一种超滤系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种超滤系统，包括原水箱和通过高压泵相连的预处理系统，预处理系统通过高压泵与脱盐系统相连，脱盐系统依次连接臭氧杀菌器，精处理系统和超纯水箱，其中预处理系统包括依次相连的多介质过滤器，活性炭过滤器，精密过滤器和中空纤维超滤系统，脱盐系统采用反渗透装置，精处理系统采用EDI设备。本发明的超滤系统用反渗透装置代替传统使用的离子交换器，脱盐率提高，回收率高，另外在除盐的同时，也将大部分细菌、胶体及大分子量的有机物去除；用EDI装置代替混合离子交换柱，在运行过程中不需酸、碱化学再生，节约大量酸、碱和清洗用水，大大降低了劳动强度，更重要的是无废酸、废碱液排放，有利于环保。
【专利说明】一种超滤系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种超滤系统，属于净化【技术领域】。
【背景技术】
[0002]超滤装置即使用超滤技术对水进行净化处理，从而得到超纯水的设备，超纯水是指将水中的电介质几乎完全去除，同时将水中不离解的气体，胶体物质以及有机物质(包括细菌等)也去除至很低程度的水，其电阻率一般为18ΜΩ.cm (25° C)，含盐量〈0.1mg/L。超纯水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。超纯水的制备工艺非常复杂且困难，一般的工艺很难达到超纯水的标准，因此，如何改进现有技术的不足，利用膜技术提供一种在生产过程中的新的超纯水装置仍然是本【技术领域】技术人员亟待解决的课题。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种超滤系统，其结构简单、能广泛应用于不同【技术领域】进行提取、提纯、获得超纯水、降低生产费用、提高企业经济效益。
[0004]为解决上述问题，本发明所采用的技术方案为: 一种超滤系统，包括原水箱和通过高压泵相连的预处理系统，所述预处理系统通过高压泵与脱盐系统相连，所述脱盐系统连接臭氧杀菌器，臭氧杀菌器，精处理系统，和超纯水箱依次相连；所述预处理系统包括依次相连的多介质过滤器，活性炭过滤器，精密过滤器和中空纤维超滤系统，所述多介质过滤器和活性炭过滤器之间，活性炭过滤器和精密过滤器之间，精密过滤器和中空纤维超滤系统之间均设有高压泵；所述脱盐系统为反渗透装置；所述精处理系统采用EDI设备。
[0005]前述的多介质过滤器为层状分布的滤床，所述滤床由上而下依次为无烟煤，石英砂，砾石。
[0006]前述的无烟煤相对密度为1.4—1.6，粒径为0.8—1.8mm，所述石英砂相对密度为
2.6—2.65，粒径为0.5—1.2mm，所述砾石的相对密度为4.7—5.0，粒径为0.5 — 4mm。
[0007]前述的活性炭过滤器的滤料采用比表面积大于1000 Hf/g的活性碳。
[0008]前述的精密过滤器的滤芯为过滤孔径为5微米的聚丙烯。
[0009]前述的中空纤维超滤系统采用中空纤维超滤膜，中空纤维的外径为0.5-2.0nm,内径为 0.3-1.4nm。
[0010]前述的反渗透装置采用孔径为1/10000 μ m的反渗透膜。
[0011]通过采用上述技术手段，本发明相较于传统的超纯水制备，增加了精密过滤器能够截留微小颗粒，能有效保护后级的超滤系统；中空纤维超滤系统能够截留几千至几十万的分子量，截污能力极强，可以使水资源得到充分的回收利用，节能减排，降低了企业的生产成本；臭氧杀菌器，有效杀灭由二次污染产生的细菌彻底保证成品水的卫生指标；用反渗透装置代替离子交换器，脱盐率提高，回收率高，另外在除盐的同时，也将大部分细菌、胶体及大分子量的有机物去除，是离子交换器所不具备的优点；用EDI装置代替混合离子交换柱，在运行过程中不需要化学再生，并且其出水电阻率较混床出水还要高，另外离子交换树脂不需酸、碱化学再生，节约大量酸、碱和清洗用水，大大降低了劳动强度，更重要的是无废酸、废碱液排放，属于非化学式的水处理系统，它无需酸、碱的贮存、处理及无废水的排放。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1为本发明超滤系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细说明。
