本文重點(diǎn)介紹一級(jí)反滲透＋二級(jí)EDI超純水生產(chǎn)工藝，與傳統(tǒng)的離子交換法純水生產(chǎn)工藝相比，一級(jí)反滲透＋二級(jí)EDI超純水工藝的降耗減排效果顯著。


某大學(xué)試驗(yàn)大樓共有８層，每層有十多間實(shí)驗(yàn)室，共計(jì)八十多間實(shí)驗(yàn)室。其八樓采用中央超純水生產(chǎn)系統(tǒng)制備超純水，再利用超純水輸送管網(wǎng)向各實(shí)驗(yàn)室供應(yīng)實(shí)驗(yàn)室純水。該套系統(tǒng)采用的“一級(jí)反滲透＋二級(jí)ＥＤＩ”（下稱ｌＲ（）十２ＥＤＩ）超純水工藝設(shè)備，使用至今已達(dá)八年之久，目前其產(chǎn)水技術(shù)指標(biāo)仍然遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過中國實(shí)驗(yàn)室分析用各級(jí)純水技術(shù)指標(biāo)。某實(shí)驗(yàn)樓中央超純水機(jī)是國內(nèi)首臺(tái)采用“１ＲＯ＋２ＥＤＩ”的超純水生產(chǎn)工藝的超純水機(jī)。其先進(jìn)性表現(xiàn)在工藝先進(jìn)，采用二級(jí)ＥＤＩ進(jìn)行高精度提純、產(chǎn)水質(zhì)量高；無需酸堿再生，污水零排放；與該實(shí)驗(yàn)室以前使用的陽＋陰＋陰＋混＋混床純水生產(chǎn)工藝相比，不僅節(jié)水節(jié)電，而且環(huán)保，實(shí)現(xiàn)了污水零排放，空氣零污染，在降耗減排方面取得明顯效果。


1.超純水設(shè)備系統(tǒng)原理說明


（１）全自動(dòng)預(yù)處理設(shè)備包括：機(jī)械過濾器、活性炭過濾器、軟水器。


①機(jī)械過濾器去除水中的固體微粒、鐵銹、懸浮物及膠體雜質(zhì)等，以控制濁度小于１ＮＴＵ，達(dá)到反滲透（以下稱ＲＯ）進(jìn)水對(duì)濁度的要求。


②活性炭過濾器去除有機(jī)物雜質(zhì)、臭味、余氯等，防止有機(jī)物污染反滲透膜和防止余氯分解反滲透膜，使游離余氯小于０．１ｐｐｍ，達(dá)到Ｒｏ進(jìn)水對(duì)余氯的要求。


③軟水器去除水中的鈣鎂離子，使硬度小于ｌｐｐｍ，防止反滲透膜結(jié)垢，達(dá)到ＲＯ進(jìn)水對(duì)硬度的要求。該點(diǎn)出水水質(zhì)達(dá)到鍋爐用軟化水標(biāo)準(zhǔn)，該點(diǎn)出水水質(zhì)適用于鍋爐用軟化水及對(duì)鈣鎂離子要求小于０．５ｐｐｍ的用水。


（２）預(yù)除鹽設(shè)備采用一級(jí)反滲透；精除鹽部分采用二級(jí)ＥＤＩ。


①一級(jí)反滲透去除直徑在２０００ｎｎｌ以上的有機(jī)0.1微米微濾器核極樹電子級(jí)普通混脂濾罐樹脂床樹脂濾罐濾罐圖１系統(tǒng)組成圖0.1微米微濾器二級(jí)純水取水點(diǎn)八樓：大分子、有毒有害物質(zhì)和絕大部分離子，除鹽率達(dá)９９％，產(chǎn)水水質(zhì)達(dá)到實(shí)驗(yàn)室用水ＩＩＩ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，電導(dǎo)率＜１０１．ｔｓ／ｃｍ。該點(diǎn)出水水質(zhì)適用于實(shí)驗(yàn)竄玻璃器皿清洗；緩沖液、化學(xué)試劑配制、微生物培養(yǎng)制備；氫氣發(fā)生器、室內(nèi)加濕器、中壓消毒鍋用純水。


