一種超濾系統的製作方法

2023-12-11 03:22:52

一種超濾系統的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種超濾系統，包括原水箱和通過高壓泵相連的預處理系統，預處理系統通過高壓泵與脫鹽系統相連，脫鹽系統依次連接臭氧殺菌器，精處理系統和超純水箱，其中預處理系統包括依次相連的多介質過濾器，活性炭過濾器，精密過濾器和中空纖維超濾系統，脫鹽系統採用反滲透裝置，精處理系統採用EDI設備。本發明的超濾系統用反滲透裝置代替傳統使用的離子交換器，脫鹽率提高，回收率高，另外在除鹽的同時，也將大部分細菌、膠體及大分子量的有機物去除；用EDI裝置代替混合離子交換柱，在運行過程中不需酸、鹼化學再生，節約大量酸、鹼和清洗用水，大大降低了勞動強度，更重要的是無廢酸、廢鹼液排放，有利於環保。
【專利說明】一種超濾系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種超濾系統，屬於淨化【技術領域】。
【背景技術】
[0002]超濾裝置即使用超濾技術對水進行淨化處理，從而得到超純水的設備，超純水是指將水中的電介質幾乎完全去除，同時將水中不離解的氣體，膠體物質以及有機物質(包括細菌等)也去除至很低程度的水，其電阻率一般為18ΜΩ.cm (25° C)，含鹽量〈0.1mg/L。超純水一般用於集成電路工業中，用於半導體原材料和所用器皿的清洗、光刻掩模版的製備和矽片氧化用的水汽源等。此外，其他固態電子器件、厚膜和薄膜電路、印刷電路、真空管等的製作也都要使用超純水。超純水的製備工藝非常複雜且困難，一般的工藝很難達到超純水的標準，因此，如何改進現有技術的不足，利用膜技術提供一種在生產過程中的新的超純水裝置仍然是本【技術領域】技術人員亟待解決的課題。

【發明內容】

[0003]本發明的目的在於提供一種超濾系統，其結構簡單、能廣泛應用於不同【技術領域】進行提取、提純、獲得超純水、降低生產費用、提高企業經濟效益。
[0004]為解決上述問題，本發明所採用的技術方案為: 一種超濾系統，包括原水箱和通過高壓泵相連的預處理系統，所述預處理系統通過高壓泵與脫鹽系統相連，所述脫鹽系統連接臭氧殺菌器，臭氧殺菌器，精處理系統，和超純水箱依次相連；所述預處理系統包括依次相連的多介質過濾器，活性炭過濾器，精密過濾器和中空纖維超濾系統，所述多介質過濾器和活性炭過濾器之間，活性炭過濾器和精密過濾器之間，精密過濾器和中空纖維超濾系統之間均設有高壓泵；所述脫鹽系統為反滲透裝置；所述精處理系統採用EDI設備。
[0005]前述的多介質過濾器為層狀分布的濾床，所述濾床由上而下依次為無煙煤，石英砂，礫石。
[0006]前述的無煙煤相對密度為1.4—1.6，粒徑為0.8—1.8mm，所述石英砂相對密度為
2.6—2.65，粒徑為0.5—1.2mm，所述礫石的相對密度為4.7—5.0，粒徑為0.5 — 4mm。
[0007]前述的活性炭過濾器的濾料採用比表面積大於1000 Hf/g的活性碳。
[0008]前述的精密過濾器的濾芯為過濾孔徑為5微米的聚丙烯。
[0009]前述的中空纖維超濾系統採用中空纖維超濾膜，中空纖維的外徑為0.5-2.0nm,內徑為 0.3-1.4nm。
[0010]前述的反滲透裝置採用孔徑為1/10000 μ m的反滲透膜。
[0011]通過採用上述技術手段，本發明相較於傳統的超純水製備，增加了精密過濾器能夠截留微小顆粒，能有效保護後級的超濾系統；中空纖維超濾系統能夠截留幾千至幾十萬的分子量，截汙能力極強，可以使水資源得到充分的回收利用，節能減排，降低了企業的生產成本；臭氧殺菌器，有效殺滅由二次汙染產生的細菌徹底保證成品水的衛生指標；用反滲透裝置代替離子交換器，脫鹽率提高，回收率高，另外在除鹽的同時，也將大部分細菌、膠體及大分子量的有機物去除，是離子交換器所不具備的優點；用EDI裝置代替混合離子交換柱，在運行過程中不需要化學再生，並且其出水電阻率較混床出水還要高，另外離子交換樹脂不需酸、鹼化學再生，節約大量酸、鹼和清洗用水，大大降低了勞動強度，更重要的是無廢酸、廢鹼液排放，屬於非化學式的水處理系統，它無需酸、鹼的貯存、處理及無廢水的排放。