[0014]传统的超纯水制备工艺流程为:原水经多介质过滤器后，进入活性炭过滤器，再经离子交换器进行除盐，最后经混合离子交换柱后，生成超纯水。
[0015]如图1所示，本发明的超滤系统包括原水箱和通过高压泵相连的预处理系统，所述预处理系统通过高压泵与脱盐系统相连，所述脱盐系统连接臭氧杀菌器，臭氧杀菌器，精处理系统，和超纯水箱依次相连；所述预处理系统包括依次相连的多介质过滤器，活性炭过滤器，精密过滤器和中空纤维超滤系统，所述多介质过滤器和活性炭过滤器之间，活性炭过滤器和精密过滤器之间，精密过滤器和中空纤维超滤系统之间均设有高压泵；所述脱盐系统为反渗透装置；所述精处理系统采用EDI设备。其中，
多介质过滤器主要用以去除污水中杂质、吸附油等，使水质符合循环使用的要求。本发明的多介质过滤器根据滤料的比重和粒径的大小在过滤器罐体内科学有序的分布，如t匕重小而粒径稍大的无烟煤放在滤床的最上层，比重适中和粒径小的石英砂放在滤床的中层，比重大和粒径小的砾石放在滤床的最下层，这样的配比保证了过滤器在进行反洗的时候不会产生乱层现象，从而保证了滤料的截留能力。各介质的相对密度和粒径应有一定差另Ij，无烟煤相对密度为1.4一 1.6，粒径为0.8— 1.8_，石英砂相对密度为2.6—2.65，粒径为0.5—1.2_，砾石的相对密度为4.7—5.0，粒径为0.5 — 4_。在过滤过程中，原水经高压泵自上而下通过滤床，水中悬浮物由于吸附和机械阻流作用被滤床表面的无烟煤层截留下来；当水流进滤床中间时，由于滤料层中的石英砂粒排列的更紧密，使水中微粒有更多的机会与砂粒碰撞，于是水中凝絮物、悬浮物和砂粒表面相互粘附，水中杂质截留在石英砂层中，从而得到澄清的水质。经过滤后的出水悬浮物可在5毫克/升以下。
[0016]活性炭过滤器用于吸附多介质过滤器无法去除的余氯，可有效保证后级设备使用寿命，提高出水水质，防止污染，特别是防止后级反渗透膜，离子交换树脂等的游离态余氧中毒污染。同时还吸附从前级泄漏过来的小分子有机物等污染性物质，对水中异味、胶体及色素、重金属离子等有较明显的吸附去除作用，还具有降低COD的作用，可以进一步降低RO进水的SDI值，保证SDI〈5，T0C<2.0ppm0活性碳过滤器采用水力模拟长径设计，并采用粒径合理，比表面积大于1000 m2/g的高效活性碳。本发明中，水经多介质过滤器后在高压泵的作用下进入活性炭过滤器，经活性炭吸附后，水质余氯含量0.1PPM。
·[0017]精密过滤器用于截留微小颗粒，保护后级的超滤系统，精密过滤器的滤芯材质有聚四乙烯、聚砜、尼龙、聚丙烯、醋酸纤维，过滤孔径有:0.1 μ m、0.22 μ m、l μ m、3 μ m、5 μ m、10 μ m等，本发明选用过滤孔径为5 μ m的聚丙烯。从活性炭过滤器出来的水经高压泵进入精密过滤器，高效去除0.01 μ m及以上颗粒、油雾浓度控制在0.01ppm/wt，有效保护中空纤维超滤系统。
[0018]中空纤维超滤系统采用中空纤维超滤膜，中空纤维外径为0.5-2.0nm，内径为
0.3-1.4nm，中空纤维管壁上布满微孔，孔径以能截留物质的分子量表达，截留分子量可达几千至几十万。水在高压泵的作用下进入中空纤维超滤系统，在中空纤维外侧或内腔加压流动，分别构成外压式与内压式，超滤是动态过滤过程，被截留物质可随浓缩水排除，不致堵塞膜表面，可长期连续运行。并且超滤过程不发生相变化，无需加热，能耗低，无需添加化学试剂，无污染，是一种节能环保的分离技术。