②一級(jí)ＥＤＩ去除ＲＯ反滲透產(chǎn)水中剩余的０．９％離子，產(chǎn)水水質(zhì)達(dá)到實(shí)驗(yàn)室ＩＩ級(jí)用水標(biāo)準(zhǔn)，電阻率＞１０ＭＤｄｃｍ。


③二級(jí)ＥＤＩ去除一級(jí)ＥＤＩ產(chǎn)水中剩余的0.１％離子，該點(diǎn)出水水質(zhì)達(dá)到實(shí)驗(yàn)室用水‘級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)水電阻率＞１８ＭＤ．／ｃｍ。該點(diǎn)出水水質(zhì)適用于動(dòng)、植物細(xì)胞培養(yǎng)用水；醫(yī)療用生化機(jī)、免疫分析、血液透析用水；分析試劑及藥品配置稀釋用水；生理、－病理、毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)用水；原子吸收光譜用水；試管嬰兒用水；各種高效液相色譜、離子色譜用水；其它實(shí)驗(yàn)室分析用水，如化工、電子、材料、環(huán)境等。


（３）超精提純系統(tǒng)包括：超純水循環(huán)泵、ＴＯＣ分解器、三級(jí)拋光樹脂濾器、ｕｖ殺菌燈和0.01微米超濾器。TOC分解器為185mm波長的ＵＶ燈，當(dāng)純水通過時(shí)，其將水中的有機(jī)碳氧化分解成碳酸根離子浸于水后形成碳酸氫根離子。一級(jí)拋光樹脂超精除離子，使產(chǎn)水提純到18.2MQ/cm。二級(jí)拋光樹脂濾器精除SI02；使SI02含量達(dá)到電子一級(jí)純水要求。三級(jí)拋光樹脂除有機(jī)碳，使ＴＯＣ含景＜１ｐｐｂ。ＵＶ殺菌燈火菌，0.01ｍ超濾器除熱源和固態(tài)微粒，使終產(chǎn)水水質(zhì)達(dá)到電ｆＩ級(jí)超純水標(biāo)準(zhǔn)。該水適合于所有精密分析儀器用水。


該點(diǎn)出水水質(zhì)適用于：注射用水、氨基酸分析、原子吸收／發(fā)射、ＢＯＤ／ＣＯＤ分析、轉(zhuǎn)１７ｐ／雜交、微生物試驗(yàn)室、分子生物試驗(yàn)室、毛細(xì)管電泳、植物組織培養(yǎng)、溶解實(shí)驗(yàn)、ＤＮＡ／ＲＮＡ制備、ＤＮＡ測(cè)序、酶分析／動(dòng)力學(xué)、水栽法、免疫診斷、超聲波清洗醫(yī)療器械、超聲波清洗電子器件、蛋白質(zhì)分析、蛋白質(zhì)純化、無熱源／無內(nèi)毒素、固相萃取、ＴＯＣ分析、毒性檢測(cè)、痕量金屬分析、痕量硼分析、痕量硅分析等。


原用全離子交換純水生產(chǎn)工藝流程自來水一預(yù)處理設(shè)備一預(yù)除鹽復(fù)床設(shè)備一精除鹽雙混床設(shè)備一高純水箱一高純水泵一ＵＶ殺菌燈－”０．２ｇｔｍ濾器一實(shí)驗(yàn)室一級(jí)用水點(diǎn)。


