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膜技術(shù)在純水制造中的應(yīng)用
反滲透膜作為純水機(jī)核心部件之一，那么什么行業(yè)適用于膜技術(shù)制取的純水呢?今天滲源純水機(jī)小編為大家?guī)砹岁P(guān)于反滲透膜的處理技術(shù)。
膜技術(shù)在純水制造中的應(yīng)用于集成電路用高純水裝置，液晶顯示器清洗用超純水系統(tǒng)，微電子行業(yè)用工業(yè)純水設(shè)備純水制造中應(yīng)用的膜技術(shù)主要有電滲析(ED)、反滲透(RO)、納濾(NF)、超濾(UF)、微濾(MF)，其工作原理、作用等見下表。
微孔孔徑 | 5-50埃 | 15-85埃 | 50-1000埃（1μm） | 0.03-100μm | |
工作原理 | 離子選擇透過性 | 1.優(yōu)先吸附-毛細(xì)管理論 2.氫鏈理論 3.擴(kuò)散理論 | 同左 | 濾膜篩濾作用 | 同左 |
膜組件名稱 | ED | RO | NF | UF | MF |
作用 | 去除無機(jī)鹽離子 | 去除無機(jī)鹽離子，以及有機(jī)物、微生物、膠體、熱源、病毒等 | 去除二價(jià)、三價(jià)離子，M＞100的有機(jī)物，以及微生物、膠體、熱源、病毒等 | 去除懸濁物、膠體以及M＞6000的有機(jī)物 | 去除懸濁物 |
組件形式 | 膜堆式 | 大多為卷式，少量為中空纖維 | 同左 | 大多為中空纖維，少量為卷式 | 摺迭濾筒式 |
工作壓力（Mpa） | 0.03-0.3 | 1-4 | 0.5-1.5 | 0.1-0.5 | 0.05-0.5 |
水回收率（%） | 50-80 | 50-75 | 50-85 | 90-95 | 100 |
使用壽命（年） | 3-8 | 3-5 | 3-5 | 3-5 | 3-6個(gè)月 |
水站位置 | 除鹽工序 | 除鹽工序 | 1.除鹽工序 2.RO前的軟化 | 大多為純水站終端精處理，少數(shù)為RO前的預(yù)處理 | 1.RO、NF、UF前的保安過濾(3-10μm) 2.離子交換后濾除樹脂碎片(1μm) 3.UV后濾除細(xì)菌死體(0.2或 0.45μm) 4.純水站終端過濾(0.03-0.45μm) |
與傳統(tǒng)的水處理技術(shù)相比，膜技術(shù)具有工藝簡(jiǎn)單、操作方便、易于自動(dòng)控制、能耗小、無污染、去除雜質(zhì)效率高、運(yùn)行成本低等優(yōu)點(diǎn)，特別是幾種膜技術(shù)的配合使用，再輔之以其他水處理工藝，如石英砂過濾、活性炭吸附、脫氣、離子交換、UV殺菌等，為去除水中的各種雜質(zhì)，滿足日益發(fā)展的電子工業(yè)對(duì)高純水的需要，提供了有效而可靠的手段，而且也只有應(yīng)用了多種膜技術(shù)，才能生產(chǎn)出合格、穩(wěn)定的高純水，才能生產(chǎn)出大規(guī)模、超大規(guī)模、甚大規(guī)模集成電路 (LSI、VLSI、ULSI)，從而使計(jì)算機(jī)、雷達(dá)、通訊、自動(dòng)控制等現(xiàn)代電子工業(yè)的發(fā)展和應(yīng)用得以實(shí)現(xiàn)。
