一种超纯水生产系统的制作方法

本发明涉及水处理领域，尤其涉及一种超纯水生产系统。

背景技术：

超纯水是纯度极高的水，其既将水中的导电介质几乎完全去除，又将水中不离解的胶体物质、气体及有机物均去除至很低程度的水，超纯水的电阻率大于18MΩ*cm，或接近18.2MΩ*cm极限值。其一般用于集成电路工业中用于半导体原材料和所用器皿的清洗、光刻掩模版的制备和硅片氧化用的水汽源等。此外，其他固态电子器件、厚膜和薄膜电路、印刷电路、真空管等的制作也都要使用超纯水。

超纯水一般的工艺处理比较难以实现，目前超纯水的工艺包括以下几种方式：

1、预处理系统→反渗透系统→中间水箱→粗混合床→精混合床→纯水箱→纯水泵→紫外线杀菌器→精密过滤器→用水对象（≥18MΩ.CM）(传统工艺)；

2、预处理→反渗透→中间水箱→水泵→EDI装置→纯化水箱→纯水泵→紫外线杀菌器→0.2或0.5μm精密过滤器→用水对象（≥18MΩ.CM）(最新工艺)；

3、预处理→一级反渗透→加药机（PH调节）→纯水箱→纯水泵→EDI装置→紫外线杀菌器→0.2或0.5μm精密过滤器→用水对象（≥17MΩ.CM）(最新工艺)；

4、预处理→反渗透→中间水箱→水泵→EDI装置→纯水箱→纯水泵→紫外线杀菌器→0.2或0.5μm精密过滤器→用水对象（≥15MΩ.CM）(最新工艺)。

上述各种工艺采用的设备均比较多，整个系统的占地面积较大。

技术实现要素：

针对上述技术问题，本发明的目的是提供一种占地面积较小的、节省设备投资和运行费用的超纯水生产系统。

本发明的技术方案如下：

一种超纯水生产系统，其由以下设备组成：

原水箱；

预处理装置；所述预处理装置通过原水泵与所述原水箱连通；

一级反渗透处理装置；所述一级反渗透处理装置与所述预处理装置通过第一高压泵连通；

一级纯水箱，所述一级纯水箱与所述一级反渗透处理装置的出水管路连通；

二级反渗透处理装置，所述二级反渗透处理装置与所述一级纯水箱通过第二高压泵连通；

EDI处理装置，所述EDI处理装置与所述二级反渗透处理装置直接连通；以及

超纯水箱，所述超纯水箱与所述EDI处理装置的出水管路连通。

其中，所述一级反渗透处理装置包括一级一段反渗透膜堆和一级二段反渗透膜堆，所述一级一段反渗透膜堆的浓水出口与所述一级二段反渗透膜堆的进水口连通。

其中，所述一级一段反渗透膜堆和所述一级二段反渗透膜堆的膜的数量比为2:1。

其中，所述二级反渗透处理装置包括二级一段反渗透膜堆和二级二段反渗透膜堆，所述二级一段反渗透膜堆的浓水出口与所述二级二段反渗透膜堆的进水口连通。

其中，所述二级一段反渗透膜堆和所述二级二段反渗透膜堆的膜的数量比为3:1。

其中，所述超纯水系统还包括安装专用机架，所述安装专用机架包括：

第一水平支架，所述第一水平支架为由第一边横杆、第一边竖杆、第二边横杆和第二边竖杆首尾依次连接形成的矩形框架；

第二水平支架，所述第二水平支架为由第三边横杆、第三边竖杆、第四边横杆和第四边竖杆首尾依次连接形成的矩形框架，所述第二水平支架位于所述第一水平支架的上方，且所述第二水平支架的框架面积小于所述第一水平支架的框架面积；以及

