1電子超純水和系統(tǒng)進(jìn)水的情況
電子超純水是指將水中的導(dǎo)電介質(zhì)幾乎完全去除，又將水中不離解的膠體物質(zhì)、氣體及有機(jī)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(zhì)，更沒有細(xì)菌、病毒、含氯二英等有機(jī)物，這種水的制作工藝可以通過蒸餾、去離子化、反滲透技術(shù)或其他適當(dāng)?shù)某R界精細(xì)技術(shù)生產(chǎn)出來的水，如今以反滲透技術(shù)為主的制造工藝相對(duì)比較普遍，此項(xiàng)目也以反滲透技術(shù)為主要脫鹽工藝來制備電子超純水。該水處理項(xiàng)目的原水取自市政自來水，電導(dǎo)率在200～800μS/cm之間波動(dòng)，進(jìn)水余氯質(zhì)量濃度在0.2～1mg/L之間波動(dòng)。
2水處理系統(tǒng)介紹
整個(gè)水處理系統(tǒng)分為預(yù)處理系統(tǒng)+反滲透為主的脫鹽系統(tǒng)+精處理系統(tǒng)+(加溫后)+后續(xù)的精處理工藝，最后得到電子超純水。整個(gè)水處理系統(tǒng)有加熱功能，根據(jù)不同的用水溫度需要調(diào)整進(jìn)水溫度。預(yù)處理系統(tǒng)由絮凝劑和殺菌劑+全自動(dòng)多介質(zhì)過濾器+全自動(dòng)活性炭過濾器+預(yù)處理產(chǎn)水箱+預(yù)處理輸送泵組成。主要通過添加藥劑和機(jī)械過濾器來去除掉水中泥沙、懸浮物、膠體、微生物等物質(zhì)，保證產(chǎn)水的SDI15< 5，滿足反滲透的進(jìn)水條件。反滲透為主的脫鹽體系主要由一級(jí)反滲透系統(tǒng)和二級(jí)反滲透系統(tǒng)組成，特別是一級(jí)反滲透系統(tǒng)，為最主要的脫鹽系統(tǒng)。由熱交換器+保安過濾器+一級(jí)高壓泵+一級(jí)反滲透系統(tǒng)+緩沖水罐+二級(jí)高壓泵+二級(jí)反滲透系統(tǒng)+產(chǎn)水水箱組成。由于反滲透系統(tǒng)允許進(jìn)水含鹽量相對(duì)較廣，且脫鹽率高，故能起到主要脫鹽的功能，減輕后續(xù)工藝處理的脫鹽負(fù)荷。精處理系統(tǒng)主要由進(jìn)水泵+一級(jí)TOCUV+膜脫氣系統(tǒng)+連續(xù)電除鹽系統(tǒng)(CEDI)組成，主要是進(jìn)一步去除水中的含鹽量，為后續(xù)的精處理系統(tǒng)提供穩(wěn)定的水質(zhì)保障。后續(xù)精處理根據(jù)分布不同分兩股水，由水罐+泵+二級(jí)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(chǎn)水作為超純水使用。著重介紹一級(jí)反滲透系統(tǒng)的運(yùn)行情況，水處理流程如圖1所示。
水處理設(shè)備配置如表1所示。該水處理系統(tǒng)主要由多介質(zhì)過濾器+活性炭過濾器+一級(jí)RO系統(tǒng)+二級(jí)RO系統(tǒng)+CEDI系統(tǒng)+PCW系統(tǒng)(鍋爐補(bǔ)充水)+〔(25±1)℃超純水系統(tǒng)+(40±1)℃超純水系統(tǒng)〕組成的。
3反滲透系統(tǒng)設(shè)計(jì)
反滲透系統(tǒng)是整個(gè)水處理系統(tǒng)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(zhì)，為后續(xù)的工藝提供優(yōu)質(zhì)的水源。考慮到原水(市政自來水)的水質(zhì)受季節(jié)和氣候的影響波動(dòng)性很大，故此套水處理系統(tǒng)使用的反滲透膜是時(shí)代沃頓公司生產(chǎn)的聚酰胺復(fù)合抗污染膜PURO系列，對(duì)比普通系列的膜元件，此系列的膜元件采用特殊工藝對(duì)膜表面進(jìn)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(shí)采用34mil(8.636×10 -4m)的寬進(jìn)水流道網(wǎng)設(shè)計(jì)，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(shí)更易清洗。具體的膜型號(hào)為PURO-I，直徑201mm、長度1016mm的卷式組件，性能參數(shù)如表2所示。