2.原用全離子交換純水系統(tǒng)設(shè)備各單元設(shè)備功能說明


（１）預(yù)處理設(shè)備由機(jī)械過濾器、活性炭過濾器、保安濾器組成。


①機(jī)械過濾器去除水中的固體微粒、鐵銹、懸浮物及膠體雜質(zhì)等，以控制濁度小于３ＮＴＵ。


②活性炭過濾器去除有機(jī)物雜質(zhì)、臭味、余氯等，防止有機(jī)物污染反滲透膜和防止余氯分解反滲透膜，使游離余氯小于０．１ｐｐｍ，可防止有機(jī)物污染陽陰混床樹脂。


③保安過濾器防止破碎石英砂和破碎活性炭進(jìn)入樹脂罐，并去除其它一些大于５Ｉ．ｔｍ的顆粒物質(zhì)。


（２）預(yù)除鹽復(fù)床設(shè)備由陽床＋陰床＋陰床組成。陽床去除陽離子；陰床去除陰離子；復(fù)床預(yù)除鹽的純水電導(dǎo)率一般達(dá)到２－５μ/ｃｍ。該水常做三級(jí)純水使用。


（３）精除鹽設(shè)備采用粗混床＋精混床組成。


①粗混床用于精除離子，去除陽陰復(fù)床產(chǎn)水中剩余的１％離子，產(chǎn)水電阻率一般＞10MQ/ｃｍ，其產(chǎn)水水質(zhì)一般達(dá)到實(shí)驗(yàn)室ＩＩ級(jí)純水標(biāo)準(zhǔn)。②精混床用于超精除離子，經(jīng)過超純混床的超純水電阻率一般達(dá)到18-18.2MQ/cm


3.全離子交換純水工藝存在的問題


（１）全離子交換裝置需酸堿再生，產(chǎn)生大量廢水、廢氣，污染環(huán)境。


（２）全離子交換裝置再生頻率高，浪費(fèi)大量人力物力。


（３）使用酸堿危險(xiǎn)性高，對(duì)操作人員危害極大。


（４）酸堿廢氣對(duì)廠房廠內(nèi)設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，加速廠房和設(shè)備的折舊。


（５）輔助設(shè)備多，占地面積大，設(shè)備和輔助設(shè)施投資高、運(yùn)行費(fèi)用高制水成本高。


4.該實(shí)驗(yàn)樓現(xiàn)RO+2EDI純水生產(chǎn)工藝與原全離子交換純水生產(chǎn)工藝的降耗減排效果比較


根據(jù)該實(shí)驗(yàn)樓前后兩套的設(shè)備使用記錄表明，超純水設(shè)備每天工作６ｈ左右，每年工作２００天以此估算每年產(chǎn)水約１２００ｔ。在每年生產(chǎn)１２００ｔ純水的同時(shí)所需的水、電、耗品、運(yùn)行費(fèi)用等數(shù)據(jù)。由表４～表７可知，現(xiàn)在所使用的“１ＲＯ＋２ＥＤＩ”超純水制水工藝與全離子交換法純水工藝相比，在８年的時(shí)間內(nèi)節(jié)水２４００ｍ，節(jié)電６０８０度，少排放廢水１００９２ｍ３，節(jié)約酸７４７２０ｋｇ，節(jié)約堿４９７６０ｋｇ，節(jié)約管理人員１人Ｘ１６００天，節(jié)約設(shè)備維修費(fèi)用５６０００元?？偣?jié)約費(fèi)用４０余萬元。


5.結(jié)論


（１）“１ＲＯ＋２ＥＤＩ”純水生產(chǎn)工藝是當(dāng)今環(huán)保性能好的超純水生產(chǎn)工藝。應(yīng)用此種純水生產(chǎn)工藝實(shí)現(xiàn)純水生產(chǎn)降耗減排具有極其明顯的效果。


（２）“ｌＲ（）＋２ＥＤＩ”純水生產(chǎn)工藝是當(dāng)今運(yùn)行費(fèi)用低的純水生產(chǎn)工藝。用其生產(chǎn)純水可以實(shí)現(xiàn)低的運(yùn)行成本和投資成本。噸水生產(chǎn)費(fèi)用小于５元。

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