概述:
在电子行业的生产中,经常需要用到纯水,且根据生产工艺的不同,对纯水的纯度也会有不同的要求。
1、一般应用
电子工业纯水系统应依据生产工艺的要求,合理确定纯水制备系统的规模及纯水的水质。
同样制水规模的纯水系统,纯水的水质要求不同,设备投资也完全不一样。目前,在工业生产中,电子工业纯水水质国际上多参考ASTM D5127—07 标准,适用于不同线宽集成电路;国内 GB/T 11446.1—1997标准水质要求较低,仅适用于低要求电子产品。
2、处理流程与设备配置
常规的处理流程主要有:预处理——初级除盐——精除盐
系统应根据最终用水水质要求,选用流程简捷、处理高效、运行可靠的工艺和设备。
3、产水量的确定原则
根据实际的纯水需求量,并预留一定的处理余量,来确定纯水站制备纯水的能力。同时还应考虑反冲洗、化学清洗、系统维护等因素,以确定实际的产水能力。
4、原水水质
系统设计前应明确知晓原水水质,并最好有原水的水质全分析报告,并以此作为系统设计的原始数据之一。
一般情况下,纯水制水系统的水源为市政自来水。设计中不能仅依赖自来水。
有的地方出于统筹利用各类水资源的需要,可能会利用再生水或经处理的废水,如中水来作为纯水制备系统的水源。设计时,应根据具体水源的水质指标确定并调整预处理工艺。
5、特殊水源的水质控制
对于可能受海水倒灌或其他因素影响的水源,应掌握相应水质变化情况;对生产回用水,应明确其来源及水质组成。
6、系统组成
电子工业纯水制备系统应由预处理、脱盐及深度处理、精处理组成,各阶段应满足以下要求:
预处理出水水质应满足脱盐装置进水要求;
脱盐及深度处理产水水质应接近最终产水水质要求;
精处理阶段应持续满足最终产水水质、水量及水压要求。
在工程应用中,随着水质要求提升及超滤、反渗透等膜法处理技术的应用,逐步形成了以预处理保障进水水质、脱盐满足主体水质要求、精处理实现抛光提升的完整体系,明确了各阶段的基本功能与要求。
预处理部分:市政自来水——原水箱——原水泵——砂碳过滤器
有些项目还会采用盘式过滤器+超滤工艺作为预处理。
除盐部分:一级反渗透——二级反渗透——EDI电除盐
精处理部分:EDI产水箱——纯水泵——紫外线——抛光混床——终端过滤(0.2um折叠滤芯过滤器)——超纯水循环
7、预处理
预处理系统应满足所选脱盐装置的进水水质要求;目前常用的预处理工艺有砂碳过滤、盘式过滤、超滤等。对于硬度较高的水质,还需配置软化装置。
对于特殊水源,如原水中铁锰含量较高的,还应设置除铁锰过滤器,以充分降低水中铁锰等物质的含量。
8、过滤系统的设计
过滤器设计产水量应包含后续供水量及自耗水量,台数不宜少于2 台;过滤周期应结合水质及截污能力确定,每台设备反洗宜为 1~2 次 / 天;必要时还需考虑气水反洗。
过滤器的反冲洗尽可能采用自动化控制方式。有条件的还用配备必要的水质在线仪表,实时检测进出水水质。
9、微滤与超滤要求
在有些系统中,会在反渗透装置前设置微滤或超滤作为预处理工艺。
微滤、超滤系统应设置完善的自动反洗和化学清洗措施;微滤、超滤前宜设置预过滤器,精度按进水要求确定;微滤、超滤与活性炭并用时,活性炭应设于其后。
10、反渗透膜的防结垢
在反渗透膜前投加阻垢剂,或采用钠离子交换或复床交换降低硬度、碱度。
阻垢剂的投加应充分结合原水的暂时硬度,确定最优投加量。
11、氧化与脱氯
采用氧化法降低有机物和抑制微生物时,加氯量应按有机物含量计算;经沉淀、过滤或清洁地下水处理后,加氯量宜为0.5~1.0 mg/L;原水经氧化或余氯超标时,应采用活性炭或还原剂脱氯。
反渗透复合膜对进水余氯要求极严(接近于零),因此预处理阶段必须设置脱氯措施。
12、水温控制
冬季是否提高反渗透进水水温,应综合制水量、水温要求、热源条件及能耗确定。采用换热设备时宜选用板式换热器,其设置位置应满足各预处理单元对水温的要求。
反渗透膜透水量随水温降低而下降,约每降低1℃ 减少 2.7%。为减少膜元件数量,冬季通常将原水加热至 20~25℃。
13、脱盐及深度处理
13.1、工艺选择与系统配置
脱盐系统的工艺选择应根据处理水量及进、出水水质要求,经技术经济比较确定。当产品水对微粒、TOC 等指标有要求时,宜采用反渗透工艺。脱盐系统及主要装置的配置应满足连续运行和运行可靠性要求。
反渗透最初用于降低离子交换进水含盐量、减少再生剂消耗,随着纯水对TOC、微粒、细菌和二氧化硅等指标要求提高,其作用已由脱盐扩展为综合去除多类杂质,成为电子工业纯水系统的关键处理单元。
13.2、反渗透系统
反渗透系统不应少于2 套,每套系统的保安过滤器和反渗透给水泵应独立设置。反渗透装置前应设置过滤精度不大于 5 μm 的保安过滤器,并应具备清洗条件。保安过滤器和反渗透高压泵宜选用不锈钢材质。
反渗透系统通常按水量设置为多套并联的独立单元,每个单元由保安过滤器、高压泵、膜组件、管道及自控系统组成。为保证连续供水,一般不宜少于两套;在水量较小且可间歇运行或设有足够产水储存时,可采用单套。随运行时间延长,膜通量下降、运行压力升高,高压泵宜按末期压力选型并采用变频控制以稳定流量。反渗透出水背压应按厂家要求控制,通常不大于0.1 MPa。系统停运时应设置冲洗措施,及时排出高盐浓水,防止膜面结垢与污染。
高压泵出口阀门,宜选用慢开阀,以减少水锤的产生。
13.3、化学清洗
反渗透膜的化学清洗主要有酸洗、碱洗等,主要用于清洗去除积聚在膜表面的无机盐垢类、生物黏泥等。
14、关于离子交换系统
离子交换脱盐技术是一项成熟的水处理技术,在早期的电厂除盐水和锅炉除盐水系统中,就广泛采用阴阳床复床除盐。
钠离子软化技术也广泛应用于反渗透前的除钙镁技术。
应用比较广泛的是无顶压逆流再生技术。

关于罐体材质与树脂品牌:
根据材质不同,目前市场上应用比较广泛的交换器材质有玻璃钢、碳钢衬胶、不锈钢等。
目前国产树脂的品牌主要有:江阴苏青、杭州争光、上海树脂等;进口品牌有漂莱特、杜笙树脂等。
15、纯水的脱气
在有些使用场合,需要对纯水中的含氧量和二氧化碳含量进行控制,因此,需要根据产水要求设置除氧工艺和除碳工艺。
常规的有除氧器、除二氧化碳器等。近年来,随着膜技术的发展,脱气膜的应用也是越来越广泛。
16、精处理
在纯水系统的精处理中,通常会采用混合床离子交换器,即抛光混床。
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