醫(yī)藥純化水技術(shù) |
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本方案涉及的流程及設(shè)備是為了滿足東莞**電子科技有限公司生產(chǎn)工藝用高純水項(xiàng)目,要求如下: 1.1純水水量 17MΩ.cm 10 m3/h 1.2、系統(tǒng)制備的主要技術(shù)參數(shù):前處理產(chǎn)水量 : ≥20m3/h;反滲透系統(tǒng)二***反滲透產(chǎn)水量 : ≥10m3/h;EDI去離子系統(tǒng)產(chǎn)水量 : ≥10m3/h; 1.3產(chǎn)水水質(zhì)指標(biāo) 10m3/h ≥17 MΩ·cm (參照國(guó)標(biāo)EW-Ⅰ)供水壓力 0.35Mpa 塵粒直徑: 0.5,1ea以下/100ml以下 溫度: 常溫; 1.4 系統(tǒng)配置:預(yù)處理、二***反滲透、EDI電再生連續(xù)除鹽裝置床。 1.5供水方式:連續(xù)產(chǎn)出(24小時(shí)運(yùn)行)。 2.3 本方案設(shè)計(jì)指標(biāo) 1.水量: 17MΩ.cm 10m3/h 2. 電阻率:10m3/h ≥17 MΩ·cm 3.15MΩ.cm水其它指標(biāo) SiO2: <50 ppb TOC: <100 ppb 塵粒直徑: 0.5μm,1ea以下/100ml以下 3.供水壓力 0.35Mpa 4.供水溫度 常溫 二***反滲透+EDI+精混床超純水設(shè)備系統(tǒng)布局預(yù)處理部分、二***反滲透部分、EDI部分、18M供水部分集中放置在中央水站,系統(tǒng)占地面積:20米×6米左右。為保證高純水的水質(zhì)和水量,將整個(gè)水處理系統(tǒng)置于PLC控制下運(yùn)行,并適時(shí)監(jiān)控。 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 控制系統(tǒng)采用分散控制,集中監(jiān)視的控制系統(tǒng)。操作站選用PLC控制器控制,組成一個(gè)高可靠性的自動(dòng)運(yùn)行和監(jiān)視控制的控制系統(tǒng)。 二***反滲透+EDI+精混床超純水設(shè)備工藝流程簡(jiǎn)圖 原水泵→石英砂濾器→活性碳濾器→阻垢加藥裝置→保安過(guò)濾器→一***高壓泵→一***反滲透裝置→PH調(diào)節(jié)裝置→一***RO水箱→二***高壓泵→二***反滲透裝置→二***RO水箱→中間水泵→TOC裝置→精密濾器→EDI設(shè)備→超純水箱→變頻水泵→UV裝置→精混床→精密濾器→用水點(diǎn) 二***反滲透+EDI+精混床超純水設(shè)備工藝說(shuō)明 預(yù)處理部分 目的:為反滲透裝置提供合格的進(jìn)水。 原水預(yù)處理的目的和組成 A.反滲透系統(tǒng)進(jìn)水要求: 污染指數(shù): SDI≤4; 余氯: <0.1 ppm 濁度 <1NTU 供水Fe3+ ≤0.01ppm。 供水水溫適宜范圍 10~30℃。 碳酸鈣飽和指數(shù) LSI:<0 B.預(yù)處理系統(tǒng)就是通過(guò)絮凝、過(guò)濾、吸附等方法使反滲透進(jìn)水達(dá)到以上要求,以實(shí)現(xiàn)以下目的: 防止反滲透裝置膜面結(jié)垢(包括CaCO3、CaSO4、SrSO4、CaF2、SiO2、鐵鋁氧化 物等); 防止膠體物質(zhì)及懸浮固體微粒對(duì)反滲透的污堵; 防止有機(jī)物質(zhì)的對(duì)反滲透的污堵和降解; 防止微生物對(duì)反滲透的污堵; 防止氧化性物質(zhì)對(duì)反滲透膜的氧化破壞; C.預(yù)處理系統(tǒng)的組成:包括石英砂濾器、活性炭濾器。 石英砂濾器 多介質(zhì)過(guò)濾器中的濾料包括多種規(guī)格的石英砂,用于除去原水中的懸浮物及及脫穩(wěn)后的膠體,以使出水的污染指數(shù)SDI<4達(dá)到RO進(jìn)水要求。 