纯水设备的制作方法

本发明涉及水处理，尤其涉及纯水设备，属于电子级大型超纯水处理设备的技术领域。

背景技术：

纯水指的是不含杂质的h2o。从学术角度讲，纯水又名高纯水，是指化学纯度极高的水，其主要应用在生物、化学化工、冶金、宇航、电力等领域，但其对水质纯度要求相当高，所以一般应用最普遍的还是电子工业。例如电力系统所用的纯水，要求各杂质含量低达到“微克/升”级。在纯水的制作中，水质标准所规定的各项指标应该根据电子(微电子)元器件(或材料)的生产工艺而定(如普遍认为造成电路性能破坏的颗粒物质的尺寸为其线宽的1/5-1/10)，但由于微电子技术的复杂性和影响产品质量的因素繁多，至今尚无一份由工艺试验得到的适用于某种电路生产的完整的水质标准。随着电子级水标准的不断修订，而且高纯水分析领域的许多突破和发展，新的仪器和新分析方法的不断应用都为制纯水工艺的发展创造了条件。

在高纯水的生产过程中，水中的阴、阳离子可用电渗析法、反渗透法及离子交换树脂技术等去除；水中的颗粒一般可用超过滤、膜过滤等技术去除；水中的细菌，目前国内多采用加药或紫外灯照射或臭氧杀菌的方法去除；水中的toc则一般用活性炭、反渗透处理。在高纯水应用的领域中，水的纯度直接关系到器件的性能、可靠性、阈值电压，导致低击穿，产生缺陷，还影响材料的少子寿命，因此高纯水要求具有相当高的纯度和精度。

大型的纯水设备一般按流径包括原水箱、加药装置、多介质过滤器、加药装置、活性碳过滤器、全自动软化器、保安过滤器、一级反渗透系统、中间水箱、二级反渗透系统、纯水箱、toc分解器、脱气膜、精密过滤器、edi装置、纯水箱、抛光混床、膜过滤器。

众所周知，过滤杂质会影响到过滤器的流量，对纯水设备的运行存在影响，一般的纯水设备是通过定时的系统反冲洗及定时的过滤器维护进行的作业保障，过滤器维护即通过替换滤芯及清洁过滤器载体的方式进行。

传统的纯水设备对各过滤器的冲洗清洁能力较差，维护周期过于频繁，过滤器的有效使用寿命短，成本较高。另外，针对多介质过滤器、活性碳过滤器、反渗透系统、edi装置都需要采用独立的冲洗结构及回路，设备结构复杂且设备成本较高。

技术实现要素：

本发明的目的是解决上述现有技术的不足，针对传统大型纯水设备所存在的问题，提出纯水设备。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

纯水设备，按照水处理流径依次包括原水箱、原水泵组、多介质过滤器、活性碳过滤器、原水换热器、保安过滤器、一级泵组、一级反渗透系统、中间水箱、二级泵组、二级反渗透系统、淡水箱、淡水泵、uv杀菌器、edi进水精密过滤器、edi超纯水单元、氮封纯水箱、纯水泵、toc单元、树脂抛光混床、终端过滤器，

所述纯水设备还包括：

冲洗系统，用于给所述多介质过滤器、活性碳过滤器进行正反向冲洗；

清洗系统，用于给一级反渗透系统、二级反渗透系统、及edi超纯水单元进行正向冲洗，

加药系统，用于给纯水设备添加药剂。

优选地，所述冲洗系统包括冲洗路径及冲洗水泵，冲洗路径的一个支路分别与所述多介质过滤器的进水管路及出水管路相干涉，另一个支路分别与所述活性碳过滤器的进水管路及出水管路相干涉，所述多介质过滤器的顶部及所述活性碳过滤器的顶部分别设有排水路。

优选地，所述纯水设备设有对所述多介质过滤器及所述活性碳过滤器进行供压控制及补给的供压单元，所述供压单元的供压管路分别与所述多介质过滤器的进水管路、活性碳过滤器的进水管路相干涉。

优选地，所述供压单元的供压管路与所述冲洗系统的冲洗路径各支路相干涉。

优选地，所述清洗系统包括清洗水罐，所述清洗水罐的出水管路上设有清洗保安过滤器，所述清洗保安过滤器的出水端为冲洗输出端。

优选地，所述一级反渗透系统的进水端、所述二级反渗透系统的进水端、及所述edi超纯水单元的进水端分别连接所述清洗保安过滤器的出水端，

所述一级反渗透系统的浓水出水端设有排水路，所述二级反渗透系统的浓水出水端设有连接至所述原水箱的回流路、及连接至所述清洗水罐的清洗回水路，所述edi超纯水单元的浓水出水端设有连接至所述原水箱的回流路、及连接至所述清洗水罐的清洗回水路。

优选地，所述一级反渗透系统包括一级前道滤组和一级后道滤组，所述一级前道滤组的浓水出水端与所述一级后道滤组的进水端相连，所述一级前道滤组的净水出水端、及所述一级后道滤组的净水出水端分别连接所述中间水箱的进水端，

