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        2. 方案中心

          首頁 > 方案中心 > 電子行業
          大型電子超純水項目處理技術方法

                反滲透水處理技術是20世紀末興起的高端水處理技術,具有高脫鹽率、適應水質含鹽量范圍廣、化學藥劑消耗少、環保、占地面積小、自動化程度高、產水的水質穩定等特點,廣泛應用于超純水制備、地表水處理、工業廢水回用、海水淡化等水處理。四川某公司擁有自主知識產權的PDP生產線,得到了國家相關部委、省市各級政府的大力支持。目前已在全球擁有PDP顯示器件各種專利技術上千項,同時公司擁有具有國際先進水平的PDP國家工程實驗室,是我國首個國家級平板顯示核心技術研發和產業化驗證平臺,該實驗室的建成,也標志著PDP自主創新工業體系正式納入國家戰略。此項目為該公司PDP項目一期工程,工藝特點為“高精技術,高潔凈度”,水處理工藝需要為生產提供電子超純水,而反滲透系統為其中最重要的脫鹽處理系統。
           

          1、電子超純水和系統進水的情況

                電子超純水是指將水中的導電介質幾乎完全去除,又將水中不離解的膠體物質、氣體及有機物均去除至很低程度的水,水中除了水分子(H2O)外,幾乎沒有什么雜質,更沒有細菌、病毒、含氯二英等有機物,這種水的制作工藝可以通過蒸餾、去離子化、反滲透技術或其他適當的超臨界精細技術生產出來的水,如今以反滲透技術為主的制造工藝相對比較普遍,此項目也以反滲透技術為主要脫鹽工藝來制備電子超純水。該水處理項目的原水取自市政自來水,電導率在200~800μS/cm之間波動,進水余氯質量濃度在0.2~1mg/L之間波動。

          2、水處理系統介紹

                整個水處理系統分為預處理系統+反滲透為主的脫鹽系統+精處理系統+(加溫后)+后續的精處理工藝,最后得到電子超純水。整個水處理系統有加熱功能,根據不同的用水溫度需要調整進水溫度。預處理系統由絮凝劑和殺菌劑+全自動多介質過濾器+全自動活性炭過濾器+預處理產水箱+預處理輸送泵組成。主要通過添加藥劑和機械過濾器來去除掉水中泥沙、懸浮物、膠體、微生物等物質,保證產水的SDI15< 5,滿足反滲透的進水條件。反滲透為主的脫鹽體系主要由一級反滲透系統和二級反滲透系統組成,特別是一級反滲透系統,為最主要的脫鹽系統。由熱交換器+保安過濾器+一級高壓泵+一級反滲透系統+緩沖水罐+二級高壓泵+二級反滲透系統+產水水箱組成。由于反滲透系統允許進水含鹽量相對較廣,且脫鹽率高,故能起到主要脫鹽的功能,減輕后續工藝處理的脫鹽負荷。精處理系統主要由進水泵+一級TOCUV+膜脫氣系統+連續電除鹽系統(CEDI)組成,主要是進一步去除水中的含鹽量,為后續的精處理系統提供穩定的水質保障。后續精處理根據分布不同分兩股水,由水罐+泵+二級TOCUV+超純水拋光混床+換熱器+0.1 μm過濾器組成,之后不同溫度的產水作為超純水使用。著重介紹一級反滲透系統的運行情況,水處理流程如圖1所示。

           

                水處理設備配置如表1所示。該水處理系統主要由多介質過濾器+活性炭過濾器+一級RO系統+二級RO系統+CEDI系統+PCW系統(鍋爐補充水)+〔(25±1)℃超純水系統+(40±1)℃超純水系統〕組成的。

           

