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超純水處理設備廠家春新環保淺談反滲透技術在超純水處理中的應用

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超純水處理設備廠家春新環保淺談反滲透技術在超純水處理中的應用

發布日期:2018-02-10 作者: 點擊:


 本文超純水處理設備廠家春新環保主要介紹了在超純水處理系統中起重要作用的反滲透生產工藝技術,以及影響反滲透膜性能的主要因素和改善措施。并結合超純水處理系統淺述了反滲透技術在超純水處理中的應用。
  與傳統的純水相比,超純水處理設備不僅關注去除水中的溶解電解質,還關注于去除水中的有機物、溶解氧、細菌以及微小顆粒等雜質。隨著半導體元器件的集成度的不斷提升,生產的工藝步驟越來越多,元件被重復清洗,對作為清洗介質的超純水的要求越來越高,如果超純水品質達不到要求,其本身對器件就是一種污染,更談不上清洗。作為制造超純水的原水通常含有電解質、有機物、懸浮物、微生物以及溶解性氣體等雜質,任何一種單一的處理手段都難以將所有的污染物全部去除,為了有效去除各種雜質,需要各種處理手段的綜合運用。其中,反滲透膜處理可起到非常重要的作用。
  1 反滲透的原理
  利用超靜壓力泵高壓滲透,使水分子和離子態的礦物質元素,通過一層逆滲透膜,而溶解在水中的絕大部分重金屬、有機物以及細菌、病毒等,則無法透過 逆滲透膜被截留。以逆滲透原理,將水中所含不純物質如熱原、濾過性病毒、細菌、毒素、化合物、重金屬(砷、鈷、鎘、汞等)有毒物質、金屬、鹽類、游離子等危害人體健康的物質,逆滲透膜使雜質與純水隔離,并制造出純凈水。
  RO膜采用先進的逆滲透進水系統,同時設計了預處理和后處理,對原水進行深度處理,脫鹽率達到99%以上。
  2 反滲透在超純水處理中的應用
  2.1 反滲透系統相關設備的選用
  根據合肥彩虹藍光科技有限公司的水質情況,為確保系統的長期平穩運行,我們選用了貝爾反滲透壓力容器、陶氏反滲透膜、格蘭富高壓水泵和進口水質監測儀表,以及其他一些國產的設備。在運行控制方面,以反滲透系統為獨立的單元進行自動運行控制,并安裝了電導率報警、產水負壓和高壓泵高低壓保護等裝置。該系統還可以采取手動控制,以便系統的調試和維修。
  2.2 預處理系統
  反滲透膜對進水水質有一定的要求,由于水中所含的膠體、微生物、無機鹽等懸浮物和各種溶解性物質在反滲透過程中隨水的體積減少,其濃度隨之增加 , 導致懸浮物在膜上逐漸沉積,進而堵塞進水通道,增加阻力;而溶解性物質達到飽和濃度后會在膜表面結垢,阻止水分子的通過,使運行壓力和壓差增大,還將導致透鹽率的升高。我們經過對合肥彩虹藍光科技有限公司的水質進行分析后,采用了以石英砂和無煙煤為濾料的多介質過濾器和以活性炭為濾料的活性炭過濾器的預處理方式。并加裝了NaClO和絮凝劑投加裝置,來增加過濾效果,達到預處理后的SDI值〈5,滿足RO進水要求。
  2.3 反滲透系統
  2.3.1 反滲透膜概況
  合肥彩虹藍光科技有限公司采用了兩級兩段法來設計,反滲透裝置總共有四套,共使用了240支膜元件,分裝在40個RO壓力容器中,每個壓力容器填裝6支膜。每套產能54t/h, 其排列方式為一級兩段式,比例為6/4,其中一段有6支膜殼,二段有4支膜殼。每套反滲透設計回收率為75%,每套進水流量為72m3/h,運行壓力為10~15bar,水溫為16~23℃,產水電導率〈10?s/cm.
  2.3.2 反滲透膜性能的主要影響因素
  反滲透的主要指標就是產水流量和脫鹽率,它們又受進水水質條件和運行參數的影響,運行參數主要包括進水壓力和回收率等,在反滲透裝置運行過程中發現主要有以下因素影響其性能。
