【工業(yè)純水機(jī)】工業(yè)純水機(jī)原理 工業(yè)純水機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)

工業(yè) 純水機(jī)由預(yù)處理系統(tǒng)、精處理系統(tǒng)、后處理系統(tǒng)三大部分組成。原水經(jīng)PP濾芯（砂棒過濾器）、活性炭單元、軟水器單元等預(yù)處理系統(tǒng)后，使水中的懸浮物（顆粒物質(zhì)）、膠體、有機(jī)物、硬度、微生物等雜質(zhì)含量大大降低，以、電除鹽等精處理系統(tǒng)的處理負(fù)荷，延長其使用壽命。

工業(yè)純水機(jī)概況

依各種原水水質(zhì)和要求的不同，工業(yè)用水的制備工藝大體可分為預(yù)處理、脫鹽和精處理三步。

工業(yè)純水機(jī)工作原理

純水系統(tǒng)設(shè)計結(jié)合化工行業(yè)用純水的要求，制定出標(biāo)準(zhǔn)型適合在本行業(yè)使用的純水系統(tǒng)。以下對系統(tǒng)的介紹：

離子交換純水系統(tǒng)

本系統(tǒng)設(shè)計采用多介質(zhì)過濾器、活性炭過濾器作及保安過濾器作為前級處理，有效除去原水中的懸浮物、泥砂、微粒、有機(jī)硅膠體、有機(jī)物、異味、余氯等雜質(zhì)，使經(jīng)過離子交換處理后的水質(zhì)符合工業(yè)生產(chǎn)要求。在經(jīng)過后端進(jìn)行精處理系統(tǒng)（混床系統(tǒng)），使其產(chǎn)水水質(zhì)滿足生產(chǎn)用水的要求。離子交換設(shè)備-離子交換技術(shù)有相當(dāng)長的歷史，某些天然物質(zhì)如泡沸石和用煤經(jīng)過磺化制得的磺化煤都可用作離子交換劑。但是，隨著現(xiàn)代有機(jī)合成工業(yè)技術(shù)的迅速發(fā)展，研究制成了許多種性能優(yōu)良的離子交換樹脂，并開發(fā)了多種新的應(yīng)用方法，離子交換技術(shù)迅速發(fā)展，在許多行業(yè)特別是高新科技產(chǎn)業(yè)和科研領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用。國內(nèi)外生產(chǎn)的樹脂品種達(dá)數(shù)百種，年產(chǎn)量數(shù)十萬噸。

工業(yè)超純水設(shè)備原理描述

離子交換是一種特殊的固體吸附過程，它是由離子交換劑的電解質(zhì)溶液中進(jìn)行的。一般的離子交換劑是一種不溶于水的固體顆粒狀物質(zhì)，即離子交換樹脂。它能夠從電解質(zhì)溶液中吸取某種陽離子或者陰離子，而把自身所含的另外一種帶相同電荷符號的離子等量地?fù)Q出來，并釋放到溶液中去，這就是所謂的離子交換。按照所交換離子的種類，離子交換劑可分為陽離子交換劑和陰離子交換劑兩大類。

離子交換的基本工作原理是

1、首先電解質(zhì)離子（鈣、鎂、鐵、鈉等離子）穿過液膜進(jìn)入樹脂表面；

2、離子進(jìn)入樹脂內(nèi)部；

3、離子交換；

4、H離子或OH根離子向樹脂外部擴(kuò)散；

5、H離子或OH根離子進(jìn)入水中形成H2O。雙床又稱復(fù)床，復(fù)床是用陽、陰兩種不同的離子交換的交換器的串聯(lián)方式，如強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂和強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂串聯(lián)的方式。這種陽床和陰床串聯(lián)組成的設(shè)備稱為復(fù)床，水先經(jīng)過陽床除去帶正電的離子（如Ca2 、Mg2 、K 、Na ），并且置換出H 離子到水中；然后除去水中的陰性離子（如SO2-4、Cl-、HCO-3），并且置換出OH-離子到水中。同時，H 離子和OH-離子結(jié)合形成水H2O，從而達(dá)到去離子的作用。

