超纯水是一般工艺中很难达到的水平。如果水的电阻率大于18MΩ*cm,并接近13MΩ*cm,则称为超纯水。超纯水系统是指生产从原水到超纯水的完整系统的生产系统。
一般超纯水系统是经过多次过滤、离子交换、脱气、反渗透、紫外线、超滤、纳米率、离子吸附过滤产生的超纯水。电阻率:电阻率是指边长为1cm的立方体在一定温度下相对两侧之间的电阻,单位为Omeg.cm或MOmeg.cm。
理论上纯净水的电阻可达125 MΩ. cm(25℃时),随温度升高电阻下降。通常用在线电阻率仪测量。
电导率:与电阻率为倒数,即10MΩ. cm=0.1μs/cm,纯水制备工艺一般过程中常用的技术分类是根据不同水源进行分类的。原水为地下水:砂过滤器+精密过滤器+反渗透+混合床或EDI;原水为自来水:砂过滤器+活性炭过滤器+精密过滤器+RO+混合床或EDI;原水为地表水: a)多介质过滤器+活性炭过滤器+精密过滤器+RO+混合床或EDIb)多介质过滤器(或其他形式的过滤器)+超滤+精密过滤器+RO+混合床或EDI;c)圆盘过滤器+超滤+精密过滤器+RO+混合床或EDI根据不同的水质要求,产水电导率为10~20μs/cm;采用预处理+初级反渗透(化学)。
水电导率2~9μs/cm;预处理+二次反渗透(制药、化工)或预处理+软化+一次反渗透+EDI(制药、化工),水电导率小于0.2~2μs/cm;预处理+一次反渗透+混床。
产水阻力5~13MΩ. CM;预处理+软化+一次反渗透+EDI或预处理+二次反渗透+EDI(医药、化工、电子、发电)产水阻力13~17MΩ.CM;预处理+软化+一次反渗透+EDI+混床或预处理+二次反渗透+EDI+混床(医药、化工、电子、发电)。
产水阻力为18MΩ. CM及以上;采用预处理+一次反渗透+二次反渗透+EDI+混床+杀菌+封氮或预处理+软化+一次反渗透+二次反渗透+EDI+脱氧+TOC+混床+脱氧+超滤。主机介绍预处理部分,预处理主要是去除水中的有机物、悬浮物、胶体等,保证RO能够正常工作。一般由板式换热器、多介质过滤器、活性炭过滤器、加药系统及相关辅助设备组成。用于提高水温,去除来水中的杂质,减少RO工作时产生的污垢,防止藻类生长和微生物污染。
★板式换热器是由一系列具有一定波纹形状的金属片堆叠而成的高效换热器,各种板材之间形成薄薄的矩形通道,热量通过板材进行交换。★多介质过滤器多介质过滤器是利用一种或几种过滤介质,在一定压力下,通过一定厚度的粒状或非粒状材料,使具有高浊度的水通过,从而有效去除悬浮物杂质,使水澄清的过程。常用的过滤材料有石英砂、无烟煤、锰砂等,主要用于水处理去除浊度、软化水、纯水预处理,出水浊度可达3度以下。
★活性炭滤料即活性炭,用于去除色、味、余氯和有机物,其主要作用方式是吸附。活性炭是一种人工吸附剂。由于活性炭孔隙结构发达,表面积巨大,对水中溶解的有机物,如苯、酚类化合物等具有很强的吸附能力,对色度、气味、表面活性剂、合成洗涤剂和染料等生物和化学方法难以去除的有机污染物具有良好的去除效果。通过活性炭滤床后,水中悬浮物小于0.1mg/L,COD去除率一般为40%~50%,游离氯小于0.1mg/L。
活性炭的总装配高度约为2米。★加药系统a)絮凝剂:PAC也称为聚合氯化铝,添加絮凝剂的目的是使水中的胶体结块,形成絮状物,从而过滤和去除;b)阻垢剂:阻垢剂的作用是防止或延缓反渗透浓缩水侧面水垢的形成;c)杀菌剂:杀菌剂的目的是防止系统中细菌的生长,主要成分是次氯酸钠;d)还原剂:作用是消除反渗透水中的余氯,防止氧化剂对反渗透膜造成损害。RO反渗透简称RO,是利用足够的压力,通过反渗透膜(一种半透膜)将溶液中的溶剂(通常是水)分离出来,反渗透的方向与渗透的方向相反,可用反渗透的方法将溶液分离、净化、浓缩。
使用反渗透技术可以有效去除水中溶解盐、胶体、细菌、病毒、细菌内毒素和大部分有机物等杂质。反渗透膜的关键分离对象是溶液中离子范围大、分子量为几百的有机物。它可以在没有化学物质的情况下有效去除水中的盐,系统脱盐率通常在98%以上。因此,反渗透是最优秀、节能、环保的脱盐方法,已成为主流的预脱盐工艺。
安全过滤器一般设置在压力容器之前,用于去除水中的细小颗粒,以满足后续工艺对进水的要求;有时也设置在整个水处理系统的末端,以防止细小颗粒(如破碎的树脂)进入成品水。其工作原理是利用PP滤芯的5μm、0.45μm和0.1μm孔隙进行机械过滤。
残留在水中的微量悬浮颗粒、胶体、微生物等被截留或吸附在滤芯表面和孔隙中。随着制水时间的增加,滤芯由于被截留物质的污染,运行阻力逐渐增大。当进出口水压差达到0.1MPa时,应更换滤芯。EDI(电去离子)装置集电渗析技术和离子交换技术于一体,电去离子设备通常采用反渗透(RO)纯水作为EDI给水,通过阳、阴离子膜对阳离子和阴离子的选择性渗透和离子交换树脂对水中离子的交换,在电场的作用下实现水中离子的定向迁移,从而达到对水的深度净化和除盐生产优质超纯水。
终点★TOC装置185nm波长紫外TOC灯管降解装置,设置在混合床抛光前,主要用于分解纯水中的有机物,利用紫外线打破水中碳水化合物的碳键,在足够的照射剂量下,大部分有机物被分解成CO2和H2O,水中残留的TOC被还原到ppb水平,其他电离物质被后续工艺设备吸附净化。
★抛光混床抛光混床,又称一次性混床,一般用于工艺结束时,进一步提高出水水质,保证系统水质能保持水质标准,一般水质可达18万亿欧元以上,对TOC和SIO2有一定的控制能力。
抛光树脂的离子型为H和OH型,灌装后即可使用,无需再生。一般用于半导体行业。应用领域电子、半导体、半导体材料、器件、印刷电路板和集成电路用超纯水、精密机械工业、食品、饮料、饮用水、精细化工、精细精密学科的制备、其他行业所需的高纯水的制备、制药工业工艺水、海水和苦咸水的淡化、制药工业水、大输液、注射剂、片剂、生化产品、设备清洗等用水、海水、苦咸水淡化、汽车用超纯水、家电涂料、镀膜玻璃、化妆品、精细化工等。