超濾技術(shù)
超濾技術(shù)是通過(guò)膜表面的微孔結(jié)構(gòu)對(duì)物質(zhì)進(jìn)行選擇性分離。當(dāng)液體混合物在一定壓力下流經(jīng)膜表面時(shí)，小分子溶質(zhì)透過(guò)膜（稱為超濾液），而大分子物質(zhì)則被截留，使原液中大分子濃度逐漸提高（稱為濃縮液），從而實(shí)現(xiàn)大、小分子的分離、濃縮、凈化的目的。
超濾(Ultra-filtration, UF)是一種能將溶液進(jìn)行凈化和分離的膜分離技術(shù)。超濾膜系統(tǒng)是以超濾膜絲為過(guò)濾介質(zhì)，膜兩側(cè)的壓力差為驅(qū)動(dòng)力的溶液分離裝置。超濾膜只允許溶液中的溶劑(如水分子)、無(wú)機(jī)鹽及小分子有機(jī)物透過(guò)，而將溶液中的懸浮物、膠體、蛋白質(zhì)和微生物等大分子物質(zhì)截留，從而達(dá)到凈化和分離的目的。
超濾膜被大量用于水處理工程。超濾技術(shù)在反滲透預(yù)處理、飲用水處理、中水回用等領(lǐng)域發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。超濾技術(shù)在酒類和飲料的除菌與除濁，藥品的除熱原以及食品及制藥物濃縮過(guò)程中均起到關(guān)鍵作用。
超濾過(guò)濾孔徑和截留分子量的范圍一直以來(lái)定義較為模糊，一般認(rèn)為超濾膜的過(guò)濾孔徑為0.001-0.1微米，截留分子量(Molecular weigh cut-off, MWCO)為1,000-1,000,000 Dalton。嚴(yán)格意義上來(lái)說(shuō)超濾膜的過(guò)濾孔徑為0.001-0.01微米，截留分子量為1,000-300,000 Dalton。若過(guò)濾孔徑大于0.01微米，或截留分子量大于300,000 Dalton的微孔膜就應(yīng)該定義為微濾膜或精濾膜。
一般用于水處理的超濾膜標(biāo)稱截留分子量為30,000-300,000 Dalton，而截留分子量為6,000-30,000 Dalton 的超濾膜大多用于物料的分離、濃縮、除菌和除熱源等領(lǐng)域。
超濾膜的形式可以分為板式和管式兩種。管式超濾膜根據(jù)其管徑的不同又分為中空纖維、毛細(xì)管和管式。目前市場(chǎng)上用于水處理的超濾膜基本上以毛細(xì)管式為主，個(gè)別工程中使用的中空纖維(內(nèi)徑0.1-0.5mm)聚乙烯或聚丙烯微孔膜實(shí)際上應(yīng)屬于微濾膜。
將超濾膜絲組合成可與超濾系統(tǒng)連接的組件稱為超濾膜組件。中空纖維超濾膜組件分為內(nèi)壓式、外壓式和浸沒(méi)式三種。其中浸沒(méi)式超濾膜過(guò)濾的推動(dòng)力是膜管內(nèi)部的真空與大氣壓之間的壓力差。對(duì)于過(guò)濾精度要求較高的超濾膜，這一壓力差通常不易滿足所需過(guò)濾推動(dòng)力的要求，因此浸沒(méi)式的組件形式比較適合于過(guò)濾精度較低的超濾膜或微濾膜。外壓式超濾在正沖與反沖時(shí)，膜表面液體的流速極不均勻，影響膜表面的沖洗效果，因此常用于水處理的超濾膜還是內(nèi)壓式組件結(jié)構(gòu)較具有優(yōu)勢(shì)。
超濾特點(diǎn)