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本發明超濾系統的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0013]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步詳細說明。
[0014]傳統的超純水製備工藝流程為:原水經多介質過濾器後，進入活性炭過濾器，再經離子交換器進行除鹽，最後經混合離子交換柱後，生成超純水。
[0015]如圖1所示，本發明的超濾系統包括原水箱和通過高壓泵相連的預處理系統，所述預處理系統通過高壓泵與脫鹽系統相連，所述脫鹽系統連接臭氧殺菌器，臭氧殺菌器，精處理系統，和超純水箱依次相連；所述預處理系統包括依次相連的多介質過濾器，活性炭過濾器，精密過濾器和中空纖維超濾系統，所述多介質過濾器和活性炭過濾器之間，活性炭過濾器和精密過濾器之間，精密過濾器和中空纖維超濾系統之間均設有高壓泵；所述脫鹽系統為反滲透裝置；所述精處理系統採用EDI設備。其中，
多介質過濾器主要用以去除汙水中雜質、吸附油等，使水質符合循環使用的要求。本發明的多介質過濾器根據濾料的比重和粒徑的大小在過濾器罐體內科學有序的分布，如t匕重小而粒徑稍大的無煙煤放在濾床的最上層，比重適中和粒徑小的石英砂放在濾床的中層，比重大和粒徑小的礫石放在濾床的最下層，這樣的配比保證了過濾器在進行反洗的時候不會產生亂層現象，從而保證了濾料的截留能力。各介質的相對密度和粒徑應有一定差另Ij，無煙煤相對密度為1.4一 1.6，粒徑為0.8— 1.8_，石英砂相對密度為2.6—2.65，粒徑為0.5—1.2_，礫石的相對密度為4.7—5.0，粒徑為0.5 — 4_。在過濾過程中，原水經高壓泵自上而下通過濾床，水中懸浮物由於吸附和機械阻流作用被濾床表面的無煙煤層截留下來；當水流進濾床中間時，由於濾料層中的石英砂粒排列的更緊密，使水中微粒有更多的機會與砂粒碰撞，於是水中凝絮物、懸浮物和砂粒表面相互粘附，水中雜質截留在石英砂層中，從而得到澄清的水質。經過濾後的出水懸浮物可在5毫克/升以下。
[0016]活性炭過濾器用於吸附多介質過濾器無法去除的餘氯，可有效保證後級設備使用壽命，提高出水水質，防止汙染，特別是防止後級反滲透膜，離子交換樹脂等的游離態餘氧中毒汙染。同時還吸附從前級洩漏過來的小分子有機物等汙染性物質，對水中異味、膠體及色素、重金屬離子等有較明顯的吸附去除作用，還具有降低COD的作用，可以進一步降低RO進水的SDI值，保證SDI〈5，T0C<2.0ppm0活性碳過濾器採用水力模擬長徑設計，並採用粒徑合理，比表面積大於1000 m2/g的高效活性碳。本發明中，水經多介質過濾器後在高壓泵的作用下進入活性炭過濾器，經活性炭吸附後，水質餘氯含量0.1PPM。
·[0017]精密過濾器用於截留微小顆粒，保護後級的超濾系統，精密過濾器的濾芯材質有聚四乙烯、聚碸、尼龍、聚丙烯、醋酸纖維，過濾孔徑有:0.1 μ m、0.22 μ m、l μ m、3 μ m、5 μ m、10 μ m等，本發明選用過濾孔徑為5 μ m的聚丙烯。從活性炭過濾器出來的水經高壓泵進入精密過濾器，高效去除0.01 μ m及以上顆粒、油霧濃度控制在0.01ppm/wt，有效保護中空纖維超濾系統。
[0018]中空纖維超濾系統採用中空纖維超濾膜，中空纖維外徑為0.5-2.0nm，內徑為
0.3-1.4nm，中空纖維管壁上布滿微孔，孔徑以能截留物質的分子量表達，截留分子量可達幾千至幾十萬。水在高壓泵的作用下進入中空纖維超濾系統，在中空纖維外側或內腔加壓流動，分別構成外壓式與內壓式，超濾是動態過濾過程，被截留物質可隨濃縮水排除，不致堵塞膜表面，可長期連續運行。並且超濾過程不發生相變化，無需加熱，能耗低，無需添加化學試劑，無汙染，是一種節能環保的分離技術。