活性炭濾器 活性炭被廣泛應(yīng)用于生活用水及食品工業(yè)、化工等工業(yè)用水的凈化,由于活性炭的比表面積很大,其表面又布滿了平均為20—30埃的微孔,因此,活性炭具有很高的吸附能力。此外,活性炭的表面有大量的羥基和羧基等官能團(tuán),可以對(duì)各種性質(zhì)的有機(jī)物質(zhì)進(jìn)行化學(xué)吸附,以及靜電引力作用,因此,活性炭還能去除水中對(duì)陰離子交換劑有害的腐殖酸、富維酸、木質(zhì)磺酸等有機(jī)物質(zhì),還可去除象余氯一類對(duì)陰離子交換劑有害物質(zhì),從而提高了除鹽水處理能力,防止樹(shù)脂被氧化。通常能夠去除63%—86%膠印體物質(zhì),50%左右的鐵,以及47—60%的有機(jī)物質(zhì) 阻垢加藥裝置 自來(lái)水中含有一部分鈣、鎂離子等容易結(jié)垢性的物質(zhì),此類離子在水中的溶解性相對(duì)比較小,而反滲透部分對(duì)離子的攔截比較充分,必然會(huì)加大濃水側(cè)離子的濃度;從而導(dǎo)致影響整個(gè)反滲透膜的進(jìn)水通道。阻垢劑是一種增大難溶解性離子溶解度的一種化學(xué)藥品,通常對(duì)鈣、鎂離子的溶解度能增加3倍左右;能很好的調(diào)節(jié)由于濃縮而引起的結(jié)垢總問(wèn)題。阻垢劑的投加量一般在2-5ppm左右。根據(jù)原水水質(zhì)的總硬試值調(diào)節(jié)加藥量。 二***反滲透部分 滲透是水從稀溶液一側(cè)通過(guò)半透膜向濃溶液一側(cè)自發(fā)流動(dòng)的過(guò)程。半透膜只允許水通過(guò),而阻止溶解固形物(鹽)的通過(guò),見(jiàn)圖 (a)。 濃溶液隨著水的流人而不斷被稀釋。當(dāng)水向濃溶液流動(dòng)而產(chǎn)生的壓力足夠用于阻止水繼續(xù)凈流入時(shí),滲透處于平衡狀態(tài),見(jiàn)圖 (b)。平衡時(shí),水從任一邊通過(guò)半透膜向另一邊流入的數(shù)量相等,即處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài),而此時(shí)壓力p稱為溶液的滲透壓(注意:半透膜一邊是純水,另一邊是鹽溶液)。 當(dāng)在濃溶液上有外加壓力,且該壓力大于滲透壓時(shí),濃溶液中的水就會(huì)通過(guò)半透膜流向稀溶液,使得濃溶液的濃度更大,這一過(guò)程就是滲透的相反過(guò)程,稱為反滲透,滲透是自發(fā)過(guò)程,而反滲透則是非自發(fā)過(guò)程。反滲透系統(tǒng)正是利用反滲透的原理,將需要處理的高含鹽水用高壓泵加壓,迫使水透過(guò)反滲透膜,以達(dá)到脫除鹽份的目的。二***反滲透是對(duì)一***反滲透產(chǎn)水的進(jìn)一步提純。 保安濾器 為防止水中及管道中的微粒進(jìn)入高壓泵和RO膜組件,***設(shè)置保安濾器作為***后的預(yù)處理手段。作為保險(xiǎn)措施,即使多介質(zhì)機(jī)械濾器過(guò)濾不徹底,也能夠保證反滲透膜不會(huì)受到嚴(yán)重污染。 保安濾器內(nèi)裝5um的聚丙稀微孔濾器。當(dāng)濾器進(jìn)出囗壓差大于0.05-0.1Mpa時(shí)需更換濾芯(由于被過(guò)濾的介質(zhì)直接進(jìn)入到微孔濾膜的空隙中,因此很難通過(guò)酸堿清洗恢復(fù)通量)。濾器結(jié)構(gòu)能滿足快速更換濾芯的要求。 高壓泵 反滲透膜分離推動(dòng)力是壓力差,因此設(shè)置高壓泵使反滲透的進(jìn)水達(dá)到一定的壓力,讓反滲透過(guò)程得以進(jìn)行。即克服滲透壓使水分子透過(guò)反滲透膜到淡水層。高壓泵采用變頻器設(shè)置加、減速時(shí)間減緩高壓泵啟動(dòng)時(shí)膜的沖擊,變頻器還能進(jìn)一步起到節(jié)約能量的作用;新系統(tǒng)剛運(yùn)行的時(shí)候?qū)M(jìn)水的壓力要求比使用一段時(shí)間之后對(duì)進(jìn)水的壓力要求要低。采用變頻裝置能更好的控制高壓泵的壓力與進(jìn)水流量之前的變化。