无硬水排放型纯水系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本新型涉及一种研究和分析领域的实验用超纯水制备系统，特别涉及一种将离子交换技术、离子交换膜技术和离子电迁移技术相结合的纯水制造技术即无硬水排放型纯水系统。
[0002]已有技术
[0003]EDI (Electrode1nizat1n)是一种将离子交换技术、离子交换膜技术和离子电迁移技术相结合的纯水制造技术。它巧妙的将电渗析和离子交换技术相结合，利用两端电极高压使水中带电离子移动，并配合离子交换树脂及选择性树脂膜以加速离子移动去除，从而达到水纯化的目的。
[0004]EDI技术广泛地应用于电子、电力、生物、制药、化工等诸多领域，是传统离子交换混床工艺的最佳取代技术，是水处理技术的一次革命性的进步。
[0005]目前，国外发达国家对于硬水排放有着严格的限制，并制定了一系列严格的监管措施，出台了多部专门的法律法规，从而实现对水资源的保护和节约、水质量的控制和公众健康的保护进行管理。
[0006]EDI在使用中会受到各种因素的影响:
[0007](I)EDI进水电导率的影响。在相同的操作电流下，随着原水电导率的增加EDI对弱电解质的去除率减小，出水的电导率也增加。
[0008](2)工作电压-电流的影响。工作电流增大，产水水质变好。但如果在增至最高点后再增加电流会发生反扩散，结果使产水水质下降。
[0009](3)浊度、污染指数(SDI)的影响。过高的浊度、污染指数会使通道堵塞，造成系统压差上升，产水量下降。
[0010](4)硬度的影响。如果EDI中进水的残存硬度太高，会导致浓缩水通道的膜表面以及阴电极表面结垢。浓缩水通道的膜表面结垢会导致浓水流量下降，产水电阻率下降；影响产水水质，严重时会堵塞组件浓水和极水流道，导致组件因内部发热而毁坏。阴电极表面结垢会降低电场强度，需要提高EDI运行电流，降低EDI使用寿命。
[0011](5)T0C(总有机碳)的影响。进水中如果有机物含量过高，会导致系统运行电压上升，产水水质下降。也容易在浓缩水通道形成有机胶体，堵塞通道。
[0012](6)进水中C02的影响。进水中C02生成的HC03-是弱电解质，容易穿透离子交换树脂层而造成产水水质下降。
[0013](7)总阴离子含量(TEA)的影响。高的TEA将会降低EDI产水电阻率，或需要提高EDI运行电流,而过高的运行电流会导致系统电流增大,极水余氯浓度增大，对极膜寿命不利。
[0014]另外，进水温度、pH值、Si02以及氧化物亦对EDI系统运行有影响。
[0015]如果EDI中进水的残存硬度太高，会导致浓缩水通道的膜表面结垢，浓水流量下降，产水电阻率下降；影响产水水质，严重时会堵塞组件浓水和极水流道，导致组件因内部发热而毁坏。通常为保护EDI，我们会使用盐箱作为软化设备，盐箱在再生时会排放大量含有高浓度钙镁离子的废水。这种钙镁离子的废水同样也会带来危害。
[0016]如图2所示是常见的EDI的设备，该设备带有盐箱用以软化水，自来水增压后首先通过外设的砂柱、碳柱、软化箱、保安过滤进行预纯化，在进入反渗透膜；反渗透水储存在水箱中，并再次增压后进入EDI。通常的软化箱使用钠型离子交换树脂置换水中的钙镁离子，离子树脂饱和后在使用氯化钠饱和溶液进行再生。再生的弃水中含有极高浓度的钙镁离子和氯化钠，对环境有一定的危害。
[0017]因此，在上述情况下，迫切需要一种无排放的软化设备生产超纯水。
【实用新型内容】
[0018]本新型的目的在于设计一种带无有害物质排放的软化设备生产超纯水的系统，使生产超纯水时无硬水排放，降低环境污染，
[0019]本新型采用如下结构实现上述目的:无硬水排放型纯水系统，包括阀门、增压泵、取水泵、电导(阻)率检测仪、RO反渗透膜、EDI模块、紫外灯、压力表，其中的软化水设备采用是在生产纯水系统中的反渗透膜后和EDI前管路中连接有填充有高分子聚合物抗结垢纯化柱。
[0020]在反渗透膜后EDI前管路中连接填充有能吸收钙镁离子的高分子聚合物抗结垢纯化柱。
[0021]本新型的无硬水排放EDKElectronic Data Interchange)纯水系统,不用再生树月旨，免除了树脂化学再生配套设施，克服了树脂化学再生造成的废水污染。无需酸碱再生，消除了这些有害物质的处理和繁重的工作，保护了环境。在当今水处理技术市场发展迅猛情况下，本新型“无硬水排放EDI纯水系统”通过对高分子聚合材料的进一步研究，提升了硬水软化方面的研究成果，降低运行及维护成本，不仅有助于对环保科学的提升，不仅对环保起到重大作用，同时也为建设生态型中国起到了积极的促进作用。
