零废水排放的制备超纯水的系统和方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种纯水的制备方法，具体设及一种生产过程零废水排放的制备超纯 水的系统和方法。
【背景技术】
[0002] 水是一种最常见的化合物，它既是生命之源，也是现代工业不可或缺的重要资源。 随着科学技术的发展，许多领域对水质量的要求越来越高，纯水制备技术成为一个热口研 究领域。
[0003] 纯水分为饮用纯水和工业纯水。工业纯水根据电导率分为=种，如下表1所示。
[0004] 表1工业纯水分类（25 °C)
超纯水作为高品质的分析实验用水、生产工艺用水和锅炉设备补给用水广泛用于电 子、医药、电力、化工等众多工业领域。它不仅与产品的质量和成品率有着直接的关系，而且 对各个行业的发展产生积极的影响，是生产过程中不可或缺的原材料之一。 阳0化]关于超纯水的制备方法，张志坤等在《超纯水制备》(现代化工，2011，04期：79-82) 一文中提到用预处理+二级反渗透+电去离子邸1+抛光精混床的工艺流程处理石化公司 地下水制备超纯水。文中将石英砂过滤器和精密过滤器作为预处理，去除原水中的悬浮物、 胶体、色度、浊度、有机物等，一级反渗透作为预脱盐装置，脱除水中大部分的溶解盐类、颗 粒、硬度、活性娃；二级反渗透和电去离子作为精脱盐装置，进一步脱除水中微量的溶解盐 类、硬度和Si化，使整个系统的出水水质达到超纯水出水水质要求；电去离子邸I和抛光精 混床作为第=套工序，主要起第=重保障作用，保障出水水质满足油田伴生气洗涂水质需 要。该工艺工作性能可靠、产水量为3吨A，出水水质稳定，产水电阻率在0. 056yS/cmW 下，符合工业超纯水的标准，而且抛光精混床的再生周期大大延长，减少了部分环境污染。 但是，该工艺需要使用邸I装置，EDI装置的初期投资昂贵，维修比较困难，很多材料及配件 均要求进口，初期投资非常昂贵，不适用于中小型企业，而且邸I在水电离模式下工作时， 电能和除盐的效率较低。
[0006] 又例如中国专利文献CN104150663A(申请号201410438809. 2)公开了一种超 纯水生产系统，包括预处理子系统、反渗透子系统、混床子系统；所述预处理子系统包括依 次相连接的原水箱、原水累、多介质过滤器、活性炭过滤器、保安过滤器；所述反渗透子系统 包括一级高压累、RO反渗透系统、RO水箱、二级高压累、纯水箱，所述RO反渗透系统包括一 级反渗透主机、二级反渗透主机；所述混床子系统包括纯水累、混床、紫外线杀菌器、精密过 滤器，纯水箱与纯水累相连接，纯水累、混床、紫外线杀菌器、精密过滤器依次连接。
[0007] 上述超纯水制备工艺中均使用了混床，混床运行过程中需要频繁用酸碱进行再 生，产生大量酸碱废液，上述文献中未提到酸碱废液的处理方法；目前混床再生产生的酸碱 废水的处理是将其中和后排放到市政污水管网，运种处理方式也是水资源的浪费。
[0008] 近年来，随着人们节约资源和环境保护意识的不断提高，不仅要求水质能够满足 各领域的用水要求，还要对制备超纯水工艺中一些造成水资源浪费和污染环境的技术工艺 加W改进，运些都推动了纯水制备技术的不断发展。
【发明内容】
[0009] 本发明所要解决的技术问题是提供一种生产过程零废水排放的制备超纯水的系 统和方法。
[0010] 实现本发明第一目的的技术方案是一种零废水排放的制备超纯水的系统，包括预 处理子系统、脱盐子系统、精处理子系统和再生废水预处理子系统。
[0011] 所述预处理子系统包括通过管道依次连接的原水储罐、水累、软化过滤器、抑值调 节罐、石英砂过滤器、活性炭过滤器、沸石过滤器和预处理水储罐。
[0012] 脱盐子系统包括通过管道依次连接的第一高压累、一级反渗透主机、反渗透水箱、 第二高压累、二级反渗透主机、紫外线杀菌器、精密过滤器和脱盐水储罐，第一高压累的进 水口与预处理子系统的预处理水储罐的出水口相连。