中空纖維超濾膜由于其的性質(zhì)廣泛應(yīng)用在礦泉水的制備；反滲透設(shè)備的預(yù)處理；自來(lái)水凈化處理；海水淡化的預(yù)處理；廢水回用的凈化處理；去除水中的膠體和；濾除提取液中的大分子量雜質(zhì)、蛋白質(zhì)和多糖，后制得制劑；對(duì)有效成分進(jìn)行濃縮，濾除藥液中水分和小分子量雜質(zhì)；低度白酒去濁除菌；果酒、啤酒及其他酒類的精制；凈化茶汁，制備濃縮茶；針劑、大輸液除熱源；濃縮人體血清。超濾技術(shù)具有以下特點(diǎn)：
1. 濾過(guò)程是在常溫下進(jìn)行，條件溫和無(wú)成分破壞，因而特別適宜對(duì)熱敏感的物質(zhì)，如藥物、酶、果汁等的分離、分級(jí)、濃縮與富集。
2. 濾過(guò)程不發(fā)生相變化，無(wú)需加熱，能耗低，無(wú)需添加化學(xué)試劑，無(wú)污染，是一種節(jié)能環(huán)保的分離技術(shù)。
3. 超濾技術(shù)分離效率高，對(duì)稀溶液中的微量成分的回收、低濃度溶液的濃縮均非常有效。
4. 超濾過(guò)程僅采用壓力作為膜分離的動(dòng)力，因此分離裝置簡(jiǎn)單、流程短、操作簡(jiǎn)便、易于控制和維護(hù)。
5. 超濾法也有一定的局限性，它不能直接得到干粉制劑。對(duì)于蛋白質(zhì)溶液，一般只能得到10～50%的濃度。
超濾原理
中空纖維超濾是在一支空心柱內(nèi)裝有許多的，中空纖維毛細(xì)管，兩端相通，管的內(nèi)徑一般在0．2mm左右，有效面積可以達(dá)到1平方厘米每一根纖維毛細(xì)管像一個(gè)微型透析袋，極大地了滲透的表面積，提高了超濾的速度。
中空纖維超濾膜是超濾膜的一種。它是超濾技術(shù)中為成熟與的一種技術(shù)。中空纖維中空纖維管壁上布滿微孔，孔徑以能截留物質(zhì)的分子量比較大，截留分子量可達(dá)幾千至幾十萬(wàn)。
原水在中空纖維外側(cè)或內(nèi)腔加壓流動(dòng)，分別構(gòu)成外壓式與內(nèi)壓式。超濾是動(dòng)態(tài)過(guò)濾過(guò)程，被截留物質(zhì)可隨濃縮水排除，不致堵塞膜表面，可長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行。超濾膜是早開(kāi)發(fā)的高分子分離膜。
超濾技術(shù)是一種廣泛用于水的凈化，溶液分離、濃縮，以及從廢水中提取有用物質(zhì)，廢水凈化再利用領(lǐng)域的高新技術(shù)。特點(diǎn)是使用過(guò)程簡(jiǎn)單，不需加熱，能源節(jié)約，低壓運(yùn)行，裝置占地面積小。

超純水設(shè)備系統(tǒng)在半導(dǎo)體晶片制造過(guò)程中重起到至關(guān)重要的作用。在一個(gè)生產(chǎn)周期內(nèi)，一個(gè)晶片與超純水的接觸超過(guò)35次，在任何一個(gè)環(huán)節(jié)發(fā)生供水中斷或者水質(zhì)不合格都會(huì)影響晶片的質(zhì)量，甚至導(dǎo)致產(chǎn)品的報(bào)廢。水處理之家網(wǎng)認(rèn)為，穩(wěn)定可靠的超純水設(shè)備系統(tǒng)是保障半導(dǎo)體晶片可持續(xù)生產(chǎn)的關(guān)鍵。
一、半導(dǎo)體晶片超純水設(shè)備系統(tǒng)簡(jiǎn)介
本方案以半導(dǎo)體晶片生產(chǎn)用超純水設(shè)備系統(tǒng)為案例，詳細(xì)講解205T/H的超大型超純水設(shè)備系統(tǒng)設(shè)計(jì)特點(diǎn)、工藝流程、超純水供水網(wǎng)管設(shè)計(jì)等。