混床工作原理

在同一個交換器中，將陰、陽離子交換樹脂按照一定的體積比例進(jìn)行填裝，在均勻混合狀態(tài)下，進(jìn)行陰、陽離子交換，從而除去水中的鹽分，稱為混合床除鹽處理。混合床的陰、陽離子交換樹脂在交換過程中，由于是處于均勻混合狀態(tài)，交錯排列，互相接觸，可以看作是由許許多多的陰、陽離子交換樹脂而組成的多級式復(fù)床，可相當(dāng)于1000～2000級。因為是均勻混合，所以，陰、陽離子的交換反應(yīng)幾乎是同時進(jìn)行的，所產(chǎn)生的H 和OH-隨即合成H2O，交換反應(yīng)進(jìn)行得很徹底，出水水質(zhì)高。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)流程前處理設(shè)備（多介質(zhì)過濾設(shè)備、活性炭過濾設(shè)備） 離子交換設(shè)備=純水

應(yīng)用范圍

發(fā)電廠、熱電廠.給水循環(huán)冷卻（凝結(jié)）.水化工、石化工藝用水.化工反應(yīng)冷卻用水

預(yù)處理

包括砂濾、多介質(zhì)過濾、軟化、加氯、調(diào)節(jié)pH、活性碳過濾、脫氣等。過濾可除去1～20微米大小的顆粒，軟化和調(diào)節(jié)pH可防止反滲透膜結(jié)垢，加氯是殺菌?；钚蕴歼^濾是除去有機(jī)物和自由氯，脫氣是清除溶于水中的CO2等。

脫鹽

包括電滲析、反滲透、離子交換。電滲析的原理是在外加直流電場作用下利用陽離子和陰離子交換膜對離子選擇性透過，脫鹽率可達(dá)95%以上。反滲透是滲透現(xiàn)象的逆過程，在濃溶液上加壓力，使溶劑從濃溶液一側(cè)通過半透膜向稀溶液一側(cè)反向滲透，脫鹽可達(dá)98%，并能除去99%的細(xì)菌顆粒和溶解在水中的有機(jī)物。離子交換的原理是當(dāng)水通過陽離子交換樹脂時，水中的陽離子被陽離子交換樹脂吸附，樹脂上可交換的陽離子如H離子被置換到水中，并和水中的陰離子結(jié)合成相應(yīng)的無機(jī)酸，如超純水這種含有無機(jī)酸的水，當(dāng)下一步通過陰離子交換樹脂層時，水中的陰離子被陰離子交換樹脂吸附。樹脂上可交換的陰離子如OH離子被置換到水中，并與水中的H離子結(jié)合成水，即超純水。

精處理

包括紫外線殺菌、終端膜過濾和超濾。紫外線殺菌是因生物體的核酸吸收紫外線光的能量而改變核酸自身結(jié)構(gòu)，破壞核酸功能而使細(xì)菌死亡。殺菌最強(qiáng)的光譜波長為2600埃。各種膜過濾能除掉直徑大于0.2微米的顆粒，但對于清除有機(jī)物則不如反滲透和超濾有效。超濾是把各種選擇性的分子分離。在超濾過程中，水在壓力下流過一個卷式或中空纖維膜棒。膜孔徑在10～200埃范圍內(nèi)，薄膜厚度為0.1～0.5微米，附在一個中孔的纖維棒內(nèi)壁上，超濾能除去細(xì)菌和0.05微米的粒子。

工業(yè)純水機(jī)活性炭

活性炭的比表面積很大，且布滿了孔徑極?。?span>10～30埃）的微孔，對有機(jī)物膠體、余氯、鐵離子等有明顯的吸附濾除作用。臺式純水機(jī)、凈水器等常用10寸/20寸活性炭濾芯。大型純水機(jī)組常用玻璃鋼/不銹鋼材質(zhì)的活性炭濾罐。

工業(yè)純水機(jī)軟水器

大中型純水系統(tǒng)常使用全自動軟水器以除去原水中的鈣鎂離子。全自動軟水器由鈉離子樹脂罐、再生鹽箱及多路控制閥組成，能夠設(shè)定程序控制運行，自動再生（時間型/流量型兩種控制方式），再生時利用虹吸原理吸鹽，再注水化鹽，再生時間通常為2小時。

小型臺式純水機(jī)一般使用10寸/20寸軟水樹脂濾芯來降低原水硬度。

工業(yè)純水機(jī)反滲透

RO（Reverse Osmosis）反滲透技術(shù)是利用壓力表差為動力的膜分離過濾技術(shù)，源于美國二十世紀(jì)六十年代宇航科技的研究，后逐漸轉(zhuǎn)化為民用，已廣泛運用于科研、醫(yī)藥、食品、飲料、海水淡化等領(lǐng)域。