          3、反滲透系統設計

                反滲透系統是整個水處理系統中脫鹽的核心,反滲透膜可除去水中絕大部分可溶性鹽分,除去水中全部的膠體和微生物,保證了出水的水質,為后續的工藝提供優質的水源??紤]到原水(市政自來水)的水質受季節和氣候的影響波動性很大,故此套水處理系統使用的反滲透膜是時代沃頓公司生產的聚酰胺復合抗污染膜PURO系列,對比普通系列的膜元件,此系列的膜元件采用特殊工藝對膜表面進行處理,改變了膜片表面的光滑度,增加膜表面親水性,膜表面的電荷也趨近于中性,同時采用34mil(8.636×10 -4m)的寬進水流道網設計,從而減小了膠體、污染物和微生物在膜表面的污染,延長膜的使用壽命,同時更易清洗。具體的膜型號為PURO-I,直徑201mm、長度1016mm的卷式組件,性能參數如表2所示。

           

                一級反滲透系統單套設計為一級兩段:(14∶6)×6,單套120支膜元件,系統設計產水103mm3/h,設計回收率75%,溫度為25℃,共5套,膜元件共600支。以反滲透膜系統為主介紹說明該水系統的運行情況。

          4、反滲透系統的運行情況

                反滲透技術在該廠大型水處理項目中的設計是可行的,經過實際應用的情況來看,運行效果較好,適用于該廠大規模電子超純水的處理。時代沃頓的PURO-I膜在此系統中的運行較好,給該廠后續的水處理工藝提供了穩定的水質。一級反滲透系統在運行期間系統的運行壓力在1MPa左右;系統的進水電導率在 300~400μS/cm之間波動,產水電導率始終在5μS/cm以下,系統的脫鹽率在98.5%以上;系統的平均產水量在100mm3/h左右,系統的回收率在75%左右,滿足客戶的供水要求。反滲透系統運行期間對運行情況進行了記錄分析,以單套系統為例數據詳情如表3所示。

           

          5、反滲透系統的清洗情況

                此套反滲透系統的污染物主要是有機物、膠體和微生物等物質,但污染不很嚴重,化學清洗的標準是產水流量降幅在10%左右的時候,就要進行化學清洗了,如果產水量降幅沒有達到10%的時候也要進行維護性清洗,總的來說平均清洗周期約3個月。由于系統污染的原因是有機物和碳酸鈣結垢,所以清洗的藥劑選擇上也主要是針對這些污染物,堿洗以復配藥劑為主,復配藥劑的組成為:NaOH(氫氧化鈉)+Na- SDS(十二烷基苯磺酸鈉)等藥劑,pH為12左右,清洗時間為6h左右;酸洗的清洗液為HCl(鹽酸),pH 為2~3,清洗時間為1h,清洗液的溫度為30℃;最后系統用非氧化性殺菌劑DBNPA進行殺菌清洗處理。系統清洗時進行單段清洗,每段都分三段流速進行清洗:開始的時候單支膜殼流速在5mm3/h(堿洗1h,酸洗為10min);然后單支膜殼清洗液流量為5mm3/h左右進行循環清洗(堿洗4.5h,酸洗40min的功能);最后用大流量進行沖洗,流量在10mm3/h左右(堿洗0.5h,堿洗10min)。每次化學清洗后開啟純水泵進行沖洗,直至清洗液被純水沖出為止。

          6、效益分析

                整個水處理系統固定資產折舊費、電耗、藥劑消耗以及人工等各種費用進行核算,其中一級反滲透產水成本為2.87元/t,二級反滲透產水成本為4.47元/t,總的超純水產水成本為6.85元/t,當地自來水的價格為2.33元/t,該水處理系統給工廠提供了優質而穩定的水源。

          7、結論

                反滲透技術在該廠大型電子超純水項目中得到成功應用,為后續的脫鹽處理工藝提供了優質的水源,保證了后續脫鹽工藝的穩定,也驗證了反滲透技術在電子超純水項目應用中的良好表現,同時也增加了一個可供參考的成熟案例。時代沃頓反滲透膜在其中的優良表現,也給電子超純水客戶多了一個反滲透膜品牌的選擇。

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