對(duì)于原水中的各種雜質(zhì)，可以選用的去除方式多種多樣，每一種凈化設(shè)備基于不同的凈化原理，對(duì)各種雜質(zhì)的去除效率各不相同，甚至某些設(shè)備在去除特定雜質(zhì)的同時(shí)會(huì)引起其他雜質(zhì)數(shù)值的上升。超純水設(shè)備系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過(guò)程就是在滿足水質(zhì)要求的前提下尋找一個(gè)投資與操作優(yōu)化的凈化設(shè)備組合方案的過(guò)程。不同凈化設(shè)備對(duì)各種雜質(zhì)的去除效率。對(duì)超純水水質(zhì)的指標(biāo)要求：
二、半導(dǎo)體晶片超純水設(shè)備系統(tǒng)設(shè)計(jì)特點(diǎn)
典型的超純水設(shè)備系統(tǒng)流程可分為部分：預(yù)處理、初級(jí)制水、精制水。在全球水資源日益匱乏的今日，超純水的回收再利用已經(jīng)成為超純水設(shè)備系統(tǒng)設(shè)計(jì)必不可缺的一部分。一般而言，經(jīng)工藝機(jī)臺(tái)使用的超純水除了PH值，電導(dǎo)率，TOC等指標(biāo)較差外，大部分指標(biāo)都優(yōu)于市政供水，只要有針對(duì)性地設(shè)計(jì)一些凈化設(shè)備，完全可以將超過(guò)70％的超純水供水回收再利用，達(dá)到節(jié)水環(huán)保的目的。當(dāng)然，回收率越高，其設(shè)備投資及操作運(yùn)行成本也越高。本系統(tǒng)的流程設(shè)計(jì)充分考慮到工程水質(zhì)要求高，水量超過(guò)250噸小時(shí)的特點(diǎn)，各部分的設(shè)計(jì)兼顧經(jīng)濟(jì)性和可操作性，巧妙地將超純水回收利用系統(tǒng)融合于制備系統(tǒng)。
三、半導(dǎo)體晶片超純水設(shè)備系統(tǒng)工藝流程
自來(lái)水—加藥—多介質(zhì)過(guò)濾器—常壓脫氣塔—換熱器—10μm過(guò)濾器—一級(jí)反滲透 —預(yù)處理水箱—活性炭過(guò)濾器—離子交換器—去離子水箱—紫外線殺菌燈—1μm過(guò)濾器—二級(jí)反滲透—中間水箱—去有機(jī)物紫外線—混床—0.45μm過(guò)濾器—膜脫氣裝置—純水設(shè)備—冷卻箱—去有機(jī)物紫外線—拋光床—超濾系統(tǒng)—輸送管網(wǎng)—用水點(diǎn)
四、半導(dǎo)體晶片超純水設(shè)備系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案
預(yù)處理：
1.PAC、NaCl0加藥：絮凝劑PAC有助于原水中的膠體粒子和懸浮固體凝集成易被多介質(zhì)過(guò)濾器的大基團(tuán)，而NaCl0具有殺菌，分解有機(jī)物的作用。
2.多介質(zhì)過(guò)濾器：去除原水中經(jīng)絮凝的膠體粒子和懸浮固體，可通過(guò)反沖洗再生。H，S0 加藥，常壓脫氣塔：加H，S0 可將原水中的HC0 一生成C02在常壓脫氣塔中脫除，常壓脫氣塔是針對(duì)本工程大水量的特點(diǎn)而設(shè)計(jì)的，可以提高真空膜脫氣的除氧效率，減少昂貴的脫氣膜組的使用量。
3.熱交換器：在冬季原水水溫較低時(shí)使用熱交換器加熱反滲透進(jìn)水以提高反滲透系統(tǒng)的除鹽率，保證出水水質(zhì)。
