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2023-01-11988
工業(yè)用水
水質(zhì)分類
工業(yè)用水指工業(yè)生產(chǎn)過程中使用的生產(chǎn)用水及廠區(qū)內(nèi)職工生活用水的總稱,不同行業(yè)對工業(yè)用水水質(zhì)要求是不同的,根據(jù)水質(zhì)可分為原水、清水、軟化水、脫鹽水、純水等。
原水是指未經(jīng)過處理的水,即進入水處理各工序之前的水。
清水,是指原水經(jīng)混凝、澄清、過濾等處理后的水。
軟化水,是指將水中的Ca2+、Mg2+等離子的含量降低或去除至一定程度的水。水在軟化過程中僅降低硬度,而總含鹽量保持基本不變。
脫鹽水,是指將水中易于去除的強電解質(zhì)去除至一定程度的水。在除鹽過程中亦除去了部分機械雜質(zhì)和有機物質(zhì)。其剩余含鹽量一般在1~5mg/L,25℃時的電導率為1~10μs/cm。
純水又稱去離子水,是指將水中易于去除的強電解質(zhì)去除之外,還將水中難以去除的硅酸及二氧化碳等弱電解質(zhì)去除至一定程度的水。
25℃時純水中的電導率一般為0.1~1μs/cm,剩余含鹽量一般應在1mg/L以下。
超純水又稱高純水,是指將導電介質(zhì)幾乎完全除去,同時不離解的氣體、膠體以及有機物質(zhì)(包含細菌等)均去除至很低程度。超純水的含鹽量小于0.1mg/L,25℃時的電導率為0.1μs/cm以下。
工業(yè)用水的水質(zhì)是保障產(chǎn)品質(zhì)量、提高產(chǎn)能效率及安全生產(chǎn)的重要條件,隨著科學技術突飛猛進的發(fā)展,半導體、石油化工、生物醫(yī)藥等相關產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品品質(zhì)和生產(chǎn)工藝不斷升級,對生產(chǎn)過程中的水質(zhì)要求也越來越高,很多場合都要使用超純水。
超純水
工藝設計流程
超純水工藝在系統(tǒng)設計上通常分為前段、中間段和后段三個部分。
前段(預處理段),是對原水進行前期處理,改善供水水質(zhì),使之達到反滲透進水要求,減少、延緩膜的污染、延長膜壽命。
前處理系統(tǒng)主要由砂濾、活性碳過濾器及2B3T(陽離子塔、脫氣塔及陰離子交換塔)等設備構成,其處理對象主要是進水中的微生物、細菌、膠體、有機物、重金屬離子、固體顆粒及游離氯等。
中間段(反滲透段),是整個純水系統(tǒng)中非常重要的區(qū)段,起到承前啟后的作用。其處理對象主要是水中有機物(如三鹵甲烷中間體、膠體、懸浮物、微生物、細菌、藻類、霉類等)、熱源、病毒等物質(zhì),流體經(jīng)前三級預處理后的水經(jīng)反滲透RO膜深層分離處理后,生產(chǎn)出純凈水進入純水箱,脫鹽率可達98%,根據(jù)具體情況可分一級和二級反滲透。
其系統(tǒng)設備通常由紫外線燈(UV)、板式換熱器、保安過濾器、反滲透膜組(RO)、TOC-UV、混床(SA/SC)、膜脫氣(MDG)等設備構成。
后段(拋光段),一般用在工藝末端,用來更進一步提高產(chǎn)水水質(zhì)。目前常使用EDI(連續(xù)電脫鹽水外理工藝),來替代傳統(tǒng)的離子交換裝置,生產(chǎn)出電阻率高達 18MΩ·cm 的超純水。
從本質(zhì)而言,純水系統(tǒng)主要靠離子交換樹脂、各種膜以及紫外線裝置來達到出水水質(zhì)的。
離子交換
在超純水脫鹽處理工藝的應用
純水前處理脫鹽處理工藝中主要使用的是2B3T與EDI(電去離子)工藝。2B3T工藝由陽床、陰床和脫碳塔組成。