本系統(tǒng)設(shè)置了進(jìn)水低壓保護(hù)和出水高壓保護(hù)。 反滲透本體裝置 反滲透純水設(shè)備是該項(xiàng)目預(yù)脫鹽的心臟部分,經(jīng)反滲透處理的水能去除絕大部分無(wú)機(jī)鹽、有機(jī)物、微生物及細(xì)菌等。 系統(tǒng)設(shè)備選型 膜組件選用美國(guó)海德能公司8040-CPA3卷式組件。該組件由三層的薄膜復(fù)合,分別是***上面的超薄脫鹽層(厚度約為0.2μm聚銑胺材質(zhì))、中間的聚楓內(nèi)夾層和***下面的聚酯支撐網(wǎng)層。該組件膜面積400平方英尺,產(chǎn)水通量大,對(duì)無(wú)機(jī)鹽具有99.5℅的脫除率。 壓力膜管選用加拿大海德信公司專用于卷式RO組件的WAVE 300P-6型壓力膜管,該壓力膜管是增強(qiáng)FRP材質(zhì),具有抗腐蝕性,耐壓300psi,管內(nèi)壁光滑裝卸方便等***點(diǎn)。每個(gè)壓力膜管可安裝6支膜組件。 反滲透裝置工藝設(shè)計(jì) 整套系統(tǒng)反滲透膜裝置安置在一個(gè)機(jī)架上,并配置控制系統(tǒng),在進(jìn)水水溫25℃時(shí)二***反滲透產(chǎn)水量10.0T/H,每根膜組件***大的回收率15℅計(jì)算,一***反滲透裝置需配膜組件12根, WAVE 300P-4壓力膜管3根;二***反滲透裝置需配膜組件8根,WAVE 300P-4壓力膜管2根;一***反滲透組合排列形式為1-1排列,二***反滲透組合排列形式為1-1。反滲透每支壓力膜管產(chǎn)水側(cè)設(shè)有取樣囗,方便取樣。 自動(dòng)低壓沖洗裝置 反滲透在運(yùn)行的過(guò)程中,濃縮過(guò)程和濃差極化將導(dǎo)致膜表面所接觸原水的固含量濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于原水的本體濃度。因此配備自動(dòng)低壓沖洗裝置在停機(jī)后、開(kāi)機(jī)前對(duì)反滲透膜進(jìn)行定時(shí)的低壓沖洗,將附于膜表面的少量污染物沖走。沖洗完成后,系統(tǒng)自動(dòng)恢復(fù)到?jīng)_洗啟動(dòng)前的狀態(tài)。 就地儀表配置 反滲透裝置設(shè)置二次儀表顯示裝置,就地顯示產(chǎn)水量、電導(dǎo)率等重要參數(shù)。系統(tǒng)設(shè)置高、低壓保護(hù)開(kāi)關(guān),保證反滲透系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行。 反滲透脫鹽水水箱 反滲透產(chǎn)品水送入PE材質(zhì)的水箱。該水箱設(shè)置高低液位控制裝置能控制泵的聯(lián)鎖,同時(shí)配備空氣呼吸器防止大氣中塵埃顆粒和細(xì)菌進(jìn)入水箱。 反滲透化學(xué)清洗裝置 無(wú)論預(yù)處理過(guò)程多么完善,在長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中,反滲透膜面上總會(huì)日積月累水中存在的各種污染物。從而使裝置的性能下降,如組件進(jìn)出囗壓差升高、脫鹽率下降、產(chǎn)水量下降,當(dāng)這些變化超過(guò)原始值的15%時(shí),就要用化學(xué)藥品進(jìn)行清洗。為此,除日常運(yùn)行中進(jìn)行的低壓沖洗外,還需進(jìn)行定期化學(xué)清洗,有時(shí)還需進(jìn)行殺菌處理。本系統(tǒng)配置專用的化學(xué)清洗裝置,其組成和流程如下:清洗液水箱——泵——精密濾器——流量計(jì)——反滲透裝置 化學(xué)清洗準(zhǔn)則 A.裝置的產(chǎn)水量比初次或上一次清洗后下降5~10℅時(shí); B.裝置的鹽透過(guò)率比初次或上一次清洗后提高一倍時(shí); C.裝置各段的壓力差或壓力差的差值為初次或上一次清洗后的1~1.5倍時(shí) D.裝置運(yùn)行3-4個(gè)月時(shí); E.