4.10 u m預(yù)過(guò)濾器：過(guò)濾顆粒雜質(zhì)，保護(hù)反滲透膜。
5.一級(jí)反滲透：反滲透對(duì)除了溶解氣體以外的大部分雜質(zhì)都有較好的脫除效果。不同材質(zhì)的反滲透膜操作條件不同，脫除雜質(zhì)的效率也不同。醋酸纖維(CA)膜。醋酸纖維(CA)膜脫除率比復(fù)合(TFC)膜低，本設(shè)計(jì)用于一級(jí)反滲透，作為預(yù)處理階段去除大量離子等雜質(zhì)之用。反滲透膜需定期加藥清洗以去除表面污染及結(jié)垢，保證反滲透效率并延長(zhǎng)膜的壽命。
6.預(yù)處理水箱：儲(chǔ)存一級(jí)反滲透產(chǎn)水，收集工藝機(jī)臺(tái)使用過(guò)的回收純水。
7.活性炭過(guò)濾器：表面具有無(wú)數(shù)10—10 A微孔的活性炭吸附預(yù)處理水尤其是回收純水中的有機(jī)物，并通過(guò)反沖洗再生。
8.離子交換塔：離子交換塔包括陽(yáng)離子樹(shù)脂床和陰離子樹(shù)脂床，主要為去除回收純水中的各種陰陽(yáng)離子，降低電導(dǎo)率而設(shè)計(jì)，同時(shí)可進(jìn)一步純化預(yù)處理水，保證水質(zhì)離子交換樹(shù)脂定時(shí)用酸堿再生后可反復(fù)使用。
初級(jí)制水：
1.去離子水箱：儲(chǔ)存去離子水，調(diào)節(jié)和平衡預(yù)處理系統(tǒng)和初級(jí)制水系統(tǒng)的運(yùn)行。
2.紫外線殺菌：波長(zhǎng)254nm的紫外線燈可達(dá)到殺菌的作用。
3.1um過(guò)濾器：過(guò)濾顆粒雜質(zhì)，保護(hù)反滲透膜。
4.二級(jí)反滲透： 采用復(fù)合(TFC)膜的二級(jí)反滲透可去除高達(dá)95％ 以上的各種離子和有機(jī)物。
5.中間水箱：儲(chǔ)存二級(jí)反滲透產(chǎn)水，充普通氮?dú)?，隔絕空氣，以保護(hù)水質(zhì)不受污染。
6.去有機(jī)物紫外線： 波長(zhǎng)1 85mm 的紫外線燈可分解有機(jī)物至二氧化碳和水。
7.混床：不同于離子交換塔中陰陽(yáng)離子樹(shù)脂，混床中使用的樹(shù)脂可以在較低的離子濃度下獲得很好的脫除效率，混床出水電阻率已達(dá)1 7M Q．cm以上，接近超純水電阻率要求。
8.0.45um過(guò)濾器：去除去離子水中的顆粒雜質(zhì)，并捕捉水中可能帶出的破碎的混床樹(shù)脂微粒，以保護(hù)膜脫氣裝置的脫氣膜不受損害。
9.膜脫氣裝置：加真空氮?dú)獯祾叩哪っ摎庋b置可保證產(chǎn)水中溶氧達(dá)到小于lppb的要求，與早期的真空氮?dú)獯祾叩奶盍纤啾?，具有脫氣率高，占空間小，節(jié)省氮?dú)獾膬?yōu)點(diǎn)。

貴州水處理設(shè)備，純凈水設(shè)備自動(dòng)運(yùn)行操作步驟
1、接通電源，合上設(shè)備主機(jī)上的空氣開(kāi)關(guān)，電源指示燈亮，說(shuō)明純凈水設(shè)備已通電。
2、檢查源水進(jìn)水閥門(mén)、砂濾器控制閥、炭濾器控制閥、精濾器的閥門(mén)是否處于開(kāi)啟狀態(tài)。
