超純水，作為一種幾乎去除所有溶解固體、顆粒物、細菌、病毒及其他有機物的水，是半導體、電子、制藥、化工及生物科技等領域的原料。其制備過程需經(jīng)歷嚴格且復雜的工藝流程，以確保水質純凈。
膜法超純水制取設備工藝流程概述:
膜法超純水制取設備以其高效、環(huán)保、節(jié)能的特點，逐漸成為現(xiàn)代超純水制備的主流技術。其工藝流程大致可分為預處理、反滲透(RO)、電去離子(EDI)及終端處理幾個關鍵步驟。
一、預處理階段
預處理是膜法超純水制取過程中的首要環(huán)節(jié)，其目的在于去除原水中的懸浮物、膠體、有機物、余氯及大部分細菌等雜質，為后續(xù)的反滲透膜提供清潔、穩(wěn)定的進水水質。常見的預處理設備包括多介質過濾器、活性炭過濾器、軟化水器及精密過濾器等。
1. 多介質過濾器：通過不同粒徑的砂、石英砂、無煙煤等介質的層層過濾，有效去除水中的懸浮物、膠體及部分有機物，降低水的濁度。
2. 活性炭過濾器：利用活性炭的強吸附能力，進一步去除水中的有機物、余氯及部分重金屬離子，改善水的口感和氣味。
3. 軟化水器：通過離子交換原理，將水中的鈣、鎂離子置換為鈉離子，降低水的硬度，防止后續(xù)設備結垢。
4. 精密過濾器：采用高精度濾芯(如PP棉、尼龍膜等)，進一步攔截微小顆粒物，確保進入反滲透膜的水質清澈透明。
二、反滲透(RO)階段
反滲透是膜法超純水制取的核心環(huán)節(jié)，它利用半透膜的選擇透過性，在高壓泵的推動下，使水分子通過膜而大部分溶質被截留。反滲透膜能有效去除水中的溶解鹽、膠體、有機物、細菌及病毒等雜質，出水水質可達到較高的純度。
1. 反滲透膜的選擇：根據(jù)原水水質及出水要求，選擇合適的反滲透膜材料(如聚酰胺復合膜、醋酸纖維素膜等)及膜元件(如卷式膜、中空纖維膜等)。
2. 操作參數(shù)控制：嚴格控制進水壓力、溫度、pH值及回收率等參數(shù)，確保反滲透膜的穩(wěn)定運行及高效除鹽效果。
3. 清洗與維護：定期對反滲透膜進行清洗，去除膜表面的污染物，延長膜的使用壽命，保證出水水質穩(wěn)定。
三、電去離子(EDI)階段
電去離子技術是在反滲透基礎上進一步深度脫鹽的技術，它利用電場作用下的離子交換膜和電滲析原理，將水中的殘余離子進一步去除，使出水水質達到超純水的標準。
1. EDI膜塊結構：EDI膜塊通常由陰陽離子交換膜、淡水隔板及濃水隔板交替排列而成，形成多個獨立的脫鹽單元。
2. 工作原理：在直流電場的作用下，水分子被電離成氫離子和氫氧根離子，分別通過陽膜和陰膜進入濃水室，同時水中的殘余離子被離子交換膜截留并隨濃水排出，從而實現(xiàn)深度脫鹽。
3. 優(yōu)點：EDI技術無需使用酸堿進行樹脂再生，避免了二次污染，且連續(xù)運行、出水水質穩(wěn)定。
四、終端處理階段
經(jīng)過反滲透和電去離子處理后的水，雖然已經(jīng)達到了很高的純度，但在某些特定應用場合(如半導體制造)中，仍需進行進一步的終端處理，以確保水質的絕對純凈。
1. 拋光樹脂：采用高純度的混合床離子交換樹脂，對EDI出水進行最后的深度拋光處理，去除殘留的微量離子及有機物。
2. 微孔過濾器：通過微孔濾芯(如PTFE膜)的過濾作用，去除水中的微小顆粒物及細菌等雜質，確保出水水質的絕對安全。
3. 紫外消毒：在必要時，可采用紫外消毒器對出水進行殺菌處理，進一步提高水質的生物安全性。
結語
膜法超純水制取設備工藝流程的每一個環(huán)節(jié)都至關重要，它們共同構成了一個高效、穩(wěn)定、環(huán)保的超純水制備系統(tǒng)。隨著科技的不斷進步和工藝的不斷優(yōu)化，膜法超純水制取技術將在更多領域發(fā)揮重要作用，推動相關行業(yè)的持續(xù)發(fā)展。
