超純水處理設(shè)備廠家春新環(huán)保淺談反滲透技術(shù)在超純水處理中的應(yīng)用

　本文超純水處理設(shè)備廠家春新環(huán)保主要介紹了在超純水處理系統(tǒng)中起重要作用的反滲透生產(chǎn)工藝技術(shù)，以及影響反滲透膜性能的主要因素和改善措施。并結(jié)合超純水處理系統(tǒng)淺述了反滲透技術(shù)在超純水處理中的應(yīng)用。
　　與傳統(tǒng)的純水相比，超純水處理設(shè)備不僅關(guān)注去除水中的溶解電解質(zhì)，還關(guān)注于去除水中的有機物、溶解氧、細(xì)菌以及微小顆粒等雜質(zhì)。隨著半導(dǎo)體元器件的集成度的不斷提升，生產(chǎn)的工藝步驟越來越多，元件被重復(fù)清洗，對作為清洗介質(zhì)的超純水的要求越來越高，如果超純水品質(zhì)達(dá)不到要求，其本身對器件就是一種污染，更談不上清洗。作為制造超純水的原水通常含有電解質(zhì)、有機物、懸浮物、微生物以及溶解性氣體等雜質(zhì)，任何一種單一的處理手段都難以將所有的污染物全部去除，為了有效去除各種雜質(zhì)，需要各種處理手段的綜合運用。其中，反滲透膜處理可起到非常重要的作用。
　　1 反滲透的原理
　　利用超靜壓力泵高壓滲透，使水分子和離子態(tài)的礦物質(zhì)元素，通過一層逆滲透膜，而溶解在水中的絕大部分重金屬、有機物以及細(xì)菌、病毒等，則無法透過 逆滲透膜被截留。以逆滲透原理，將水中所含不純物質(zhì)如熱原、濾過性病毒、細(xì)菌、毒素、化合物、重金屬（砷、鈷、鎘、汞等）有毒物質(zhì)、金屬、鹽類、游離子等危害人體健康的物質(zhì)，逆滲透膜使雜質(zhì)與純水隔離，并制造出純凈水。
　　RO膜采用先進(jìn)的逆滲透進(jìn)水系統(tǒng)，同時設(shè)計了預(yù)處理和后處理，對原水進(jìn)行深度處理，脫鹽率達(dá)到99%以上。
　　2 反滲透在超純水處理中的應(yīng)用
　　2.1 反滲透系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備的選用
　　根據(jù)合肥彩虹藍(lán)光科技有限公司的水質(zhì)情況，為確保系統(tǒng)的長期平穩(wěn)運行，我們選用了貝爾反滲透壓力容器、陶氏反滲透膜、格蘭富高壓水泵和進(jìn)口水質(zhì)監(jiān)測儀表，以及其他一些國產(chǎn)的設(shè)備。在運行控制方面，以反滲透系統(tǒng)為獨立的單元進(jìn)行自動運行控制，并安裝了電導(dǎo)率報警、產(chǎn)水負(fù)壓和高壓泵高低壓保護等裝置。該系統(tǒng)還可以采取手動控制，以便系統(tǒng)的調(diào)試和維修。
　　2.2 預(yù)處理系統(tǒng)
　　反滲透膜對進(jìn)水水質(zhì)有一定的要求，由于水中所含的膠體、微生物、無機鹽等懸浮物和各種溶解性物質(zhì)在反滲透過程中隨水的體積減少，其濃度隨之增加 ， 導(dǎo)致懸浮物在膜上逐漸沉積，進(jìn)而堵塞進(jìn)水通道，增加阻力；而溶解性物質(zhì)達(dá)到飽和濃度后會在膜表面結(jié)垢，阻止水分子的通過，使運行壓力和壓差增大，還將導(dǎo)致透鹽率的升高。我們經(jīng)過對合肥彩虹藍(lán)光科技有限公司的水質(zhì)進(jìn)行分析后，采用了以石英砂和無煙煤為濾料的多介質(zhì)過濾器和以活性炭為濾料的活性炭過濾器的預(yù)處理方式。并加裝了NaClO和絮凝劑投加裝置，來增加過濾效果，達(dá)到預(yù)處理后的SDI值〈5，滿足RO進(jìn)水要求。
　　2.3 反滲透系統(tǒng)
　　2.3.1 反滲透膜概況
　　合肥彩虹藍(lán)光科技有限公司采用了兩級兩段法來設(shè)計，反滲透裝置總共有四套，共使用了240支膜元件，分裝在40個RO壓力容器中，每個壓力容器填裝6支膜。每套產(chǎn)能54t/h， 其排列方式為一級兩段式，比例為6/4，其中一段有6支膜殼，二段有4支膜殼。每套反滲透設(shè)計回收率為75%，每套進(jìn)水流量為72m3/h，運行壓力為10～15bar，水溫為16～23℃，產(chǎn)水電導(dǎo)率〈10?s/cm.
