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超纯水设备

简介

最初是美国科技界为了研制超纯材料(半导体原件材料、纳米精细陶瓷材料等)应用蒸馏、去离子化、反渗透技术或其它适当的超临界精细技术生产出来的水,如今超纯水已在生物、医药、汽车等领域广泛应用。这种水中除了水分子(H20)外,几乎没有什么杂质,更没有细菌、病毒、含氯二恶英等有机物,当然也没有人体所需的矿物质微量元素,超纯水无硬度,口感较甜,又常称为软水,可直接饮用,也可煮沸饮用。超纯水,是一般工艺很难达到的程度,如水的大于18MΩ*cm,接近于18.3MΩ*cm则称为超纯水。
采用预处理、反渗透技术、超纯化处理以及后级处理等方法,将水中的导电介质几乎完全去除,又将水中不离解的胶体物质、气体及有机物均去除至很低程度的水处理设备。
超纯水系统设备的脱盐核心部件为进口反渗透膜组件,超纯水系统设备通常由预处理部分,反渗透主机部分,后处理部分共同组成。
1、预处理由石英砂过滤器、活性碳过滤器、全自动软水器、精密过滤器组成(我司采用全自动控制阀头),也可选用超滤系统作为预处理,但通常工程造价要高。预处理主要目的是去除原水中含有的泥沙,铁锈、胶体物质、悬浮物、色度、异味、生化有机物。当原水中硬度较高时,可选择全自动软水器,这样有效的保护了反渗透膜,从而延长了反渗透膜的使用寿命。
2、反渗透主机主要由高压泵、膜壳、进口反渗透膜组件,在线仪表、控制电气等组成。只要膜的数量及泵的型号选型得当,反渗透主机脱盐率及产水量都能达到额定指标,出水电导率可保证在≤10us. CM以下,(原水电导率小于500us/cm,工作温度:1~40℃)
3、后处理部分是对反渗透制取的纯水作进一步的深化处理以制取超纯水,通常是离子交换混床设备或EDI设备,根据客户要求,出水阻率可达到18.2MΩ.CM,如果是应用在直饮水工艺上,则加上杀菌装置即可,通常为紫外线杀菌器或者臭氧发生器,从而使生产出来的水达到直饮标准。
交换反应在模组的纯化学室进行,在那里阴离子交换树脂用它们的氢氧根据离子(OH)来交换溶解盐中的阴离了(如氯离子C1)。相应地,阳离子交换树脂用它们的氢离子(H)来交换溶解盐中的阳离子(如Na)。
在位于模组两端的阳极(+)和阴极(-)之间加一直流电场。电势就使交换到树脂上的离子沿着树脂粒的表面迁移并通过膜进入浓水室。阳极吸引负电离子(如OH,CI)这些离子通过阴离子膜进入相临的浓水流却被阳离子选择膜阻隔,从而留在浓水流中。阴极吸引纯水流中的阳离子(如H,Na)。这些离子穿过阳离子选择膜,进入相临的浓水流却被阴离子膜阴隔,从而留在浓水流中。当水流过这两种平行的室时,离子在纯水室被除去并在相临的浓水流中聚积,然后由浓水流将其从模组中带走。在纯水及浓水中离子交换树脂的使用是ElectropupreEDI技术和专利的关键。一个重要的现象在纯水室的离子交换树脂中发生。在电势差高的局部区域,电化学反应分解的水产生大量的H和OH。在混床离子交换树脂中局部H和OH的产生使树脂和膜不需要添加化学药品就可以持续再生。
EDI 膜堆是由夹在两个电极之间一定对数的单元组成。在每个单元内有两类不同的室:待除盐的淡水室和收集所除去杂质离子的浓水室。淡水室中用混匀的阳、阴离子交换树脂填满,这些树脂位于两个膜之间:只允许阳离子透过的阳离子交换膜及只允许阴离子透过的阴离子交换膜。 树脂床利用加在室两端的直流电进行连续地再生,电压使进水中的水分子分解成 H+及 OH-,水中的这些离子受相应电极的吸引,穿过阳、阴离子交换树脂向所对应膜的方向迁移,当这些离子透过交换膜进入浓室后, H +和 OH-结合成水。这种 H+和 OH-的产生及迁移正是树脂得以实现连续再生的机理。
当进水中的 Na+及 CI-等杂质离子吸咐到相应的离子交换树脂上时,这些杂质离子就会发生象普通混床内一样的离子交换反应,并相应地置换出 H+及 OH-。一旦在离子交换树脂内的杂质离子也加入到 H+及 OH-向交换膜方向的迁移,这些离子将连续地穿过树脂直至透过交换膜而进入浓水室。这些杂质离子由于相邻隔室交换膜的阻挡作用而不能向对应电极的方向进一步地迁移,因此杂质离子得以集中到浓水室中,然后可将这种含有杂质离子的浓水排出膜堆。
工作原理
1. 水进入 EDI 系统,主要部分流入树脂 / 膜内部,而另一部分沿模板外侧流动,以洗去透出膜外的离子。
2. 树脂截留水中的溶存离子。
3. 被截留的离子在电极作用下,阴离子向正极方向运动,阳离子向负极方向运动。
4. 阳离子透过阳离子膜,排出树脂 / 膜之外。
5. 阴离子透过阴离子膜,排出树脂 / 膜之外。
6. 浓缩了的离子从废水流路中排出。
7. 无离子水从树脂 / 膜内流出。
特点
1: 零部件均采用进口产品 , 技术先进
2: 质量可靠 , 整体化程度高 , 易于扩展 , 增加膜数量即可增加处理量
3: 自动化程度高 , 遇故障立即自停 , 具有自动保护功能
4: 膜组件为复合膜卷制而成 , 表现出更高的溶质分离率和透过速率
5: 能耗低 , 水利用率高 , 运行成本低
6: 结构合理 , 占地面积少
7: 先进的膜保护系统 , 在设备关机 , 淡化水可自动将膜面污染物冲洗干净 , 延长膜寿命
8 系统无易损部件 , 无须大量维修 , 运行长期有效
9: 设备设计有膜清洗系统用阻垢系统

主要用途

1、超纯材料和超纯试剂的生产和清洗
2、电子产品的生产和清洗
3、电池产品的生产[1]
4、半导体产品的生产和清洗[2]
5、电路板的生产和清洗[3]
6、其他高科技精细产品的生产

水质标准

出水水质

电阻率>15MΩ.cm

行业标准

超纯水水质分为五个行业标准,分别为18MΩ.cm、15MΩ.cm、10MΩ.cm、2MΩ.cm、0.5MΩ.cm,以区分不同水质。

制取要求

新兴的光电材料生产、加工、清洗;LCD液晶显示屏、PDP等离子显示屏、高品质灯管显像管、微电子工业、FPC/PCB线路板、电路板、大规模、超大规模集成电路需用大量的高纯水、超纯水清洗半成品、成品。集成电路的集成度越高,对水质的要求也越高,这也对超纯水处理工艺及产品的简易性、自动化程度、生产的连续性、可持续性等提出了更加严格的要求。

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