3、打開(kāi)純凈水設(shè)備自動(dòng)開(kāi)關(guān), 純凈水設(shè)備全自動(dòng)運(yùn)行。原水泵首先啟動(dòng)，增壓后的水經(jīng)過(guò)砂濾器、炭濾器、精濾器過(guò)濾，流向一級(jí)高壓泵，當(dāng)一級(jí)高壓泵前壓力表的壓力指針為0.2Mpa(2公斤)時(shí)，一級(jí)高壓泵啟動(dòng)，制成的一級(jí)水，流向二級(jí)高壓泵，延時(shí)2-4秒，二級(jí)高壓泵啟動(dòng)，制成的純凈水流入純水罐。純水罐升至設(shè)置好的高液位時(shí)自動(dòng)停機(jī)，水用至低水位時(shí)自動(dòng)開(kāi)機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)純凈水設(shè)備全自動(dòng)功能。

貴州純水設(shè)備，如何提高陽(yáng)床、陰床的再生效果
離子交換法在化學(xué)除鹽、制取純水方面占有重要的地位，是一種不可或缺的方法。陽(yáng)床與陰床中的樹(shù)脂在工作過(guò)程中，交換容量逐漸達(dá)到飽和，失去對(duì)離子的交換能力。失效的樹(shù)脂需要再生，其再生水平是提高水質(zhì)，增加出水量，延長(zhǎng)樹(shù)脂使用壽命的重要環(huán)節(jié)。介紹影響樹(shù)脂再生效果的相關(guān)因素，在此基礎(chǔ)上，分析和比較不同的樹(shù)脂再生方法及提高再生效果的措施。
1 引言
電廠使用原水中，含有大量的Ca2+、Fe3+等陽(yáng)離子以及Cl-、SO42-等陰離子。這些有害成分進(jìn)入鍋爐后，會(huì)在其表面結(jié)垢，并產(chǎn)生腐蝕作用，縮短了設(shè)備的使用壽命，也給機(jī)組的運(yùn)行帶來(lái)安全隱患。因此，原水必須在除鹽凈化之后才能投入使用。離子交換法是應(yīng)用為廣泛也為重要的除鹽方法。原水依次通過(guò)填裝陽(yáng)離子交換樹(shù)脂的陽(yáng)床和陰離子交換樹(shù)脂的陰床后，水中的有害離子可絕大部分地被脫去，達(dá)到凈化的目的。但是，在工作過(guò)程中，陽(yáng)床、陰床的樹(shù)脂都會(huì)逐漸耗盡，加上原水中有機(jī)物、微生物和膠體等成分的污染，樹(shù)脂會(huì)失去除鹽功能。此時(shí)，需要對(duì)樹(shù)脂分別進(jìn)行再生。研究表明，無(wú)論是陽(yáng)樹(shù)脂還是陰樹(shù)脂，其再生度越高，則再生后，樹(shù)脂中殘留的有害離子含量越少，出水中離子泄漏量越低，而出水量也隨之升高。由此可見(jiàn)，好的再生效果可以保證除鹽系統(tǒng)的正常運(yùn)行，延長(zhǎng)制水時(shí)間，提高制水量和出水品質(zhì)。因此，研究如何提高樹(shù)脂的再生效果，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
2再生機(jī)理及再生效果影響因素
2.1 樹(shù)脂再生基本原理
離子交換樹(shù)脂工作時(shí)，分別通過(guò)陽(yáng)樹(shù)脂中的H+和陰樹(shù)脂中的OH-將進(jìn)水中的陽(yáng)離子和陰離子置換出來(lái)。這個(gè)過(guò)程是可逆的，再生即是除鹽的逆過(guò)程。也就是分別用一定量的酸和堿與失效的樹(shù)脂反應(yīng)，H+和OH-將樹(shù)脂吸附的離子重新置換出來(lái)，自身再一次與樹(shù)脂結(jié)合，使樹(shù)脂恢復(fù)交換能力，可以繼續(xù)工作。顯然，再生反應(yīng)進(jìn)行的越徹底，再生效果越好。其反應(yīng)式具體如下：