裝置在長(zhǎng)期停止運(yùn)行前用NaHSO3溶液保護(hù)。 EDI裝置 EDI是連續(xù)電再生除鹽裝置的英文縮寫(xiě),是電解、滲析及離子交換相結(jié)合的深度脫鹽裝置,由給水室、濃水室和電極室組成。給水室內(nèi)裝填常規(guī)混合離子交換樹(shù)脂,給水室和濃水室之間裝有陽(yáng)離子交換膜和陰離子交換膜。給水室中的陰(陽(yáng))離子在兩端電極作用下不斷通過(guò)裝置里的陰(陽(yáng))離子膜進(jìn)入濃水室;H2O在直流電能的作用下可分解成H+和OH-,使給水室中的混合離子交換樹(shù)脂經(jīng)常處于再生狀態(tài),因而有深度除鹽能力。因此EDI在通電狀態(tài)下可以不斷地制出純水,其內(nèi)填的離子交換樹(shù)脂不用酸堿再生。運(yùn)用EDI技術(shù)使酸堿污染降低為零,且可降低成本及勞動(dòng)強(qiáng)度。反滲透產(chǎn)水經(jīng)過(guò)EDI裝置深度脫鹽處理后出水電阻率在16.0MΩ.cm(25℃)左右 。本系統(tǒng)配置CANPURE型號(hào)為C-3000s***大處理量為3.55 T/H的膜塊共3塊,每個(gè)膜塊設(shè)置單***的電源。正常情況下3塊同時(shí)工作,每個(gè)模塊處理水量為3.3T/H。為了保障用水安全,每個(gè)模塊可以單***關(guān)閉。本系統(tǒng)設(shè)置了水流保護(hù)開(kāi)關(guān),防止干燒導(dǎo)致EDI損壞。 純水箱 EDI產(chǎn)品水送入PE材質(zhì)的水箱。該水箱設(shè)置高低液位控制裝置能控制泵的聯(lián)鎖,同時(shí)配備空氣呼吸器防止大氣中塵埃顆粒和細(xì)菌進(jìn)入水箱。 18M供水部 EDI產(chǎn)水電阻率***高在17 MΩ.cm左右,為達(dá)到用水標(biāo)準(zhǔn),在終端增加了精混床用以提升水質(zhì)。 TOC脫除器 TOC脫除器采用的是185nm的紫外光,它能夠打開(kāi)將有機(jī)物分子結(jié)合在一起的化合鍵。因此,這一波長(zhǎng)的紫外光能夠破壞水中的有機(jī)化合物、臭氧、氯和氯胺。破壞產(chǎn)生后產(chǎn)生的物質(zhì)用后續(xù)的精混床脫除。同時(shí),它也具有一定的殺菌作用 精混床 精混床是以陽(yáng)、陰兩種離子交換樹(shù)脂按一定比例混合后裝填于同一交換器中,相當(dāng)于一個(gè)多***的除鹽系統(tǒng)。其中經(jīng)H型強(qiáng)酸性陽(yáng)樹(shù)脂與水中陽(yáng)離子交換后形成的H+,和經(jīng)OH型強(qiáng)堿性陰樹(shù)脂與水中陰離子交換后形成的OH-相結(jié)合,形成電離度很小的水,使交換過(guò)程中形成的H+和OH-不能積累,從而消除了反離子對(duì)交換過(guò)程的干擾,使離子交換反應(yīng)完全,因此,混床出水水質(zhì)好。精混床樹(shù)脂不同于普通混床的樹(shù)脂,陽(yáng)離子交換樹(shù)脂氫化率及陰離子交換樹(shù)脂氫氧化率幾乎達(dá)到了***,并按比例充分混合。因此該樹(shù)脂無(wú)法再生,不過(guò)由于進(jìn)水含鹽量低,一般可用1年左右時(shí)間。 0.22μ精密濾器 0.22μ過(guò)濾器是用于阻擋純水中微小顆粒***,以絕對(duì)滿足使用點(diǎn)對(duì)產(chǎn)品水中微粒的要求。設(shè)置0.22μ精密濾器進(jìn)行深度處理,除去水中固體顆粒物,濾芯過(guò)濾精度(孔徑)0.22μm,可有效除去水中懸浮顆粒,使用的濾芯具有大量固定不規(guī)則孔徑(公稱孔徑0.22μm),屬微孔膜過(guò)濾,因膜孔徑固定,可保證過(guò)濾的精度和可靠性。濾器內(nèi)裝10支40英寸長(zhǎng),0.22μm的聚丙稀微孔濾芯,出力為10 T/H。濾器結(jié)構(gòu)能滿足快速更換濾芯的要求。 |
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