好的耐温，难酸碱和耐氧化性能。超滤采用不同的截留分子量的膜材料及工艺设计，可以适应各种不同水质条件及分离功能。
" [% e3 c2 F" |2 j) O4 ]5、反渗透
. @3 ~" _; e) e# L9 r7 q8 I　　反渗透简称RO，主要是高压泵与反渗透膜组成，在高压的情况下，除去水分子以为，水中的其他物质，矿物质，有街舞，微生物等，并被高压水流冲击渗透到另一面的水即使安全，卫生，纯净的水。利用反渗透的分离特征可以有效除去水中的溶解盐，胶体，有机物，细菌等杂志，反渗透具有能耗低，无污染，工艺陷阱，操作简单等优点，反渗透技术可惯犯应用于过滤补给水的软化除盐，海水，苦咸水的淡化，饮用纯净水的制备，电子工业超纯水的制备，虎穴，食品工业中的分离，浓缩及回收，以及其他工艺用水等。
　　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量的溶解盐沉淀，导致膜的结垢。
6 A( T3 W0 v: B, P$ D$ Q　　2）、温度：温度对渗透压与水通量均有影响，水通量与温度成正比，通常与温度变化的粘度成正比，一般水温升高一度，膜产水量增加3%。
6 }1 v# s9 O& i5 A& z5 H　　3）、压力：对给定的一组进水条件，增大压力会使单位膜面积的水流量提高，虽然盐通量不受压力影响，但是增加压力引起水流量的增大却稀释了盐对膜的通过，其结果使透过液的盐浓度减低。
0 ^4 ^8 U- k% R" O+ v7 p, h1 q6、EDI技术
　　EDI特征是：将电渗析技术和离子交换技术相融合，无需酸碱而连续制取高品质的纯水，利用电而不是酸碱对树脂进行再生，简单的说，DEI是一种不消耗酸碱而制取纯水的新技术，俗称电混床，填充床电渗析，DEI具有可连续生产连续再生，产水品质稳定，运行费用低，操作管理方便，占地面积小等优点，同时无废水，化学污染排放，有利于节水和环保，也节省了污水处理投资和水处理费用。
7、结论   
1 D: U; g# Y0 c　　利用超滤，反渗透，EDI等膜元件组合集成的膜法工艺，构成了没有酸碱的脱盐系统，其中超滤系统作为预处理，实现了反渗透系统的高效，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满足EDI的进水标准。EDI膜元件的模块化设计，可方便使组合任意产水规模，彻底避免酸碱，缩小占地空间，适用各种用途的脱盐系统，使水处理技术的发展上升到了新的高度。

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