　　2.3.2 反滲透膜性能的主要影響因素
　　反滲透的主要指標(biāo)就是產(chǎn)水流量和脫鹽率，它們又受進(jìn)水水質(zhì)條件和運行參數(shù)的影響，運行參數(shù)主要包括進(jìn)水壓力和回收率等，在反滲透裝置運行過程中發(fā)現(xiàn)主要有以下因素影響其性能。
　　（1）膜被污染及侵蝕。 當(dāng)進(jìn)水通過膜過濾時，進(jìn)水中的懸浮性固體、膠體和可溶性高分子物會因被濃縮而聚集在膜的表面，使膜受到污染。此外，在膜界面上被濃縮了的進(jìn)水中含有的微生物會因新陳代謝而在膜表面產(chǎn)生一種絮狀粘液，從而導(dǎo)致膜的侵蝕。
　?。?）膜的濃差極化。 在分離過程中，由于水的不斷透過，膜界面附近溶質(zhì)的濃度一般都高于主體溶液中溶質(zhì)的濃度，從而行成了膜的濃差極化，嚴(yán)重時，溶質(zhì)還會以固體形式析出。濃差極化容易導(dǎo)致膜通量或分離率的下降。
　?。?）膜本身的惡化。 膜本身的惡化包括膜的化學(xué)變化和膜形態(tài)結(jié)構(gòu)的變化。膜化學(xué)變化主要是由于膜材料中含有一些容易水解的化學(xué)基團，在進(jìn)水的溫度、PH值等因素的影響下發(fā)生水解、氧化或降解，從而改變了膜的性能。
　　2.3.3 改善反滲透膜性能的措施
　　（1）控制進(jìn)水的溫度
　　任何一種膜材料都有一個適宜的使用溫度范圍。一般在規(guī)定的范圍內(nèi)，提高進(jìn)水的溫度有利于提高膜的透水速度，但是超過了膜材料高允許的使用溫度，膜本身會加快水解速度，從而造成膜結(jié)構(gòu)不可逆變化。此外，較高的水溫還會加速細(xì)胞的繁殖，使膜材料更容易受到細(xì)菌侵蝕。因此，當(dāng)進(jìn)水超過高允許使用溫度時，要采取降溫措施，但當(dāng)進(jìn)水溫度過低時，膜的水通量會下降。考慮到各方面的因素，我們在反滲透前端加了一套熱交換器來控制進(jìn)水溫度，一般把進(jìn)水溫度控制在22～25℃范圍內(nèi)。
　?。?）控制進(jìn)水的PH值
　　膜材料都存在著一個適宜的PH值范圍。當(dāng)進(jìn)水PH超過了膜允許的PH值范圍，膜材料便容易水解或降解。因此，對進(jìn)水的PH值進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整是非常必要的。我們在反滲透進(jìn)水端加了一套酸堿加藥點來調(diào)節(jié)進(jìn)水的PH，并安裝有PH儀表實時監(jiān)測進(jìn)水的PH值。將進(jìn)水PH控制在8～9范圍內(nèi)。
　　3、反滲透膜運行中注意事項
　　反滲透系統(tǒng)在投運及停運時必須嚴(yán)格按照操作程序執(zhí)行，防止急啟急停壓力沖擊，運行過程中保證加入的還原劑、阻垢劑以及堿量達(dá)標(biāo)，否則長時間在非正常介質(zhì)環(huán)境下運行會對膜本身造成不可逆轉(zhuǎn)損傷。
　　在正常運行一段時間以后，進(jìn)水中可能存在懸浮物和各種鹽類還將污染反滲透膜元件，污染性質(zhì)和速度取決于進(jìn)水水質(zhì)和系統(tǒng)回收率等因素。當(dāng)反滲透系統(tǒng)出現(xiàn)以下狀況時需要進(jìn)行化學(xué)清洗：（1）在正常進(jìn)水壓力下，產(chǎn)水量較正常值下降10%～15%；（2）產(chǎn)水水質(zhì)降低10%～15%，即電導(dǎo)率升高10%～15%；（3）供水壓力增加10%～15%；（4）系統(tǒng)各段壓差明顯增加。以上現(xiàn)象只要出現(xiàn)一種，均應(yīng)立即查明原因，如需清洗應(yīng)嚴(yán)格安裝廠家的操作規(guī)程執(zhí)行。
　　4、反滲透系統(tǒng)運行效果跟蹤
　　本系統(tǒng)運行3年多來為合肥彩虹藍(lán)光科技有限公司的芯片生產(chǎn)線提供了充足合格的超純水。
　   反滲透膜運行參數(shù)
　　日 期 進(jìn)水壓力/Mpa 脫鹽率/% 產(chǎn)水量/（m3/h） 回收率/%
　　2012.10 1.20 99.2 56 77
　　2013.10 1.30 98.8 55 76
　　2014.10 1.35 98.3 52 74
　　本系統(tǒng)運行3年多來，脫鹽率和產(chǎn)水量等性能保持良好，雖然進(jìn)水壓力有所提高，但其幅度還在理想范圍內(nèi)。本系統(tǒng)的長期穩(wěn)定運行與嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，尤其是嚴(yán)格控制預(yù)處理質(zhì)量關(guān)和回收率的合理控制密不可分，為合肥彩虹藍(lán)光科技有限公司的節(jié)能減排、提高經(jīng)濟效益做出了重要貢獻(xiàn)。
　　結(jié) 論：
　　在半導(dǎo)體行業(yè)的超純水處理系統(tǒng)中，采用反滲透膜法生產(chǎn)工藝進(jìn)行初級處理對不管是水質(zhì)要求還是節(jié)能減排方面都具有明顯優(yōu)勢。但是該工藝在運行過程中需要重視預(yù)處理的效果和反滲透膜進(jìn)出口的壓差變化，以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和經(jīng)濟性。
以上就是超純水處理設(shè)備廠家春新環(huán)保為大家介紹的反滲透技術(shù)在超純水處理中的應(yīng)用，希望能幫助到大家！