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全面推行全膜法典型水处理工艺-海岛科技超纯水制备技术分析

全面推行典型水处理工艺-海岛科技超纯水技术制备技术分析

一.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,电渗析和反渗透技术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,满足了电子行业对纯水质量的要求。

二.超纯水制备工艺

  1.传统超纯水制备工艺流程: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

  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。

三.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。

  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

  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。

  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。

四.原水的预处理

  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赌赛,结构,污染和波坏,堵塞时指水中的颗粒,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,波坏是指自由杨,臭氧等氧化剂破坏膜材料,采用活性炭吸附或者加还原剂

  1.传统预处理方法

  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德除去率在40-90%。活性炭不作为过滤截留用。

  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。

五.反渗透(RO)

  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。

  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%。

  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。

六.连续电去离子床(EDI/CDI)技术

  EDI/CDI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。

七.结论

  利用超滤(UF),反渗透(RO),连续电去离子床(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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