四根垂直竖杆，所述四根垂直竖杆的一端固定在所述第二水平支架的角上；所述四根垂直竖杆的另一端固定在所述第一水平支架上；

其中所述一级反渗透处理装置和所述二级反渗透处理装置平行排列固定在所述第一水平支架和所述第二水平支架之间。

进一步的，所述第一高压泵、第二高压泵、一级纯水箱和所述EDI处理装置均安装在所述一级反渗透处理装置和二级反渗透处理装置的侧面。

进一步的，在所述第一水平支架上还设置有若干中间横杆和中间竖杆，所述第一高压泵、第二高压泵和所述EDI处理装置通过所述中间横杆和/或中间竖杆安装在所述第一水平支架上。

进一步的，在所述第一水平支架的上方还设置有第三水平支架，所述第三水平支架与所述第二水平支架在所述水平面上的投影互不干涉，所述一级纯水箱安装在所述第三水平支架上。

进一步的，所述预处理装置包括依次连通的多介质过滤器、活性炭过滤器、软化器和精密过滤器。

本发明的有益效果是：

（1）本发明的超纯水生产系统采用了二级反渗透装置，其可以其出水可满足进EDI的条件，同时省去了EDI前的增压泵，进而通过EDI装置进一步进行脱盐处理；

（2）本发明的超纯水生产系统的二级反渗透处理装置和EDI处理装置之间没有设置二级水箱，二级反渗透处理装置的出水直接进入EDI处理装置，也就是说与现有工艺相比，本发明的超纯水生产系统省去了一个二级纯水箱，节省了设备投资，节省了运行费用，同时也减小了整个超纯水生产系统的占地面积；

（3）本发明的超纯水生产系统采用了专用机架将多个水处理装置模块化，通过对装置的有机组合，最大限度的节省整个超纯水生产系统的占地面积；

（4）本发明的超纯水生产系统将整个水处理系统集成为一体化水处理系统，该安装能够在生产厂家完成，之后运输至安装位置即可安装，极大的节省了安装人员的人工费用和设备费用。

附图说明

图1为本发明的超纯水生产系统的整体流程图；

图2为本发明的超纯水生产系统的具体示意图；

图3是本发明的超纯水生产系统的一级反渗透处理装置的放大示意图；

图4是本发明的超纯水生产系统的二级反渗透处理装置的放大示意图；

图5为本发明的超纯水生产系统的专用机架的整体示意图；

图6为安装具体设备后的超纯水生产系统的整体示意图；

图7为图6所示的超纯水生产系统的侧面示意图。

具体实施方式

为了使本发明的超纯水生产系统的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

参见图1，本发明提供了一种超纯水生产系统，其由以下设备组成：原水箱100、预处理装置200、一级反渗透处理装置300、一级纯水箱400、二级反渗透处理装置500、EDI处理装置600和超纯水箱700。

参见图1和图2，所述预处理装置200通过原水泵与所述原水箱100连通，一级反渗透处理装置300与所述预处理装置200通过第一高压泵连通，一级纯水箱400与所述一级反渗透处理装置300的出水管路连通，所述二级反渗透处理装置500与所述一级纯水箱400通过第二高压泵连通，EDI处理装置600与所述二级反渗透处理装置500直接连通，所述超纯水箱700与所述EDI处理装置600的出水管路连通。储存在原水箱中的原水通过原水泵进入预处理装置去除水中的泥沙、悬浮物等杂质后通过第一高压泵进入一级反渗透处理装置，一级反渗透处理装置的出水进入一级纯水箱，一级纯水箱的一级纯水再次通过第二高压泵打入二级反渗透处理装置，二级反渗透处理装置的出水直接进入EDI处理装置进行深度脱盐处理后进入超纯水箱然后输送至用水单位。