所述二级反渗透系统包括二级前道滤组和二级后道滤组，所述二级前道滤组的浓水出水端与所述二级后道滤组的进水端相连，所述二级前道滤组的净水出水端、及所述二级后道滤组的净水出水端分别连接所述淡水箱的进水端。

优选地，所述加药系统至少包括还原剂加药箱、阻垢剂加药箱和ph调节药箱，其中所述还原剂加药箱与原水换热器的进水端相干涉，所述阻垢剂加药箱与所述保安过滤器的进水端相干涉，所述ph调节药箱与所述中间水箱的出水端相干涉。

优选地，所述保安过滤器、edi进水精密过滤器、uv杀菌器、toc单元分别设有提供纯水设备反向冲洗运行的反冲洗并路。

优选地，所述保安过滤器为5μ级保安过滤器，所述edi进水精密过滤器为0.2μ级保安过滤器，所述终端过滤器为0.1μ级过滤器。

本发明的有益效果主要体现在：

1.对传统的纯水设备进行了冲洗及清洗系统改良，能实现停机状态下的对各过滤器的深度清洁，延长了各过滤器的使用寿命。

2.清洗系统采用有序循环结构，增加了水资源利用率，避免水资源浪费，同时还能满足较优的清洗效果。

3.整体构成简洁明了，易于实施，设备终端纯水满足电子级纯水需求，极大地降低了维护成本低。

附图说明

图1是本发明纯水设备的整体结构示意图。

图2是本发明中清洗系统的结构示意图。

图3是本发明中加药系统的结构示意图。

图4是本发明中冲洗水泵的示意图。

具体实施方式

本发明提供纯水设备。以下结合附图对本发明技术方案进行详细描述，以使其更易于理解和掌握。

纯水设备，如图1至图4所示，按照水处理流径依次包括原水箱1、原水泵组2、多介质过滤器3、活性碳过滤器4、原水换热器5、保安过滤器6、一级泵组7、一级反渗透系统8、中间水箱9、二级泵组10、二级反渗透系统11、淡水箱12、淡水泵13、uv杀菌器14、edi进水精密过滤器15、edi超纯水单元16、氮封纯水箱17、纯水泵18、toc单元19、树脂抛光混床20、终端过滤器21。

以上各组成都属于现有技术，并且相邻组成之间的配接关系都为管阀连通，在此不再赘述，需要说明的是，本案中采用了双紫外设备，uv杀菌器14前置，而toc单元19后置。

本案的纯水设备还包括：冲洗系统22、清洗系统23和加药系统24。

其中冲洗系统22用于给多介质过滤器3、活性碳过滤器4进行正反向冲洗，能实现对多介质过滤器、活性碳过滤器的深度清洁，延长了多介质过滤器3、活性碳过滤器4的有效使用寿命。

清洗系统23用于给一级反渗透系统、二级反渗透系统、及edi超纯水单元进行正向冲洗，需要说明的是，本案的清洗系统为综合性清洗系统，能同时适用于对一级反渗透系统、二级反渗透系统、及edi超纯水单元进行清洗，具备高度集成性。

加药系统24，用于给纯水设备添加药剂，从而有效净水。

对冲洗系统22进行细化描述，其包括冲洗路径221及冲洗水泵222，冲洗路径221的一个支路2211分别与多介质过滤器3的进水管路31及出水管路32相干涉，另一个支路2212分别与活性碳过滤器4的进水管路41及出水管路42相干涉，多介质过滤器3的顶部及活性碳过滤器4的顶部分别设有排水路33、排水路34。

具体地说明，通过冲洗水泵222进行正反冲洗，反冲洗时冲洗路径221的出水直接从多介质过滤器3的出水管路32进入并由排水路33排出，正冲洗时，冲洗路径221的出水直接从多介质过滤器3的进水管路31进入并由排水路33排出。针对活性碳过滤器4的路径相似，冲洗水泵222能对多介质过滤器3与活性碳过滤器4同时正冲洗或同时反冲洗，还能实现多介质过滤器3的正向冲洗与活性碳过滤器4的反向冲洗同时进行，及多介质过滤器3的反向冲洗与活性碳过滤器4的正向冲洗同时进行。

所谓的反向冲洗即由多介质过滤器3与活性碳过滤器4的底部进入，反向冲刷滤层，使得杂质反向由排水路33、34排出。

所谓的正向冲洗即由多介质过滤器3与活性碳过滤器4的顶部进入，对顶滤层进行冲刷，将较大颗粒杂质及悬浮杂质由排水路33、34排出。

通过正反向的冲洗，能实现对由多介质过滤器3与活性碳过滤器4的深度清洁，需要说明的是，本案中的反向冲洗与系统自带的定时反向冲洗存在差异，本案的冲洗是采用独立的冲洗系统22实现的较大冲击作用的冲洗，为停机状态下的运行。

