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纯水系统配置及原理介绍

Fri Sep 27 08:41:06 CST 2019

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我们需认知完全纯净的水是不可能的，因为水本身是很好的溶剂，它可以溶解物质及空气中的气体，故而造成使用者在产品上的损坏，所以它必需在水的纯度上有所要求，并了解如何制造纯水及保存方法。

在工业方面：大量的纯水被使用在电子工业，药品制造业及化妆品业，最新且复杂之电子产品，都非常精密，故产品特别要求高纯度，而超纯水即是生产过程中重要因素之一。因此最新且经济的方法就是以薄膜逆渗透原理来取代蒸馏法。

纯水可提供使用者生产最经济，安全之产品，许多工业皆必须使用相当高纯度的纯水，很明显纯水是一种资源，故如何设计一套正确水纯化系统是相当重要的。

1.水中污染物质

水中污染物质可分五大类：

◎可溶解之固体(活性离子):Ca2+，Mg2+，Na+，K+，Fe2+，HCO3-，NO3-，SO42-；

◎悬浮固体(细微粒子)：如泥土，淤泥，砂及铁氧化物等；

◎有机物质：动物性，植物性物质，油及污水等；

◎微生物：如细菌，病毒及霉菌；

◎可溶解之气体：如氧气，氮气，二氧化碳，氯气，甲烷，氨气，硫化氢，二氧化硫。

2.不纯物之测定

●几乎所有原水(除海水外)是浓度非常稀的溶液，其含有微量可溶性物质在大量之水中，因其含量少故测量在水中之含量常以百万分之一(PPM)或是每公升含有多少毫克(mg/l)来表示。

●根据化学原理，有某些物质如矿物盐，酸及碱类，需打断彼此间的键结能力才能溶于水中，这些离子有些是单独键结，有些是成群键结在一起，彼此间带有电荷，通过电流作用，则离子越多水之导电度越大(电阻系数越小)，离子越少则相反，故可用电阻值或导电度来测量水中可溶性固体之含量。

●电阻系数以”M?-CM”来表示，而导电度则以”?S/CM”来表示，彼此间互为倒数之关系。

3.系统流程

原水箱→原水泵→砂过滤器→炭过滤器→加药抑垢装置→保安过滤器→高压泵→反渗透膜组→纯水箱→纯水加压泵→EDI膜堆→末置过滤器→至使用点

4.工艺流程简述

●原水箱

功能：将自来水送自此桶槽，以作为缓冲运用。

液位动作：H—补水停止。L—原水泵停止动作。

●原水泵

功能:将自来水从原水桶抽出，加压后送至前处理系统。

泵运转动作：设计为一台动作，一台备用。

手动：将选择开关切至手动，除以下状况，泵会马上动作:①电源没有接上。②马达过载、跳脱。

自动：将选择开关切至自动，除以下状况，泵会正常动作：①原水桶水位过低，盘面低液位指示灯亮。当水位回复正常，低液位指示灯熄灭，水泵自动动作。②纯水箱液位高，当水位降至设定值时，会自动动作。③马达过载、跳脱，警报器响，按重置才会自动动作，应查明跳脱原因(电流过高或电源不正常等)。

基本操作：

泵吸入口阀，平常应全开。以防止泵空转，而造成严重损坏。

泵出口阀，也可调整泵出口压力，正常不应全关，以免疏忽在转换泵台时产生DEAD FLOW。

●砂过滤器

功能：此法为一般水纯化步骤中最通用之过滤法，在工业用水纯化作用中，砂滤可降低进水水质中所含污染之混浊度，悬浮固体及沉降度达相当程度，其砂滤厚床是以细砂及砂砾所组成之滤层，大部份砂滤法可在操作压力下，以重力流速反洗方法来清洁滤器。

基本动作：

正确设定当前日期及时间；

依现场工况设定适当的返洗周期（将所需返洗日期销压入）；

如遇停电或关闭总电源后，请重新调整时间设定。

●炭过滤器

功能：活性炭过滤可吸附有机物，颜色，异味及余氯，于纯化过程中活性炭过滤常用来除去有机物，虽然，在进一步的系统中，不是相当重要之配备，只有特别应用在除去有机物及余氯，因为细菌生长是一个很大的问题在炭床的有机物更为细菌滋养的温床。