[0013] 精处理子系统为混床系统，包括加压累、2组混合离子交换柱和超纯水储罐，加压 累的进水口通过管道与脱盐子系统的脱盐水储罐的出水口相连，加压累的出水口与混床的 进水口通过管道连通，混床的出水口通过管道与超纯水储罐相连通。
[0014] 再生废水预处理子系统包括再生废水中和池和蒸发结晶装置，所述蒸发装置设有 冷凝水收集管道和冷凝水储罐，冷凝水储罐的出水口通过水累和管道与预处理子系统的软 化过滤器相连通，管道上设有阀口；其中精处理子系统的混合离子交换柱的再生酸液出口 通过管道通入再生废水中和池中，再生碱液出口也通过管道通入再生废水中和池中，再生 废水中和池的出水口通过水累和管道将池中废水输送至蒸发装置中。
[0015] 所述预处理子系统的抑值调节罐包括罐主体、酸液罐和碱液罐，酸液罐和碱液罐 设置在罐主体的上方，酸液罐和碱液罐分别通过管道与罐主体联通，管道上设有阀口；罐主 体上还设有抑值检测仪，抑值检测仪的电极浸在抑值调节罐内的液体中，即时读取测量 罐内液体的抑值；酸液罐内储存20%~30%的盐酸，碱液罐内储存15%~20%的氨氧化钢 溶液。
[0016] 所述精处理子系统的混合离子交换柱的柱身上设有再生酸液进口、再生酸液出 口、再生碱液进口、再生碱液出口；再生酸液进口通过管道与盐酸储罐相连通，再生碱液进 口通过管道与氨氧化钢溶液储罐相连通，其中盐酸储罐中盐酸的浓度为20%~30%，氨氧化 钢溶液储罐中氨氧化钢溶液的浓度为15%~20%。
[0017] 预处理子系统的处理负荷为脱盐子系统处理负荷的8~12倍，预处理子系统的处 理负荷为精处理子系统的处理负荷的8~12倍。
[001引实现本发明第二目的的技术方案是一种零废水排放的制备超纯水的方法，包括W下步骤： ①原水预处理；将原水通入原水储罐中，打开水累，原水通过软化过滤器，去除水中结 垢离子，降低原水硬度；从软化过滤器流出的水进入抑值调节罐内，pH值检测仪及时读取 罐内水的抑值，若罐内水的抑值大于7. 0,向罐内滴加盐酸至抑值读数为7. 0,若罐内水 的抑值小于7. 0,向罐内滴加氨氧化钢溶液至抑值读数为7. 0,若罐内水的抑值为7.O则 不需要调节。
[0019]pH值调至7. 0的水从pH值调节罐流出，依次经过石英砂过滤器、活性炭过滤器和 沸石过滤器，经过该=级过滤除去水中的1~20ym的固体悬浮物、胶体、有机物，减轻后续 反渗透膜处理负荷，从沸石过滤器流出的水储存在预处理水储罐内。
[0020] ②脱盐处理；脱盐子系统的第一高压累将预处理水储罐内的水输送至一级反渗透 主机内，经过一级反渗透脱除水中大部分的溶解盐类、颗粒、硬度和活性娃；经一级反渗透 处理的水再进行二级反渗透，进一步脱除水中微量的溶解盐类、硬度和Si〇2。
[0021] 经过两级反渗透处理的水送入紫外线杀菌器中，紫外线破坏生物体的核酸功能而 使细菌死亡；紫外线杀菌器流出的水进入精密过滤器中，水中的细菌被除去，从精密过滤器 流出的水储存在脱盐水储罐内。
[0022] ③精处理；精处理子系统的加压累将步骤②脱盐处理后的水输送至混床中，在混 床中深度去除水中的矿物质，出水水质的电导率达到超纯水的标准，得到的超纯水储存在 超纯水储罐内。
[0023] ④混床再生废液处理；连续处理完毕100~150吨原水后，混床内的阴离子交换树 脂和阳离子交换树脂使用盐酸和氨氧化钢分别再生后，对再生废液预处理，即将再生的废 酸和废碱液通入再生废水预处理子系统的再生废水中和池中，在中和池中中和后送入蒸发 结晶装置中加热，随着蒸发结晶装置中盐浓度的升高，氯化钢析出，收集结晶的氯化钢，蒸 发过程中产生的水蒸汽冷凝后储存在冷凝水储罐内。
[0024] 预处理后，冷凝水储罐内的水送入制备超纯水系统的预处理子系统的软化过滤器 中，按照上述步骤①至步骤③进行纯化得到超纯水。
[00巧]具体的，预处理后，冷凝水储罐内的水从软化过滤器流出的水进入抑值调节罐 内，抑值检测仪读取罐内水的抑值，并将抑值调节罐内水的