2.2 樹(shù)脂再生效果的影響因素
樹(shù)脂的再生是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，從再生劑的選取、再生劑的質(zhì)量到再生樹(shù)脂的沖洗等等，每一個(gè)環(huán)節(jié)都可能影響到樹(shù)脂終的再生效果。分析影響再生的各種因素，有助于我們?cè)趯?shí)際操作中分析和采用合理工藝，從而盡可能的提高樹(shù)脂再生效果。
2.2.1再生劑種類
HCl和NaOH作為傳統(tǒng)的再生劑，被廣泛應(yīng)用于樹(shù)脂的再生過(guò)程。雖然HCl的價(jià)格較貴，但其再生度高，可延長(zhǎng)制水時(shí)間，提高制水量，節(jié)約制水成本。而NaOH既可作為強(qiáng)堿陰樹(shù)脂的再生劑又可作為弱堿陰樹(shù)脂的再生劑，適用范圍相當(dāng)廣。除此之外，在某些特定的場(chǎng)合與環(huán)境下，也可用其它酸堿作為再生劑，但前提是選用再生劑可以滿足再生質(zhì)量和出水品質(zhì)的要求。
2.2.2再生劑溫度
再生液溫度的升高會(huì)促使樹(shù)脂中離子的擴(kuò)散速度加快，有利于再生，尤其對(duì)于陰樹(shù)脂的再生，其效果更加明顯。因此，在條件允許的情況下，可以將再生液預(yù)熱，適當(dāng)?shù)靥岣咂錅囟?。但是，要保證升溫在一定的范圍之內(nèi)，通?？刂圃?5～40℃附近。過(guò)高的溫度會(huì)導(dǎo)致樹(shù)脂內(nèi)部基團(tuán)的分解，影響樹(shù)脂的正常使用，縮短壽命。
2.2.3再生劑濃度
再生劑濃度在很大程度上影響樹(shù)脂的再生度和破碎率。對(duì)于陽(yáng)樹(shù)脂，隨著再生劑濃度的增加，再生度呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)。這是因?yàn)樵诘蜐舛葏^(qū)，H+隨再生液濃度的增加而增多，置換的離子也相應(yīng)增多，再生度提高。當(dāng)濃度增加到一定程度，進(jìn)入高濃度區(qū)，此時(shí)，高濃度的再生劑使樹(shù)脂發(fā)生破碎，再生度反而降低。再生液濃度對(duì)陰樹(shù)脂的影響也呈現(xiàn)類似的規(guī)律。只是在高濃度區(qū)再生度增長(zhǎng)緩慢而非呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。
2.2.4沖洗水質(zhì)
失效樹(shù)脂經(jīng)過(guò)離子交換再生后，需要用水沖去多余的酸和雜質(zhì)離子。如果沖洗不徹底，殘留的離子會(huì)增加循環(huán)系統(tǒng)中有害離子的成分，同時(shí)減少樹(shù)脂的交換容量，不能達(dá)到理想的再生效果。有研究指出，用大于等于10M -cm的水沖洗陰陽(yáng)樹(shù)脂后，樹(shù)脂的再生度、交換容量均要高于自來(lái)水沖洗效果，且殘留的有害離子明顯減少。
此外，再生液純度和流速，更換次數(shù)等也都對(duì)樹(shù)脂的再生效果產(chǎn)生或多或少的影響。在日常再生過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)充分考慮各個(gè)因素的綜合作用，擇優(yōu)選取的再生方案。
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