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国外超纯水制取技术的发展

文章出处:作者:EDI水处理发表时间:2012-11-16 16:15:59

       浅谈国外超纯水制取技术,随着科技的发展,人们对产品的需求不断的提出更高的要求,所以需要运用超纯水的企业就对超纯水的制取提出了更高的要求,我国的超纯水制取方面在不断的研发与提高中,但在自我研发的同时也要注意与国际接轨。更多的了解国际市场,取其精华去其糟粕,现在就让我们共同探讨一下国外的一些超纯水制取技术。

       超纯水被很多的行业所需要,并且根据生产的需要对超纯水的水质要求也极高,不同的行业对用水水质都有特殊的要求,特别是在一些高精密的行业中运用较为显著,例如:原子能发电、电子、制药等工业。对水质的要求近乎于理论,超纯水的水质标准,正随着电子等工业用水的要求也不断的提高。国外最先采用了膜技术,超纯水的制取离不开膜技术,因为膜设计能够有效的去除水中的胶体、微粒、细菌、溶解物等,使原水达到超纯水应用的标准。随着技术的不断提升,现在,超纯水的微粒数可以严格限制在10个/毫升(直径小于0.1微米)以下,给超纯水的制取提供了广阔的发展空间。
 
了解超纯水的水质测定
 
1、超纯水的水质要求
 
       维护发电设备的安全运转,保证其装置不被腐蚀,列举原子能发电站对水质的要求:钠离子含量少于0.06ppb,氯化物少于0.15ppb,电阻率大于是10兆欧·厘米;制药工业中的超纯水,浓50倍后也不应存在焦精。
 
2、超纯水制备的装置概况
 
       (1)各种技术的组合性表面化以工序先后排列了超纯水制备的技术单元、使用目的及效果纯水制备装置分为两级。第一级出水电阴率已达17~18兆欧.厘米,SiO2<10ppb。对某些特殊用水点,则增长率加二级处理(终端处理)。
 
       (2)预处理:在预处理阶段,添加氧化剂(H2O2、NaClO等)氧化水中有机物。根据水质被污染程度,决定是否选用活性炭过滤器。为使反渗透器正常运行,在过滤后的水中加酸调节pH至5.5~6.0。加酸生成的CO2在脱碳塔中去除。然后,用热交换器控制进水温度,送水至微孔膜过滤器(膜孔径=10微米)以保护反渗透高压泵。
 
       (3)离子交换装置及再生系统:离子交换树脂复床及混床的设置,使得水中离子几乎全部除去。混床运行到达饱和终点时,须进行再生。再生前,须进水反洗分层,由于阳、阴两种树脂难以彻底分离,故再生时,阳(阴)再生剂会接角阴(阳)树脂,由此引起的交叉污染使得混床出水水质不能长久稳定,树脂利用率不及复床。
 
       1) 三层混床(Tribed)
 
       三层混床新工艺由法国Dia Prosim公司首先提出,他们在阳树中间加一层惰性树脂,三种树脂的比重和颗粒尺寸的差异足以保证在十分钟之内彻底分层,反洗后就呈现清洗晰的三层。再生时,树脂及再生剂相互不干扰,使混床出水达到小于ppb级。该公司为三层混床生产的专用树脂牌号如下:
阴树脂Doulite A161-TR;惰性树脂DOULITE S-3TR;阳树脂 Doulite C-26TR。出水指标为: Na+<0.1ppb ; Cl-<0.1~0.2ppb; SO42-<1ppb。
 
       2) 三室床(Tripol)
 
       三室床是一种替代普混床并能提高出水质量的新工艺由于混床再生难以彻底,出水含钠量经常为2~5微克/升,与近年来要求出水含钠量小于1微克/升有明显的差距。为此英国Portals水处理公司发展了三室床新工艺。该装置是两阳树脂之间加一层阴树脂,并放在一级除盐系统之后,这样可保证水中漏钠量最小。经试验,当入口含钠量为1200ppb时,出口可小于1 ppb。
 
