电子工业纯水系统设计规范 GB50685-2011
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3.3 脱盐及深度处理

3.3.1  脱盐系统的选择应根据处理水量、进出水质的要求,经技术经济比较确定。当产品水对微粒、TOC等水质指标有要求时,宜选反渗透处理工艺。

3.3.2  反渗透装置的设置应符合下列要求:

    1  反渗透装置不宜少于2套,每套反渗透装置的保安过滤器、反渗透给水泵宜独立设置。

    2  反渗透装置前应设置过滤精度不小于5μm的保安过滤器,并应设置清洗设施。

    3  反渗透装置应有流量、压力、温度等控制措施。反渗透高压泵进口应设置低压保护开关,出口应设置止回阀和高压保护开关。反渗透装置宜采用高压泵变频启动或在高压水泵出口设置电动慢开阀门等稳压装置。当几台反渗透装置出水并联连接时,每台装置出水管上应设置止回阀。反渗透装置出口背压应符合所选用膜件的设计要求。

    4  反渗透装置宜按连续运行设计,停运时应采取冲洗保护措施。

    5  反渗透装置在线化学清洗应能逐段单独进行。在线清洗装置宜设加热装置。

    6  保安过滤器、反渗透高压泵宜选用不锈钢材质。

    7  采用两级反渗透时,进入第二级反渗透之前宜作pH调节。

3.3.3  离子交换装置的设置应符合下列要求:

    1  当水质较稳定、出水量不大时,初级处理系统中阳、阴离子交换器应采用单元制串联系统,且阴离子交换器的树脂装填量应为计算值加10%~15%的裕量。

    2  当进水水质变化较大、出水量大时,初级处理系统中阳、阴离子交换器宜采用母管并联制系统,每台离子交换器进出口应设置手动隔离阀。

    3  离子交换除盐系统中顺流再生固定床、逆流再生固定床、浮动床、双层床和满室床的选用,应根据处理水量、进水水质条件和出水水质要求进行技术经济比较后确定。浮动床宜用于制水量大、连续运行的系统。

    4  使用强酸、强碱离子交换树脂的初级复床除盐有关床型适用进出水水质,可按表3. 3. 3的要求确定。采用弱型树脂与强型树脂串联工艺或用双层床组成复床时,系统进水水质条件可放宽,具体适用的进水水质条件应通过技术经济比较确定。

    5  弱酸、弱碱离子交换树脂的使用应根据进水水质条件合理选择。当碳酸盐硬度较高、碳酸盐硬度与总阳离子之比大于0. 5时,宜采用弱酸阳离子交换树脂;当强酸阴离子含量大于2mmol/L、强酸阴离子与弱酸阴离子之比大于2或有机物含量高时,宜采用弱碱阴离子交换树脂。在强、弱型离子交换树脂层高合适时,可选用双层床或双室离子交换器。

    6  离子交换树脂的工艺性能数据应根据设计工况条件,按树脂生产厂家提供的产品性能参数或类似设计工况条件下的实际运行资料确定。必要时也可通过模拟试验确定。

    7  离子交换装置的设计参数可按本规范附录B的要求设计。

    8  阳、阴离子交换器工作周期宜按每昼夜再生1次~2次设计。

    9  采用强酸、强碱离子交换树脂的固定床交换器,交换器的再生方式应经技术经济比较确定。当进水总含盐量大于150mg/L、总阳离子含量大于100mg/L(CaCO3)、强酸阴离子含量大于100mg/L(CaCO3)时,宜采用逆流再生方式。

    10  离子交换器的交换树脂层高,应通过计算确定,树脂层高度不宜低于1. 0m。混合离子交换器的阳、阴树脂比例宜为1:2。

    11  无石英砂垫层的离子交换器出口应设置树脂捕捉器。

    12  采用双室床、浮动床或满室床离子交换器时,应分别设置阳、阴离子交换树脂清洗罐。

3.3.4  二氧化碳器或真空除气器的填料层高度,应根据填料品种和尺寸,进、出水二氧化碳含量,水温以及所选定淋洒密度下的实际解析系数等因素经计算确定。

3.3.5  电脱盐装置的设置应符合下列要求:

    1  电脱盐装置的进水水质要求应根据设备要求确定,缺乏资料时,可按本规范表3. 2. 1的要求确定。

    2  电脱盐装置不宜少于2套,其浓水宜回收至反渗透系统进水。

3.3.6  深度脱盐的混合床离子交换器,宜采用氮气混合离子交换树脂。

3.3.7  脱氧膜设备和纯水储罐气封氮气的纯度,不应低于99. 999%。

3.3.8  紫外线灭菌器后应安装灭活细菌过滤器,过滤精度不宜低于0. 45μm。TOC UV后应设置混床离子交换器或抛光混床离子交换器。 

条文说明

3.3.1  反渗透用于纯水系统最初只是为了降低离子交换装置的进水含盐量以减少再生剂的耗量,但随着纯水水质对TOC、微粒、细菌、二氧化硅等指标的要求不断提高,反渗透的作用从脱盐扩大为对几乎超纯水各项指标都起到良好的去除效应,成为电子工业纯水系统不可缺少的单元处理装置。

3.3.2  反渗透一般根据水量设计为并联的若干个独立的单元,独立单元包括自保安过滤、高压泵、反渗透组件及相应的管道系统和自控系统。

    反渗透需要定期停机清洗或更换膜元件,因此为保证连续供水一般不宜少于2套,当供水量较小且可以间歇运行或反渗透后的水箱足以供应清洗、更换期间的水量时,可以设置一套。

    反渗透膜运行初期透水量较大要求的运行压力较小,随着运行时间延长,膜被压实、膜面被污染透水量逐渐减小,运行压力升高,一般高压泵的扬程是按膜运行末期运行压力设计的,因此高压泵宜采用变频控制,以保持流量的恒定。

    反渗透出水的背压应根据膜制造商提供的数据确定,一般不超过0. 1MPa。

    当反渗透停运时须将浓水区内滞留高含盐量的浓水冲出,防止沉积在膜面,故需设置停运冲洗保护措施。

3.3.3  离子交换脱盐技术历史悠久,尤其是常用的固定床更是比较成熟。电子工业纯水系统初期的以离子交换为主要工艺,随着膜分离技术的发展其在系统中的比重逐渐缩小。近来除了混合床使用频率仍很高以外,为了提高反渗透水的回收率,有的系统在预处理阶段采用离子交换,取得了较好的效果,使反渗透水的回收率提高到90%以上,出水水质也有明显的提高。因此在当前的电子工业纯水系统中仍然不能忽视离子交换的作用,规范中专门列出了离子交换的有关条文。

3.3.5  电脱盐装置长期运行的关键是控制进水的硬度,一般采用两级反渗透或软化+一级反渗透来保证。

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