与现有的处理技术相比，本发明的设备中在二级反渗透处理装置和EDI处理装置之间少了一个二级纯水箱和增压泵（因此款AMPURE的EDI膜块产水量小于3t/h进水压力满足0.7-1公斤时即可正常工作，而二级RO的产水压力可在此条件下正常工作，因此二级产水提供打入EDI处理装置的动力）。发明人在实践中发现，当超纯水的处理量小于3t/h时，可以省去二级纯水箱，二级反渗透处理装置的二级出水直接进入EDI处理装置。现有的工艺中设计二级纯水箱是为了避免反渗透处理装置的出水产生背压而对反渗透膜造成损害，发明人发现系统越大进EDI的压力要求越高，当高于3t/h时进EDI压力要求需大于1公斤，而此时若不加水箱直接靠产水压力来满足EDI运行的压力会使反渗透产水侧产生背压，发明人发现当超纯水的处理量小于3t/h时二级反渗透处理装置的出水侧压力正好不会使反渗透产水侧背压，因此省去了二级纯水箱和增压泵，节省了设备费用，节省了运行费用，也减小了整个系统的占地面积。

另外，本发明采用了一级反渗透和二级反渗透配合使用的处理工艺，从而保证了超纯水的处理效果。与仅使用一级反渗透处理装置相比，采用两级反渗透的处理工艺EDI处理装置的负荷小，使用寿命长。

较佳的，作为一种可实施方式，所述一级反渗透处理装置包括一级一段反渗透膜堆和一级二段反渗透膜堆，所述一级一段反渗透膜堆的浓水出口与所述一级二段反渗透膜堆的进水口连通。参见图3，一级一段反渗透膜堆包括第一反渗透膜310、第二反渗透膜320、第三反渗透膜330和第四反渗透膜340，一级二段反渗透膜堆包括第五反渗透膜350和第六反渗透膜360。其中第一反渗透膜310、第二反渗透膜320、第三反渗透膜330和第四反渗透膜340并列设置，预处理装置的出水分别进入第一反渗透膜、第二反渗透膜、第三反渗透膜和第四反渗透膜，第一反渗透膜310、第二反渗透膜320、第三反渗透膜330和第四反渗透膜340的出水进入一级纯水箱。第一反渗透膜、第二反渗透膜、第三反渗透膜和第四反渗透膜的浓水进入一级二段反渗透膜堆进行处理，一级二段反渗透膜堆的出水进入一级纯水箱。本实施例中的一级反渗透处理装置采用了二段式的处理方式，提高了反渗透的出水率，降低了能耗。

更佳的，所述一级一段反渗透膜堆和所述一级二段反渗透膜堆的膜的数量比为2:1。

较佳的，作为另一种可实施方式，所述二级反渗透处理装置包括二级一段反渗透膜堆和二级二段反渗透膜堆，所述二级一段反渗透膜堆的浓水出口与所述二级二段反渗透膜堆的进水口连通。参见图4，二级一段反渗透膜堆包括第七反渗透膜510、第八反渗透膜520和第九反渗透膜530，二级二段反渗透膜堆包括第十反渗透膜540。同样的，一级纯水箱的一级纯水平行并列进入第七反渗透膜510、第八反渗透膜520和第九反渗透膜530，第七反渗透膜510、第八反渗透膜520和第九反渗透膜530的浓水进入第十反渗透膜540。

更佳的，所述二级一段反渗透膜堆和所述二级二段反渗透膜堆的膜的数量比为3:1。

进一步的，一级反渗透处理装置和二级反渗透处理装置的膜的数量比为3:1。

参见图2，所述预处理装置200包括依次连通的多介质过滤器210、活性炭过滤器220、软化器230和精密过滤器240。原水依次通过多介质过滤器、活性炭过滤器、软化器和精密过滤器。其中在精密过滤器上设置有压力显示仪表。可以根据实际水质设置不同的预处理装置。

使用本发明的超纯水生产系统后，出水的电阻率能够达到17MΩ。

由于待处理的原水水质各不相同，对处理后的水质要求也不尽相同，再加上待处理的原水水量的不同，因此对于每个水处理项目来说一般都需要单独进行工艺设计，然后根据设计选取适当的设备进行组装。水处理的设备种类繁多，再加上各种连接管件，其结果是每个水处理系统的设备零件非常多。现在许多水处理公司会根据设计采购各种设备和配件，然后运至安装位置进行安装，这样造成的人工费用较大，而且占地面积较大。为此，本发明还设计了一种安装专用机架，该安装专用机架能够将各个设备合理配置，合理安排连接管线的位置，使其体积紧凑，占地面积小，安装方便，运输方便。

