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电子行业超纯水设备系统

一、电子行业超纯水设备系统介绍

超纯水设备系统设计采用多介质过滤器、活性炭过滤器作及保安过滤器作为前级处理,有效除去原水中的悬浮物、泥砂、微粒、有机硅胶体、有机物、异味、余氯等杂质,使经过离子交换处理后的水质符合工业生产要求。在经过后端进行精处理系统(混床系统),使其产水水质满足生产用水的要求.

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二、离子处理

本超纯水设备系统设计结合在电子、电池行业用纯水的要求,制定出标准型适合在本行业使用的纯水系统。以下对系统的介绍:

经济型:离子交换组合系统

系统介绍:

电子行业超纯水设备系统设计采用多介质过滤器、活性炭过滤器作及保安过滤器作为前级处理,有效除去原水中的悬浮物、泥砂、微粒、有机硅胶体、有机物、异味、余氯等杂质,使经过离子交换处理后的水质符合工业生产要求。在经过后端进行精处理系统(混床系统),使其产水水质满足生产用水的要求。

复床工作原理

离子交换是一种特殊的固体吸附过程,它是由离子交换剂的电解质溶液中进行的。一般的离子交换剂是一种不溶于水的固体颗粒状物质,即离子交换树脂。它能够从电解质溶液中吸取某种阳离子或者阴离子,而把自身所含的另外一种带相同电荷符号的离子等量地换出来,并释放到溶液中去,这就是所谓的离子交换。按照所交换离子的种类,离子交换剂可分为阳离子交换剂和阴离子交换剂两大类。

离子交换的基本工作原理

首先电解质离子(钙、镁、铁、钠等离子)穿过液膜进入树脂表面;b、离子进入树脂内部;c、离子交换;d、H离子或OH根离子向树脂外部扩散;e、H离子或OH根离子进入水中形成H2O。双床又称复床,复床是用阳、阴两种不同的离子交换的交换器的串联方式,如强酸性阳离子交换树脂和强碱性阴离子交换树脂串联的方式。这种阳床和阴床串联组成的设备称为复床,水先经过阳床除去带正电的离子(如Ca2+、Mg2+、K+、Na+),并且置换出H+离子到水中;然后除去水中的阴性离子(如SO2-4、Cl-、HCO- 3),并且置换出OH-离子到水中。同时,H+离子和OH-离子结合形成水H2O,从而达到去离子的作用。

三、膜法处理介绍

系统介绍

超纯水系统设计采用多介质过滤器、活性炭过滤器作及保安过滤器作为前级处理,有效除去原水中的悬浮物、泥砂、微粒、有机硅胶体、有机物、异味、余氯等杂质,使经过预处理后的水质符合反渗透的进水要求。在经过反渗透膜处理设备,使其产水达后端CEDI设备产水要求。CEDI的产水水质可以达到≥15 MΩ.cm以上,水质满足生产用高端纯水的需求。针对生产工艺要求,有个别工艺需要使用水质达到≥17 MΩ.cm以上的水质。那么在CEDI产水终端串联精混设备。

反渗透的工作原理反渗透膜分离技术(简称RO技术)是渗透的相反过程,其原理是水与溶液以渗透膜相隔,水侧向溶液渗透,两相之间有渗透压。若在溶液相上加压大于渗透压,则溶液相中的水就会向水相反方向渗透过去。利用反渗透而取得脱盐水,即原水在足够的压力下,通过渗透膜而变成纯净的水。

四、CEDI的工作原理

CDI 利用混和离子交换树脂吸附水中的阴阳离子,同时这些被吸附的离子又在直流电压的作用下,分别透过阴阳离子膜而被去除。

下图显示的是两个淡水室和一个浓水室离子交换过程。面向正极的阴离子膜与面向负极的阳离子膜之间构成浓水室;面向负极的阴离子膜与面向正极的阳离子膜之间组成淡水室。淡水室和浓水室中间夹着阴、阳离子树脂,当水从淡水室和浓水室流过时,离子交换树脂就吸附了水中的离子,在CDI 模块两端的电极提供了横向的直流电场,直流电场驱动离子交换树脂所吸附的离子穿过离子膜,其结果是降低了淡水室中水的离子浓度和增加了浓水室中水的离子浓度,从而使得淡水室中水的纯度越来越高。 CDI 模块就是由许多这样的基本单元组合在一起并联工作的。

 

CEDI的工作原理图

 

五、核能级混床工作原理

混合床的阴、阳离子交换树脂在交换过程中,由于是处于均匀混合状态,交错排列,互相接触,可以看作是由许许多多的阴、阳离子交换树脂而组成的多级式复床,可相当于1000~2000级。因为是均匀混合,所以,阴、阳离子的交换反应几乎是同时进行的,所产生的H+和OH-随即合成H2O,交换反应进行得很彻底,出水水质高。


超纯水设备

超纯水系统图-1


超纯水设备系统

超纯水系统图-2


超纯水设备系统在线监测图

超纯水系统在线水质监测数据图


我国电子级超纯水的技术指标

CB11446.1-1997

级别

指标

EW-Ⅰ

EW-Ⅱ

EW-Ⅲ

EW-Ⅳ

电阻率MΩ.cm(25OC)

18以上

(95%时间)

不低于17

15

(95%时间)

不低于13

12.0

0.5

全硅,最大值,μg/L

2

10

50

1000

>1μm微粒数,最大值,个/mL

0.1

5

10

500

细菌个数,最大值,个/mL

0.01

0.1

10

100

铜,最大值,μg/L

0.2

1

2

500

锌,最大值,μg/L

0.2

1

5

500

镍,最大值,μg/L

0.1

1

2

500

钠,最大值,μg/L

0.5

2

5

1000

钾,最大值,μg/L

0.5

2

5

500

氯,最大值,μg/L

1

1

10

1000

硝酸根,最大值,μg/L

1

1

5

500

磷酸根,最大值,μg/L

1

1

5

500

硫酸根,最大值,μg/L

1

1

5

500

总有机碳,最大值,μg/L

20

100

200

1000

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