[0019]反渗透装置应用膜分离技术，采用孔径为1/10000 μ m的反渗透膜(RO膜)，使较高浓度的水变为低浓度水，同时能有效地去除水中的带电离子、无机物、胶体微粒、细菌及有机物质等，从而达到饮用规定的理化指标及卫生标准。反渗透膜的脱盐率提高，回收率高，在除盐的同时，也将大部分细菌、胶体及大分子量的有机物去除，使出水水质符合国标GBI7323 — 1998 标准。
[0020]臭氧杀菌器主要用于杀灭由二次污染产生的细菌彻底保证成品水的卫生指标。
[0021]RO分离后，纯水电导率一般是40-2 μ S/cm (25°C )，但是超纯水的要求为电阻率高达17ΜΩ.cm(25°C )，采用EDI装置可以制备电阻率要求在1-18.2ΜΩ.cm(25°C )的超纯水。本发明中水质经反渗透膜分离技术出水后，经臭氧杀菌器后作为EDI给水源，EDI设备的阳离子交换树脂中含有大量的强酸性基团，如磺酸基一 S03H，容易在溶液中离解出H+，树脂离解后，本体所含的负电基团，如S03 —，能吸附结合溶液中的其他阳离子，这两个反应使树脂中的H+与溶液中的阳离子互相交换，强酸性树脂的离解能力很强，在酸性或碱性溶液中均能离解和产生离子交换作用；EDI设备的阴离子交换树脂中含有强碱性基团，如季胺基(亦称四级胺基)一 NR30H(R为碳氢基团)，能在水中离解出OH —而呈强碱性，这种树脂的正电基团能与溶液中的阴离子吸附结合，从而产生阴离子交换作用。这种树脂的离解性很强，在不同PH下都能正常工作。通过阴阳离子交换树脂，去除水质中的各种阴阳离子，从而可直接将反渗透产水提纯到纯水、高纯水 、超纯水的标准,而无需使用离子交换混床，其产水的电阻率最高可达18ΜΩ.cm。
[0022]本发明按照优选实施例进行了说明，应当理解上述实施例不以任何形式限定本发明，凡采用等同替换或等效变换的形式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种超滤系统，其特征在于，包括原水箱和通过高压泵相连的预处理系统，所述预处理系统通过高压泵与脱盐系统相连，所述脱盐系统连接臭氧杀菌器，臭氧杀菌器，精处理系统，和超纯水箱依次相连；所述预处理系统包括依次相连的多介质过滤器，活性炭过滤器，精密过滤器和中空纤维超滤系统，所述多介质过滤器和活性炭过滤器之间，活性炭过滤器和精密过滤器之间，精密过滤器和中空纤维超滤系统之间均设有高压泵；所述脱盐系统为反渗透装置；所述精处理系统采用EDI设备。
2.根据权利要求1所述的一种超滤装置，其特征在于，所述多介质过滤器为层状分布的滤床，所述滤床由上而下依次为无烟煤，石英砂，砾石。
3.根据权利要求2所述的一种超滤装置，其特征在于，所述无烟煤相对密度为1.4一1.6，粒径为0.8—1.8mm，所述石英砂相对密度为2.6—2.65，粒径为0.5—1.2mm，所述砾石的相对密度为4.7—5.0，粒径为0.5—4mm。
4.根据权利要求1所述的一种超滤装置，其特征在于，所述活性炭过滤器的滤料采用比表面积大于1000 m2/g的活性碳。
5.根据权利要求1所述的一种超滤装置，其特征在于，所述精密过滤器的滤芯为过滤孔径为5微米的聚丙烯。
6.根据权利要求1所述的一种超滤装置，其特征在于，所述中空纤维超滤系统采用中空纤维超滤膜，中空纤维的外径为0.5-2.0nm,内径为0.3-1.4nm。
7.根据权利要求1所述的一种超滤装置，其特征在于，所述反渗透装置采用孔径为1/10000 μ m的反渗 透膜。
【文档编号】C02F9/06GK103663807SQ201310729181
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年12月26日 优先权日:2013年12月26日
【发明者】陈优国 申请人:南京海联净化设备有限公司