       3) 其他
 
       日本专利曾报道一种混床再生新工艺,通过反洗分层后,将阴、阳树脂间的混合层视作惰性树脂,将阳树脂层、混合层、阴树脂层各自分离,分别对阳、阴树脂过行两者一取得了和三层床相似的好结果。
反渗透器的出水中含有游离氯,为了保护树脂,在进离子交换器之臆,添加亚硫酸钠(Na2SO3)。在一级纯水装置的终端,设置孔径为1微米的超滤器。混床两者一时要避免盐酸和氢氧化钠侵蚀超港督膜。两种树脂混合时,压缩空气中不应含有微粒和细菌。在第二级纯水装置中,设置了一氢离子交换树脂精处理塔Hipol。它将 前级装置带来的离子基本除尽,电阴率大于18兆欧.厘米。树脂本身不再生使用,饱和后,另行换新树脂继续使用。
 
       (3)反渗透(R.O.)脱盐:在离子交换工序之前设反渗透器,不但可以脱盐(脱盐率一般大于95%)。而且大大降低了水中TDS含量,结果使离子交换的负荷减少到原来的1/10;由于反渗透能除去细菌等有机微粒,所以减少了离子交换树脂的污染,使其再生周期延长,再生时再生剂的用量也减少;同时,反渗透的使用也延长了终端微孔膜的寿命。由于这些优点,使得制备系统能够获得稳定的超纯水水质。使用反渗透的缺点是由于设置高压泵和高压管道,动力消耗增大;由于反渗透膜的寿命取决于预处理程度,其操作费用占全部设备费用的30%~40%。现在常用的高压泵为25~30公斤/平方厘米。产纯水1吨耗电2~2.5千瓦.小时.为了减少电耗,日本些公司已经开发了用15~20个压力的供水运转膜堆数。由于膜使用面积的增大,处理水量因膜堆数减少而下降。这种类型的膜组件有:东丽SC-2000,SC-4000,日本电工NTR-7250等。
 
       (4)紫外杀菌:紫外线的波长为254×1E-9米,由于它杀菌效力高,用法较简易,所以被用作杀菌吕,在那此不能添加杀菌器的场合,更显得其实用性。
 
       (5)终端过滤装置:在紫外杀菌、氢离子精处理器之后,使用孔径0.1~0.2微米的超滤器进行终端过滤,可除去超纯水中残余悬浮固体物和繁殖细雨菌,使最终出水细雨菌数为零,微粒数少于10个/毫升,TOC<50ppb。
 
3、水质监测及分析
 
微粒: 
 
       A、用膜滤器俘获一定量试样的粒子,然后把膜滤器上俘获的粒子染色,再用光学显微镜计数。
 
       B、微粒密度系数(SDI)值的测定,在美国和日本等国市场上已有SDI自动测定装置出售。测出的SDI值愈小水质愈好。
 
       (2)总有机碳 TOC:使用紫外线氧化水中TOC,再用不分光红外析仪测事定生成的CO2或者测定吸收了CO2以后水的电阻率来确定水中TOC的含量,该法称为低温紫外氧化法。此法测定含碳量的定量下限值为0.lppm。此外还有高温湿式氧化法,该法将试样水同氧化剂过硫酸钾一起封入安瓿,再用高压 加热。
 
      (3)微量属离子的测定:目前是采用无火焰原子吸收分光光度法,可达ppb 级的测量精度。
 
      (4)电解质:采用电导率仪测水的电导率。
 
      (5)细菌:传统的细菌检验法很费时间,一般为48或72小时。由于细菌繁殖很快,必须在现场测定才能准确。
 
       以上就是对国际超纯水制取方式的探讨,希望能够为大家在技术上的研制开发予以帮助,我公司从事大型水处理设备生产多年,一直秉承着技术创新的原则,我们吸取和学习国内外最为先进的技术,并予以创新,在超纯水制取方面有了很大的突破,并得到客户的一致好评。各行业的发展,超纯水技术的提高,需要科研人员的共同的努力,让我们与国际接轨,探究国外超纯水制取技术,使我们更快、更强的发展。
  

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