[0019]反滲透裝置應用膜分離技術，採用孔徑為1/10000 μ m的反滲透膜(RO膜)，使較高濃度的水變為低濃度水，同時能有效地去除水中的帶電離子、無機物、膠體微粒、細菌及有機物質等，從而達到飲用規定的理化指標及衛生標準。反滲透膜的脫鹽率提高，回收率高，在除鹽的同時，也將大部分細菌、膠體及大分子量的有機物去除，使出水水質符合國標GBI7323 — 1998 標準。
[0020]臭氧殺菌器主要用於殺滅由二次汙染產生的細菌徹底保證成品水的衛生指標。
[0021]RO分離後，純水電導率一般是40-2 μ S/cm (25°C )，但是超純水的要求為電阻率高達17ΜΩ.cm(25°C )，採用EDI裝置可以製備電阻率要求在1-18.2ΜΩ.cm(25°C )的超純水。本發明中水質經反滲透膜分離技術出水後，經臭氧殺菌器後作為EDI給水源，EDI設備的陽離子交換樹脂中含有大量的強酸性基團，如磺酸基一 S03H，容易在溶液中離解出H+，樹脂離解後，本體所含的負電基團，如S03 —，能吸附結合溶液中的其他陽離子，這兩個反應使樹脂中的H+與溶液中的陽離子互相交換，強酸性樹脂的離解能力很強，在酸性或鹼性溶液中均能離解和產生離子交換作用；EDI設備的陰離子交換樹脂中含有強鹼性基團，如季胺基(亦稱四級胺基)一 NR30H(R為碳氫基團)，能在水中離解出OH —而呈強鹼性，這種樹脂的正電基團能與溶液中的陰離子吸附結合，從而產生陰離子交換作用。這種樹脂的離解性很強，在不同PH下都能正常工作。通過陰陽離子交換樹脂，去除水質中的各種陰陽離子，從而可直接將反滲透產水提純到純水、高純水 、超純水的標準,而無需使用離子交換混床，其產水的電阻率最高可達18ΜΩ.cm。
[0022]本發明按照優選實施例進行了說明，應當理解上述實施例不以任何形式限定本發明，凡採用等同替換或等效變換的形式所獲得的技術方案，均落在本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種超濾系統，其特徵在於，包括原水箱和通過高壓泵相連的預處理系統，所述預處理系統通過高壓泵與脫鹽系統相連，所述脫鹽系統連接臭氧殺菌器，臭氧殺菌器，精處理系統，和超純水箱依次相連；所述預處理系統包括依次相連的多介質過濾器，活性炭過濾器，精密過濾器和中空纖維超濾系統，所述多介質過濾器和活性炭過濾器之間，活性炭過濾器和精密過濾器之間，精密過濾器和中空纖維超濾系統之間均設有高壓泵；所述脫鹽系統為反滲透裝置；所述精處理系統採用EDI設備。
2.根據權利要求1所述的一種超濾裝置，其特徵在於，所述多介質過濾器為層狀分布的濾床，所述濾床由上而下依次為無煙煤，石英砂，礫石。
3.根據權利要求2所述的一種超濾裝置，其特徵在於，所述無煙煤相對密度為1.4一1.6，粒徑為0.8—1.8mm，所述石英砂相對密度為2.6—2.65，粒徑為0.5—1.2mm，所述礫石的相對密度為4.7—5.0，粒徑為0.5—4mm。
4.根據權利要求1所述的一種超濾裝置，其特徵在於，所述活性炭過濾器的濾料採用比表面積大於1000 m2/g的活性碳。
5.根據權利要求1所述的一種超濾裝置，其特徵在於，所述精密過濾器的濾芯為過濾孔徑為5微米的聚丙烯。
6.根據權利要求1所述的一種超濾裝置，其特徵在於，所述中空纖維超濾系統採用中空纖維超濾膜，中空纖維的外徑為0.5-2.0nm,內徑為0.3-1.4nm。
7.根據權利要求1所述的一種超濾裝置，其特徵在於，所述反滲透裝置採用孔徑為1/10000 μ m的反滲 透膜。
【文檔編號】C02F9/06GK103663807SQ201310729181
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月26日 優先權日:2013年12月26日
【發明者】陳優國 申請人:南京海聯淨化設備有限公司