[0022]本新型在使用中去除了已有技术中的纯水软化箱，直接采用增加抗结垢纯化柱结构完成水的软化工作，由于抗结垢纯化柱能很好的吸收制造超纯水中的钙镁离子，且能将钙离子结合在高分子材料上，这样定期更换抗结垢纯化柱，即可满足水的软化又不污染环境的作用。本新型所述的无硬水排放EDI纯水系统，经过反渗透(简称R0)膜生产出的纯水经过抗结垢纯化柱后进入后续的EDI模块(即连续电流去离子模块)而非如常见的直接进入EDI模块。国内水处理技术发展迅猛，因此本项目“无硬水排放EDI纯水系统”通过对多聚磷酸盐的进一步研究，提升了硬水软化方面的研究成果，降低运行及维护成本，不仅有助于对环保科学的提升，同时也填补了国内相关研究领域的空白。不仅对环保起到重大作用，同时也为建设生态型中国起到了积极的促进作用。
[0023]【附图说明】:
[0024]图1为本新型系统流路图；
[0025]图2已有技术使用盐箱的流路图。
【具体实施方式】
[0026]本新型是:无硬水排放型纯水系统包括阀门、增压泵、取水泵、电导(阻)率检测仪、RO反渗透膜、EDI模块、紫外灯、压力表，其中的软化水设备采用是在生产纯水系统中连接有填充有高分子聚合物的抗结垢纯化柱M。
[0027]特别是在反渗透膜F后和EDI前管路中连接填充有能吸收钙镁离子的高分子聚合物抗结垢纯化柱M。本新型中高分子聚合物抗的纯化柱为现有技术。
[0028]本新型中的实施例如图1所示，高分子聚合物抗结垢纯化柱M是将已有技术中的纯化柱中内部的材料选用充填有高分子聚合材料，该高分子聚合材料可以与水中的钙镁离子形成不溶于水的沉淀，从而将水中的钙镁离子除去。该高分子材料可以是市售的聚合羟基羧酸盐，也可以是类似功能的其他材料。
[0029]高分子聚合物抗结垢纯化柱M的纯化工作原理为:高分子材料中含有羧基、羟基、醌基、甲氧基等多种活性官能基团。基团在芳核和键桥上随机分布，形成彼此相邻的络合位，金属离子等可通过共价键或配位键络合在官能基团上。它可以通过氢键、金属离子桥、电荷转移、络合、偶合而缔合成一般高分子所没有的结构，具有优异的络合、螯合、吸附、离子交换、电子交换和缓冲能力。硬水中含有大量的钙、镁离子。高分子材料可以络合这些钙、镁离子，形成不易降解的聚合物，使得经过高分子材料的水中不再含有钙、镁离子。
[0030]高分子聚合物抗结垢纯化柱M在本系统中为可拆卸，可以根据需要进行更换，需要更换时可以从系统上拆下并整体弃掉，不会造成硬水排放。
[0031]下面结合附图1对本专利所述的无硬水排放型EDI纯水系统作进一步说明。
[0032]如图1所示是无硬水排放型EDI纯水系统，自来水通过Cl增压泵后进入F反渗透膜，F反渗透膜的产水进入Il电导率检测仪；11电导率检测仪后接三通阀，一路连接E3电磁阀再连接弃水管，当Il电导率检测仪检测RO水不合格后E3电磁阀打开，RO膜产水弃掉，实现反渗透水不合格排放功能；另一路通过E5电磁阀后进入M抗结垢纯化柱，经过M高分子聚合物抗结垢纯化柱软化后的水进入图中T部分管路中，即EDI模块，EDI产水经过12电阻率检测仪检测后进入N紫外灯杀菌，最终进入J水箱。J水箱里的水可以经过C3取水泵增压后从主机取水口取用。
[0033]以上阀门、增压泵、取水泵、电导(阻)率检测仪、RO反渗透膜、EDI模块、紫外灯、压力等表均为已有技术。
[0034]本技术方案与之前的方案相比较，最大的区别在于:在反渗透膜F后EDI前配置有填充有高分子聚合物的抗结垢纯化柱，该抗结垢纯化柱可以和水中的钙镁离子反应，降低水中的钙镁离子浓度，保护EDI。抗结垢柱可以整体取下弃掉，不会有高硬度的水排放。本新型也可与已有技术中的在管路中使用的其它纯化柱共存，并不影响其它纯化柱使用，t匕如含有活性碳的纯化柱。
[0035]我们对无硬水排放EDI纯水系统进行了严格的测试:之前的EDI纯水系统所必须使用的软化盐箱在再生时，会排放出钙镁离子含量极高的饱和食盐水，其硬度超过10000mg/L CaC03。使用了抗结垢纯化柱之后，不再使用软化盐箱，避免了再生时的硬水排放。同时，进入EDI模块的水硬度显著降低，钙镁离子含量未检出。
【主权项】
1.一种无硬水排放型纯水系统，包括阀门、增压泵、取水泵、电导(阻)率检测仪、RO反渗透膜、EDI模块、紫外灯、压力表，其特征在于:软化水设备采用在生产纯水系统中连接有填充有高分子聚合物抗结垢纯化柱。
2.根据权利要求1所述的无硬水排放型纯水系统，其特征在于:在反渗透膜后和EDI前管路中连接填充有高分子聚合物抗结垢纯化柱。
【专利摘要】无硬水排放型纯水系统，其中的软化水设备采用是在生产纯水系统中的在反渗透膜后EDI前管路中连接填充有能吸收钙镁离子的高分子聚合物抗结垢纯化柱，本新型在使用中去除了已有技术中的纯水软化箱，直接采用增加抗结垢纯化柱结构完成水的软化工作，由于抗结垢纯化柱能很好的吸收制造超纯水中的钙镁离子，且能将钙离子结合在高分子材料上，这样定期更换抗结垢纯化柱，即可满足水的软化又不污染环境的作用，不仅对环保起到重大作用，同时也为建设生态型中国起到了积极的促进作用。
【IPC分类】C02F9-08
【公开号】CN204454803
【申请号】CN201520008461
【发明人】金超
【申请人】镇江奥斯康科学仪器有限公司
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2015年1月7日