而EDI將電滲析技術和離子交換技術相融合,通過陰、陽離子交換膜的選擇性透過作用與離子交換樹脂對離子的交換作用,在直流電場作用下,實現(xiàn)離子的定向遷移,從而完成水的深度除鹽,同時水的電解離產(chǎn)生的氫離子和氫氧根離子對離子交換樹脂進行再生。
陽床
主要用于去除水中陽離子(如鈣、鎂、鈉、鉀…等)陽離子交換樹脂分為弱陽離子交換樹脂與強陽離子交換樹脂,其中:
弱陽離子交換樹脂在pH>4.2時,對水中的二價以上離子有很好的選擇性,H型狀態(tài)下,如果水中堿度高(如OH-多,或者HCO3-多的時候)吸附水中的一價陽離子,可減輕強陽運行負荷(降低系統(tǒng)設備成本),由于其容易再生的特性,可以防止強陽鐵中毒。其離子交換選擇順序為Ba2+ > Ca2+ > Mg2+> Na+ > H+;
強陽離子交換樹脂由于其選擇性,能吸附水中所有電離了的陽離子,保證最終出水的Na離子水平到極低的程度。
其交換順序:Ba2+>Ca2+>Mg2+>NH4+>K+>Na+>H+ ,當樹脂塔運行至終點時,需要對其進行再生,再生溶液一般采用3%-5%的HCl溶液。
陰床
主要用于去除水中陰離子(如Cl-、CO32-、SO42-等)分為弱陰離子交換樹脂與強陰離子交換樹脂,其中:
弱陰離子交換樹脂能夠后吸附水中所有電離的陰離子(除硅外),孔道的特殊性也會吸附部分大分子的有機物,由于其十分容易再生,且工作交換容量大,可以減輕強陰的壓力,同時降低系統(tǒng)硬件成本。
強陰離子交換樹脂能夠去除水中的所有的陰離子,以及電離了的二氧化硅和水中幾乎所有有機物。其離子交換選擇順序為SO42->NO3->HSO4->Cl->HCO3->OH-,當樹脂塔運行至終點時,需要對其進行再生,再生溶液一般采用濃度為3%-5%的NaOH溶液。
脫碳塔
由于水中的陽離子通過陽離子交換樹脂時被交換劑所吸附,而交換劑上的氫離子被置換到水中,并且和水中的陰離子生成相應的無機酸。
當原水經(jīng)過陽離子交換塔后,水中的碳酸在低PH時大都以二氧化碳的形式存在,然后利用二氧化碳去除塔將水中的二氧化碳去除,從而減輕陰離子交換塔的負擔。
高階核子級均?;齑矘渲?/strong>
Tulsimer? T-42/A-23
Tulsimer? T-42是氫 H+/鈉 Na+均粒強酸型陽離子交換樹脂,具有較高的交換容量。
樹脂參數(shù)
Tulsimer? A-23 是一款苯乙稀系列具有四級氨的高品質(zhì)Type-1強堿型陰性離子交換樹脂。
Tulsimer? T-42 和 Tulsimer? A-23 其均勻的顆粒直徑,能取代傳統(tǒng)的離子交換樹脂,并可以減少壓力損,可以一起搭配使用于2B3T及超純水可再生的混床。
EDI裝置是一個深度脫鹽,電除鹽技術、離子交換工藝和膜法的結合體,一般情況下EDI的產(chǎn)水大于15-17兆歐,通過一定的單封裝置或者PUC的降解裝置、UV裝置處理水質(zhì),然后再接入拋光樹脂,進入到深度處理系統(tǒng),最終達到18.25兆歐,從而可以直接到對應的生產(chǎn)線。
高階核子級拋光樹脂
Tulsimer ? MB-106UP
Tulsimer ? MB-106UP 為高階核子級拋光樹脂, 是由核子級強酸型陽離子 Tulsimer ? T-46Li 及核子級強堿型陰離子 Tulsimer ? A-33OH 以 1:2 體積比的劑量比例 , 預先混合的混床級離子交換樹脂,專門提供給超純水系統(tǒng)拋光用,具有高的交換容量及優(yōu)越的物理特性。
適合用于電子產(chǎn)業(yè) ,生產(chǎn)半導體及映像管產(chǎn)業(yè),實驗室,激光,高精儀器,醫(yī)用行業(yè)等需要超純水的行業(yè),以及核電廠等使用。在全球我們有數(shù)十家核電廠使用我們的拋光樹脂。
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