一級(jí)反滲透系統(tǒng)單套設(shè)計(jì)為一級(jí)兩段：(14∶6)×6，單套120支膜元件，系統(tǒng)設(shè)計(jì)產(chǎn)水103mm3/h，設(shè)計(jì)回收率75%，溫度為25℃，共5套，膜元件共600支。以反滲透膜系統(tǒng)為主介紹說明該水系統(tǒng)的運(yùn)行情況。
4反滲透系統(tǒng)的運(yùn)行情況
反滲透技術(shù)在該廠大型水處理項(xiàng)目中的設(shè)計(jì)是可行的，經(jīng)過實(shí)際應(yīng)用的情況來看，運(yùn)行效果較好，適用于該廠大規(guī)模電子超純水的處理。時(shí)代沃頓的PURO-I膜在此系統(tǒng)中的運(yùn)行較好，給該廠后續(xù)的水處理工藝提供了穩(wěn)定的水質(zhì)。一級(jí)反滲透系統(tǒng)在運(yùn)行期間系統(tǒng)的運(yùn)行壓力在1MPa左右;系統(tǒng)的進(jìn)水電導(dǎo)率在 300~400μS/cm之間波動(dòng)，產(chǎn)水電導(dǎo)率始終在5μS/cm以下，系統(tǒng)的脫鹽率在98.5%以上;系統(tǒng)的平均產(chǎn)水量在100mm3/h左右，系統(tǒng)的回收率在75%左右，滿足客戶的供水要求。反滲透系統(tǒng)運(yùn)行期間對(duì)運(yùn)行情況進(jìn)行了記錄分析，以單套系統(tǒng)為例數(shù)據(jù)詳情如表3所示。
5反滲透系統(tǒng)的清洗情況
此套反滲透系統(tǒng)的污染物主要是有機(jī)物、膠體和微生物等物質(zhì)，但污染不很嚴(yán)重，化學(xué)清洗的標(biāo)準(zhǔn)是產(chǎn)水流量降幅在10%左右的時(shí)候，就要進(jìn)行化學(xué)清洗了，如果產(chǎn)水量降幅沒有達(dá)到10%的時(shí)候也要進(jìn)行維護(hù)性清洗，總的來說平均清洗周期約3個(gè)月。由于系統(tǒng)污染的原因是有機(jī)物和碳酸鈣結(jié)垢，所以清洗的藥劑選擇上也主要是針對(duì)這些污染物，堿洗以復(fù)配藥劑為主，復(fù)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(shí)間為6h左右;酸洗的清洗液為HCl(鹽酸)，pH 為2~3，清洗時(shí)間為1h，清洗液的溫度為30℃;最后系統(tǒng)用非氧化性殺菌劑DBNPA進(jìn)行殺菌清洗處理。系統(tǒng)清洗時(shí)進(jìn)行單段清洗，每段都分三段流速進(jìn)行清洗：開始的時(shí)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(jìn)行循環(huán)清洗(堿洗4.5h，酸洗40min的功能);最后用大流量進(jìn)行沖洗，流量在10mm3/h左右(堿洗0.5h，堿洗10min)。每次化學(xué)清洗后開啟純水泵進(jìn)行沖洗，直至清洗液被純水沖出為止。
6效益分析
整個(gè)水處理系統(tǒng)固定資產(chǎn)折舊費(fèi)、電耗、藥劑消耗以及人工等各種費(fèi)用進(jìn)行核算，其中一級(jí)反滲透產(chǎn)水成本為2.87元/t，二級(jí)反滲透產(chǎn)水成本為4.47元/t，總的超純水產(chǎn)水成本為6.85元/t，當(dāng)?shù)刈詠硭膬r(jià)格為2.33元/t，該水處理系統(tǒng)給工廠提供了優(yōu)質(zhì)而穩(wěn)定的水源。
7結(jié)論
反滲透技術(shù)在該廠大型電子超純水項(xiàng)目中得到成功應(yīng)用，為后續(xù)的脫鹽處理工藝提供了優(yōu)質(zhì)的水源，保證了后續(xù)脫鹽工藝的穩(wěn)定，也驗(yàn)證了反滲透技術(shù)在電子超純水項(xiàng)目應(yīng)用中的良好表現(xiàn)，同時(shí)也增加了一個(gè)可供參考的成熟案例。時(shí)代沃頓反滲透膜在其中的優(yōu)良表現(xiàn)，也給電子超純水客戶多了一個(gè)反滲透膜品牌的選擇。 來源：北極星節(jié)能環(huán)保網(wǎng)