值得一提的是：當(dāng)原水的含鹽量大于400mg/L時(shí)，純水制造的除鹽工序采用RO-離子交換工藝后，比早先單用離子交換可節(jié)約酸、堿約90%左右，使離子交換柱的周期產(chǎn)水量提高10倍左右，事實(shí)證明，可以降低純水制造的運(yùn)行費(fèi)用和制水成本，可以減少工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，可以減少對(duì)環(huán)境的污染，并可使純水水質(zhì)得到提高并長(zhǎng)期穩(wěn)定。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在我國(guó)電子工業(yè)引進(jìn)的純水制造系統(tǒng)中，有RO的約占系統(tǒng)總數(shù)的90%，有UF的約占20%，有MF的幾乎為100%，而ED在我國(guó)國(guó)產(chǎn)的純水系統(tǒng)特別是早期投產(chǎn)的純水系統(tǒng)，以及為數(shù)眾多的對(duì)純水水質(zhì)要求不高的一般電子元器件(如電阻、電容、黑白顯像管、電子管等)制造廠的純水系統(tǒng)中占有相當(dāng)?shù)谋壤?/p>
微電子工廠純水站使用膜技術(shù)實(shí)況
現(xiàn)以某微電子工廠中的某一5T/H純水站使用海德能膜技術(shù)的實(shí)況，說明膜技術(shù)在電子工業(yè)純水制造中的應(yīng)用。
1.前級(jí)UF
前級(jí)UF是用于去除水中的懸濁物、膠體及有機(jī)物，降低水的SDI值，確保RO的安全運(yùn)行。前級(jí)UF有8支，進(jìn)水16m3/h，透過水15m3/h，濃縮水排放，回收率約90%。UF組件為立升公司生產(chǎn)的中空纖維膜。UF前采用5μm保安過濾器。
2.一級(jí)RO
水中加入還原劑Na2SO3(加藥量為水中余氯值的1.8倍)以防止余氯氧化腐蝕RO膜，加入阻垢劑(加藥量為5ppm)以防止CaCO3 、CaSO4等在RO膜上結(jié)垢，再經(jīng)5μm保安過濾器后由高壓泵打進(jìn)一級(jí)RO。一級(jí)RO有4組，均為2芯裝的膜殼。呈(3+1)排列，膜容器由FRP(玻璃鋼)制成，每根內(nèi)裝2個(gè)RO膜元件，總共為8個(gè)RO膜元件，進(jìn)水16m3/h，透過水8m3/h，濃縮水排放，回收率為50%，脫鹽率>90%(初始脫鹽率>99%)，操作壓力1.55Mpa。RO膜元件采用海德能公司生產(chǎn)的芳香聚酰胺復(fù)合反滲透膜，膜元件平均脫鹽率99.5%。
3.二級(jí)RO
一級(jí)RO水箱出水中一部分進(jìn)入A系統(tǒng)，先加NaOH(CP級(jí))調(diào)節(jié)pH為8.2-8.6，使水中CO2生成HCO3- ，被二級(jí)RO除去，以減輕混床離子交換的負(fù)擔(dān)，采用二級(jí)RO可以使混床再生周期延長(zhǎng)一倍，減少再生酸堿耗量，并可進(jìn)一步去除TOC和膠體物質(zhì)。二級(jí)RO共5根膜容器，每根容器內(nèi)裝1支RO膜元件，共5支RO膜元件，進(jìn)水8m3 /h，出水5m3/h，濃水排至超濾水箱，回收率約為70%，脫鹽率>70%(初始脫鹽率>80%)，RO膜元件采用海德能公司反滲透膜，型號(hào)與一級(jí)RO膜元件相同。
4.微濾
本系統(tǒng)的微濾可分為三類，第一類為前級(jí)UF、RO前的保安過濾器，用于去除水中的懸濁物微粒，降低水的SDI值，濾芯為PP(聚丙烯)膜摺迭式濾芯，孔徑為5μm或3μm。第二類在離子交換后，用于濾除離子交換樹脂碎片，濾芯為PP膜折疊式濾芯，孔徑為1μm。第三類在UV殺菌器后，用于濾除微生物尸體，濾芯為折疊式濾芯，孔徑為0.45μm或0.22μm--集成電路用高純水裝置。