  (1)膜被污染及侵蝕。 當進水通過膜過濾時,進水中的懸浮性固體、膠體和可溶性高分子物會因被濃縮而聚集在膜的表面,使膜受到污染。此外,在膜界面上被濃縮了的進水中含有的微生物會因新陳代謝而在膜表面產生一種絮狀粘液,從而導致膜的侵蝕。
  (2)膜的濃差極化。 在分離過程中,由于水的不斷透過,膜界面附近溶質的濃度一般都高于主體溶液中溶質的濃度,從而行成了膜的濃差極化,嚴重時,溶質還會以固體形式析出。濃差極化容易導致膜通量或分離率的下降。
  (3)膜本身的惡化。 膜本身的惡化包括膜的化學變化和膜形態結構的變化。膜化學變化主要是由于膜材料中含有一些容易水解的化學基團,在進水的溫度、PH值等因素的影響下發生水解、氧化或降解,從而改變了膜的性能。
  2.3.3 改善反滲透膜性能的措施
  (1)控制進水的溫度
  任何一種膜材料都有一個適宜的使用溫度范圍。一般在規定的范圍內,提高進水的溫度有利于提高膜的透水速度,但是超過了膜材料高允許的使用溫度,膜本身會加快水解速度,從而造成膜結構不可逆變化。此外,較高的水溫還會加速細胞的繁殖,使膜材料更容易受到細菌侵蝕。因此,當進水超過高允許使用溫度時,要采取降溫措施,但當進水溫度過低時,膜的水通量會下降。考慮到各方面的因素,我們在反滲透前端加了一套熱交換器來控制進水溫度,一般把進水溫度控制在22~25℃范圍內。
  (2)控制進水的PH值
  膜材料都存在著一個適宜的PH值范圍。當進水PH超過了膜允許的PH值范圍,膜材料便容易水解或降解。因此,對進水的PH值進行適當的調整是非常必要的。我們在反滲透進水端加了一套酸堿加藥點來調節進水的PH,并安裝有PH儀表實時監測進水的PH值。將進水PH控制在8~9范圍內。
  3、反滲透膜運行中注意事項
  反滲透系統在投運及停運時必須嚴格按照操作程序執行,防止急啟急停壓力沖擊,運行過程中保證加入的還原劑、阻垢劑以及堿量達標,否則長時間在非正常介質環境下運行會對膜本身造成不可逆轉損傷。
  在正常運行一段時間以后,進水中可能存在懸浮物和各種鹽類還將污染反滲透膜元件,污染性質和速度取決于進水水質和系統回收率等因素。當反滲透系統出現以下狀況時需要進行化學清洗:(1)在正常進水壓力下,產水量較正常值下降10%~15%;(2)產水水質降低10%~15%,即電導率升高10%~15%;(3)供水壓力增加10%~15%;(4)系統各段壓差明顯增加。以上現象只要出現一種,均應立即查明原因,如需清洗應嚴格安裝廠家的操作規程執行。
  4、反滲透系統運行效果跟蹤
  本系統運行3年多來為合肥彩虹藍光科技有限公司的芯片生產線提供了充足合格的超純水。
    反滲透膜運行參數
  日 期 進水壓力/Mpa 脫鹽率/% 產水量/(m3/h) 回收率/%
  2012.10 1.20 99.2 56 77
  2013.10 1.30 98.8 55 76
  2014.10 1.35 98.3 52 74
  本系統運行3年多來,脫鹽率和產水量等性能保持良好,雖然進水壓力有所提高,但其幅度還在理想范圍內。本系統的長期穩定運行與嚴格遵守操作規程,尤其是嚴格控制預處理質量關和回收率的合理控制密不可分,為合肥彩虹藍光科技有限公司的節能減排、提高經濟效益做出了重要貢獻。
  結 論:
  在半導體行業的超純水處理系統中,采用反滲透膜法生產工藝進行初級處理對不管是水質要求還是節能減排方面都具有明顯優勢。但是該工藝在運行過程中需要重視預處理的效果和反滲透膜進出口的壓差變化,以確保系統的穩定性和經濟性。
以上就是超純水處理設備廠家春新環保為大家介紹的反滲透技術在超純水處理中的應用,希望能幫助到大家!

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