优选实施例中，纯水设备设有对多介质过滤器3及活性碳过滤器4进行供压控制及补给的供压单元25，供压单元25的供压管路251分别与多介质过滤器3的进水管路31、活性碳过滤器4的进水管路41相干涉。通过供压单元25能实现对气动阀门的控制及给由多介质过滤器3与活性碳过滤器4进行舱内加压的作用。

更优化地，供压单元25的供压管路251与冲洗系统22的冲洗路径221各支路相干涉。

具体地说明，通过组合阀实现对供压管路251、原水泵组2的出水端、进水管路31、出水管路32、进水管路41、出水管路42及冲洗路径221的各路桥接，从而实现各路控制。包括设备正常流径、冲洗系统的正反向冲洗流径、供压单元25的供压路径等控制。具体可参考附图1，通过各阀门的启闭实现。

对清洗系统23进行细化，其包括清洗水罐231，清洗水罐231的出水管路上设有清洗保安过滤器232，清洗保安过滤器232的出水端为冲洗输出端。

通过清洗水罐231能提供清洗水，并在清洗水罐231内添加药剂进行处理后，再由清洗保安过滤器232过滤后进行冲洗输出。经过清洗保安过滤器232能滤去回收浓水中杂质，从而保护了各过滤器。

具体实施例中，一级反渗透系统8的进水端80、二级反渗透系统11的进水端110、及edi超纯水单元16的进水端160分别连接清洗保安过滤器232的出水端。

其中，一级反渗透系统8的浓水出水端设有排水路81，二级反渗透系统11的浓水出水端设有连接至原水箱1的回流路111、及连接至清洗水罐231的清洗回水路112，edi超纯水单元16的浓水出水端设有连接至原水箱1的回流路161、及连接至清洗水罐231的清洗回水路162。

具体地实现过程及原理：

清洗水罐231能回收二级反渗透系统11和edi超纯水单元16的日常浓水，再纯水设备停运后，通过对清洗水罐231内回收浓水进行加药处理后，在通过清洗保安顾虑器232过滤后输出作为清洗源，能对一级反渗透系统8、二级反渗透系统11及edi超纯水单元16的浓水侧进行正向冲洗，从而起到深度清洁的作用。

对本具体实施例进行优化，一级反渗透系统8包括一级前道滤组和一级后道滤组，一级前道滤组的浓水出水端与一级后道滤组的进水端相连，一级前道滤组的净水出水端、及一级后道滤组的净水出水端分别连接中间水箱9的进水端，二级反渗透系统11包括二级前道滤组和二级后道滤组，二级前道滤组的浓水出水端与二级后道滤组的进水端相连，二级前道滤组的净水出水端、及二级后道滤组的净水出水端分别连接淡水箱12的进水端。

该设计能通过后道滤组对前道滤组的浓水进行再渗透处理，提高了反渗透系统的净水出水率，水资源利用率提升。另外，可以通过后道滤组的浓水出水端检测冲洗水质，无需对前道滤组的每个并联滤芯的浓水出水端分别进行冲洗水质检测

加药系统24加药系统至少包括还原剂加药箱241、阻垢剂加药箱242和ph调节药箱243，其中还原剂加药箱241与原水换热器5的进水端相干涉，阻垢剂加药箱242与保安过滤器6的进水端相干涉，ph调节药箱243与中间水箱9的出水端相干涉。

各加药箱加药点的设计更科学，其中还原剂经过原水换热器5能提高还原剂反应效果，而阻垢剂位于保安过滤器前端能防止产生杂质对后道渗透膜产生损伤。加碱剂添加点位于一级反渗透系统8之后是为了提高加碱剂的利用，清洗回流后，加碱剂还能重复循环在设备中，并不会在清洗一级反渗透系统8的时候排出浪费。

需要说明的是，大型的纯水设备都具备定时反冲功能，而保安过滤器、edi进水精密过滤器、uv杀菌器、toc单元并不适于反向冲洗流径，因此传统的反冲是区段式的，而本案中保安过滤器、edi进水精密过滤器、uv杀菌器、toc单元分别设有提供纯水设备反向冲洗运行的反冲洗并路26。采用反冲洗并路26的设计，能实现大型纯水设备的整体性反冲。

最后，本案中的保安过滤器为5μ级保安过滤器，edi进水精密过滤器为0.2μ级保安过滤器，终端过滤器为0.1μ级过滤器，清洗保安过滤器232为0.5μ级保安过滤器。

通过以上描述可以发现，本发明纯水设备，对传统的纯水设备进行了冲洗及清洗系统改良，能实现停机状态下的对各过滤器的深度清洁，延长了各过滤器的使用寿命。清洗系统采用有序循环结构，增加了水资源利用率，避免水资源浪费，同时还能满足较优的清洗效果。整体构成简洁明了，易于实施，设备终端纯水满足电子级纯水需求，极大地降低了维护成本低。

以上对本发明的技术方案进行了充分描述，需要说明的是，本发明的具体实施方式并不受上述描述的限制，本领域的普通技术人员依据本发明的精神实质在结构、方法或功能等方面采用等同变换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本发明的保护范围之内。