参见图5和图6，所述安装专用机架800包括第一水平支架、第二水平支架和四根垂直竖杆。具体的，所述第一水平支架为由第一边横杆811、第一边竖杆812、第二边横杆813和第二边竖杆814首尾依次连接形成的矩形框架；所述第二水平支架为由第三边横杆821、第三边竖杆822、第四边横杆823和第四边竖杆824首尾依次连接形成的矩形框架，所述第二水平支架位于所述第一水平支架的上方，且所述第二水平支架的框架面积小于所述第一水平支架的框架面积。四根垂直竖杆分别为第一垂直竖杆831、第二垂直竖杆832、第三垂直竖杆833和第四垂直竖杆834，这四根垂直竖杆的一端固定在所述第二水平支架的矩形框架的角上；所述四根垂直竖杆的另一端固定在所述第一水平支架上。该安装专用机架通过简单的结构能够使整个超纯水生产系统一体化，方便系统的布线和连接管路的安装，同时这些安装可以在生产厂家完成，组装之后在运输至安装位置进行安装，大大减少了安装费用和安装工期。安装专用机架的尺寸可以根据设备的尺寸设计。

参见图7，其中所述一级反渗透处理装置300和所述二级反渗透处理装置500平行排列固定在所述第一水平支架和所述第二水平支架之间。一级反渗透处理装置和二级反渗透处理装置的每个膜组件可以水平安装也可以竖直安装。参见图7，图7中的每个膜组件水平安装在安装专用机架上。参见图7，在第四边竖杆和第二边竖杆之间还平行设置有多根中间边竖杆801，中间边竖杆801的两端固定在四根垂直竖杆的某两根垂直竖杆上，膜组件就固定在这些中间边竖杆上。采用中间边竖杆的设计能够使多个膜组件的安装有序化，进而使整个膜堆的连接管路的安装有序化和最小化，也方便管路检修。当然，当膜组件竖直安装时，膜组件的两端可以固定在第二边横杆和第四边横杆上。膜组件的两侧用来设置连接管路。

较佳的，作为一种可实施方式，参见图6，所述第一高压泵001、第二高压泵002、一级纯水箱400和所述EDI处理装置600均安装在所述一级反渗透处理装置300和二级反渗透处理装置500的侧面。这样布置整个布局能够使整个系统最大限度的利用了空间，而且方便连接管路的布线。

进一步的，参见图6，在所述第一水平支架上还设置有若干中间横杆和中间竖杆，所述第一高压泵、第二高压泵和所述EDI处理装置通过所述中间横杆和/或中间竖杆安装在所述第一水平支架上。如图6所示，在第一高压泵和第二高压泵下方设置有中间横杆，第一高压泵和第二高压泵支撑在中间横杆上。在支撑用的中间横杆之间可以用来设置连接管路以及仪表。

进一步的，参见图6，在所述第一水平支架的上方还设置有第三水平支架840，所述第三水平支架840与所述第二水平支架在所述水平面上的投影互不干涉，所述一级纯水箱400安装在所述第三水平支架840上。第三水平支架同样为矩形框架。由于省去了二级纯水箱，因此本实施例的安装专用支架可以仅设置一个第三水平支架，而在第三水平支架的侧面布置其他设备，从而使整个布局紧凑合理。

本实施例的安装专用机架，根据各个水处理设备的大小和连接管线的位置等，对水处理设备的安装位置和连接管线进行了合理配置，采用了机架设置了多个安装区，每个安装区安装不同的设备，采用了水处理设备用机架后将整个水处理系统组装为一个整体，这种组装方式可以在车间完成然后整体运输，在安装位置只需要连接进出水即可。这样极大的方便了运输，节省了人工费用，并且节省了整个水处理系统的占地面积，产生了极大的经济效益。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以权利要求为准。