泉瑞经过多年的实际的制造运营经验,就目前而言较为成熟的超纯水设备工艺:预处理+二级RO+EDI+MB 本工艺科学合理,各处理单元性能稳定,运行成本低。本工艺主要由以下部分组成:预处理、双级反渗透(DRO)、连续电除盐装置(EDI)、抛光混床(MB)、**/除TOC等。 超纯水设备工艺的具体处理单元介绍如下:
1、预处理
预处理部分由原水水箱、原水泵、多介质过滤器、活性炭过滤器、药剂投加和保安过滤器等部分组成。
a)、原水水箱
用于原水进水缓冲,调节进水压力和流量,为后续预处理设备提供稳定的流量和运行压力。原水箱装配进水电磁阀及液位控制器,通过液位控制进水电磁阀及原水泵的起停。
b)、原水泵
用于提升原水进水压力和流量,为预处理提供满足运行要求的压力和流量。原水泵受原水箱液位连锁控制,当原水箱处于低液位时,原水泵停止运行,避免在无水状态下运行而发生损坏。
c)、多介质过滤器
多介质过滤器内部填装级配天然石英砂和锰砂,可去除水中的颗粒杂质、悬浮物、胶体絮凝、有机颗粒团以及重金属离子等杂质,降低浊度,减轻后续处理的负担,净化水质。多介质过滤器运行一段时间后,由于拦截的杂质增多,为不影响产水量及处理效果,需要定期进行反冲洗和正洗,维持处理能力。多介质过滤器采用就地手动方式进行反冲洗、正洗、运行工位的切换。
d)、活性碳过滤器
活性碳过滤器内部填装果壳型活性炭,能吸附分解水中溶解性杂质,有效去除水中的有机物、氯及异味物质,可有效保护后置反渗透膜避免受到污染。活性碳过滤器运行一段时间后,由于拦截、吸附的杂质增多,为不影响产水量及处理效果,需要定期进行反冲洗和正洗,维持处理能力。活性碳过滤器采用就地手动方式进行反冲洗、正洗、运行工位的切换。
e)、药剂投加
药剂投加是指阻垢剂投加,该药剂是一种分散型隐蔽药剂,它有如下作用:
☆ 无毒、无异物脱落,化学性能稳定,可以进行化学清洗。
☆ 使原水朗格利尔LSI指数由0提高到2.6,在此范围内的钙、镁硬度不会再膜内造成结垢。
☆ 能阻止硫酸盐的结垢,即相对增加水中结垢物质的溶解性,以防止硫酸钙等物质对膜的危害,特别是BaSO4和SrSO4结晶晶体对膜的危害。
☆它也可以对堵塞膜微孔的铁胶体以及细小的颗粒起到分散作用。
f)、保安过滤器
保安过滤器也叫精密过滤器,一般设置在反渗透装置进水前,过滤精度一般为5微米,保安过滤器由过滤器壳体及PP滤芯组成,配备压力表显示运行压力状态。保安过滤器的主要目的是滤除上游处理工序有可能带来的或**下来的大于5微米的颗粒杂质,因为这些颗粒会在反渗透高压泵作用下击穿反渗透膜元件,所以必须滤除,保护反渗透膜元件受到损伤及产生污堵。保安过滤器内的滤芯一般3~5个月检查一次,若出现污堵需要及时进行更换。
2、双级反渗透(DRO)装置(超纯水设备工艺主要去离子单元)
RO(Reverse Osmosis)反渗透技术是利用压力差为动力的膜分离过滤技术,其孔径小至纳米级(1纳米=10-9米),在一定的压力下,H2O分子可以通过RO膜,而源水中的无机盐、重金属离子、有机物、胶体、**、病毒等杂质无法透过RO膜,从而使可以透过的纯水和无法透过的浓缩水严格区分开来。
反渗透装置主要由高压泵、反渗透膜和控制部分组成。高压泵对源水加压,除水分子可以透过RO膜外,水中的其它物质(矿物质、有机物、微生物等)几乎都被拒于膜外,无法透过RO膜而被高压浓水冲走。
反渗透技术的特点:
☆、反渗透的脱盐率高,单只膜的脱盐率可达99%,单级反渗透系统脱盐率一般可稳定在95%以上。
☆、由于反渗透能有效去除**等微生物、有机物,以及铁、锰、硅等无机物,出水水质极大地优于其它方法。
☆、反渗透制纯水运行成本及人工成本低廉,减少环境污染。
☆、反渗透装置占地面积小、集成化程度高,自动运行,操作简便、出水水质稳定。
设置反渗透后,可大大减少后续处理设备的负担,从而延长后续处理设备的使用寿命。
3、pH调节
由于用户需求的终端高纯水电阻率较高,为避免水中的CO2气体对纯水水质带来的影响【实验证明:反渗透膜元件不能对CO2的进行有效脱除】,在**级反渗透产水进入**级反渗透之间增设一pH调节装置,通过添加NaOH的方式对原水中存在的CO2气体进行去除。
4、EDI进水前端的处理
为保护EDI膜堆,确保EDI膜堆不受到**、微生物及颗粒的污染和损伤,在EDI装置进水前端需要进行必要的防护处理,包括精密过滤器及UV**装置等。主要目的是拦截上游处理工序中可能带来的微小颗粒及**,保证EDI膜堆的通水量及产水水质。
5、EDI连续电除盐装置
EDI模块(膜堆)是EDI工作的核心。一个简单的EDI膜堆主要由两个电性相反的电极和多个模块单元对组成,一个膜单元对由一个填满阳离子和阴离子交换树脂的淡水室(D-室)、一个阳膜、一个阴膜、一个浓水室(C-室)组成。EDI膜堆包含多个膜单元对。在每个膜堆的内部有两个带有600V电压的电极,这是通过每个膜堆必需的电压。正极带正电压,负极带负电压,电流在正极和负极之间通过30个膜单元。任一个淡水室都包含着阳树脂和阴树脂,它相当于一个8千米厚的混床。一个阳膜朝着阴极的方向把淡水室和浓水室分开,在另外一边,阴膜也把淡水市和浓水室分开。EDI用的膜和RO用的膜很不相同,RO用的膜允许小颗粒的分子污染物和离子以及水通过,而EDI膜象离子交换树脂一样是用聚苯乙烯材料制作的,只允许带适当电荷的离子通过,水基本上不能通过。树脂通过水的分离持续的再生。在电场中,给水中的水分子被分离成H+和OH- ,被异性电荷相吸,H+通过阳阳树脂移向阴极的方向,OH-通过阴树脂移向阳极的方向。这种H+和OH-的迁移再生了树脂,阳膜允许H+通过进入浓水室,阴膜允许 OH-通过也进入浓水室,H+和OH-结合生成生产的水。浓水室中自己水的流动将带走水中的阴阳离子。膜阻止带相反电荷的离子的进入淡水室在水流通过淡水室的过程中,离子被树脂去处,所以膜的有效侧(淡水室)就会产生纯水。