基本动作：

正确设定当前日期及时间；

依现场工况设定适当的返洗周期（将所需返洗日期销压入）；

如遇停电或关闭总电源后，请重新调整时间设定。

●加药抑垢装置

功能：水中有碳酸钙，硫酸盐，活性硅以及氟化钙，它们经反渗透浓缩后易在膜表面沉积结垢，影响膜的性能。为了防止它们结垢，在水中加入高效阻垢分散剂，可有效提高上述物质在水中的溶解度，有效防止上述物质的结垢倾向，提高膜的正常使用寿命，保证出水水质。

药剂量计算：

处理水量：8m3/h

加药量：2ppm

药剂浓度：2%（80L纯水中加入1.6Kg ATS-03）

加药机最大量：3.6L/h

则：8m3/h*2ppm = AL/h*2% ＝＞A = 0.8L/h

0.8L/h ÷ 3.6L/h = 0.23

因此，可将加药泵之量程设定在23%

●保安过滤器

功能：将来水较大的粒子清除，当滤芯附着过多粒子，压差会增加，使过滤功能减退，此时应拆下更换滤芯。将加入的药与原水混合。

基本操作：当滤器进出口压力差超过新装时0.5Kg/cm2时，应更换滤芯。更换预滤芯时先把上方之排气阀及下方排水阀打开，使预滤器的水排出，再把预滤器盖上的螺丝拆除即可。

注意事项：恢复供水时应先排放空气，打开预滤器盖上的排气阀即可。

●高压泵

功能：提供反渗透RO膜过滤正常运行所需的压力。

手动：将选择开关切至手动，除以下状况，泵会马上动作:

①电源没有接上。

②马达过载、跳脱。

自动：将选择开关切至自动，除以下状况，泵会正常动作：

①进水缺水低压。

②纯水箱液位高，当水位降至设定值时，会自动动作。

③马达过载、跳脱，警报器响，按重置才会自动动作，应查明跳脱原因(电流过高或电源不正常等)。

●反渗透主机

功能：将水中大部份的离子、细微粒子、Silica、有机物、细菌等去除。其去除率约为95％以上。在正常使用下，RO膜之去除率会随着时间而衰退。但若去除率过低(低于90%以下)，则应查明原因，并做清洗或更新，以免影响后续设备功能。

原理：

回收率：指膜系统中给水转化为产水或透过液的百分率。

脱盐率：通过反渗透从系统进水中除去总可溶性的杂质浓度的百分率。

渗透液：是指透过膜而产生的净化产水。

浓缩液：是指离开膜系统的未透过膜的那部分的“进水”。这部分浓水含有从原水水源带入的可
溶性的杂质。

基本操作：

●RO产水至纯水箱的PVC阀门，平常应全开；

●RO排水侧PVC阀门，平常应全开；

●RO浓水出口侧SUS调压阀，应半开；（初次调压10~15Kg/cm2完成后一般不需每天调节）

●RO浓水回流阀可依现场工况需要，适度开启，可调整回收率；

●药洗进出口阀门，平常应全关。

注意事项：

●RO膜产水量会因水温降低而减少，在相同压力下，每降低1℃约减少3%之产水量。

●在同一状况下，如果产水量减少15%以上，或操作压力增加20%以上，或去除率降低95%以下等现象时，应进行RO膜清洗。

RO膜积垢原因：

·无机盐积垢(scaleformation)

·碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡、硫酸锶、氟化钙、硅化物

·金属氧化物积垢(metaloxidedeposition)铁、锰、铝等金属之氢氧化物

·胶体积垢(colloidalfouling)

·悬浮固体物积垢(suspendedsolidfouling)

·生物积垢(biologicalfouling)

·有机物积垢(organicfouling)

膜管堵塞位置分布：

何时该清洗？

清洗液（一般配方）

酸洗：

使用药剂：2%(w)柠檬酸或0.2%(w)HCl以上pH=2，pH高于2时酌加HCl。

时机：清洗之RO膜前处理无软水器或2B3T。

碱洗：使用药剂：0.1%(w)NaOH+0.05%(w)Na-DDS。或0.1%(w)NaOH+0.1%(w)EDTA。以上pH=12，pH低于12时酌加NaOH

时机：非结垢性堵塞。

●纯水箱

功能：RO纯水储存。

液位动作：H是RO造水停止。L是RO纯水输送泵停止动作。

●EDI膜组

功能:EDI利用离子交换膜、离子交换树脂和直流电，把RO水中残余的微量离子去除使水质提高至5～10MΩ-CM。

原理：