RO反滲透膜孔徑小至納米級（1納米=10-9米），在一定的壓力下，H2O分子可以通過RO膜，而源水中的無機(jī)鹽、重金屬離子、有機(jī)物、膠體、細(xì)菌、病毒等雜質(zhì)無法通過RO膜，從而使可以透過的純水和無法透過的濃縮水嚴(yán)格區(qū)分開來。

RO膜對高價離子、膠體、細(xì)菌及分子量大于300 dalton的有機(jī)物質(zhì)（包括熱源）去除率高達(dá)99%以上，對低價離子（NA 、K ）去除率達(dá)95%，當(dāng)源水電導(dǎo)率<3505μs/cm，RO純水電導(dǎo)率通?！?/span>55μs/cm，符合國家三級用水標(biāo)準(zhǔn)。再經(jīng)過原子級離子交換柱循環(huán)過濾，出水率可達(dá)18.2MΩ.cm。

反滲透法是可達(dá)到90%～99%雜質(zhì)去除率最經(jīng)濟(jì)的方法，同時也是試劑級超純水系統(tǒng)最好的前處理方法。

工業(yè)純水機(jī)備注

RO膜的過濾能力受水溫影響較大，最適合的水溫為25℃～30℃，溫度下降1℃，RO膜的產(chǎn)水量約下降3%，當(dāng)水溫接近0℃時，RO膜將停止產(chǎn)水。

工業(yè)純水機(jī)超濾器

超濾膜又稱為中空纖維超濾膜?？讖浇橛诜礉B透和微濾之間，約0.01～0.1μm，常用作純水系統(tǒng)的后處理裝置，可用于截留溶液中各種微粒、大分子溶質(zhì)、細(xì)菌、病毒、熱原等。超濾膜的孔徑是由一定分子量的物質(zhì)進(jìn)行截留試驗測定的，并以分子量的數(shù)值來表示，能夠濾除熱原的超濾膜的分子量通常為6000道爾頓（dalton）。

工業(yè)純水機(jī)紫外儀

紫外線是一種肉眼看不見的光波，存在于光譜紫外線端的外側(cè)，故稱之為紫外線，依據(jù)不同的波長范圍，被割分為A、B、C三種波段，其中的C波段紫外線波長在240－260nm之間，為最有效的殺菌波段，波段中之波長最強(qiáng)點是253.7nm。

當(dāng)紫外線設(shè)備產(chǎn)生的足夠劑量的強(qiáng)紫外光照射到水、液體或空氣時，其中的各種細(xì)菌、病毒、微生物、寄生蟲或其它病原體在紫外光UV-C的輻射下，細(xì)胞組織中的DNA、RNA被破壞，從而阻止子細(xì)胞的再生，紫外線消毒設(shè)備在不使用任何化學(xué)藥劑的情況下，較短時間內(nèi)（通常為0.2-5秒）殺滅了水中、液體或空氣中99.9%以上的細(xì)菌和病毒。科學(xué)試驗證明，波長在240-280nm的紫外線具備有高效殺菌功能。

現(xiàn)代紫外線消毒技術(shù)是基于現(xiàn)代防疫學(xué)、光學(xué)、生物學(xué)和物理化學(xué)的基礎(chǔ)上，利用特殊設(shè)計的高效率，高強(qiáng)度和長壽命的C波段紫外光發(fā)生裝置，產(chǎn)生的強(qiáng)紫外C光照射流水（空氣或固體表面），當(dāng)水（空氣或固體表面）中的各種細(xì)菌、病毒、寄生蟲、水藻以及其它病原體受到一定劑量的紫外C光輻射后，其細(xì)胞中的DNA結(jié)構(gòu)受到破壞，從而在不使用任何化學(xué)藥物的情況下殺滅水中的細(xì)菌、病毒，以及其它致病體，達(dá)到消毒和凈化的目的。

紫外線殺菌器以304或316L不銹鋼作主體材料，以高純石英管作套管，配合高性能的石英紫外線低壓汞消毒燈管，具有殺菌力強(qiáng)，壽命長、支行穩(wěn)定可靠等優(yōu)點，其殺菌效率≥99%，進(jìn)口燈管使用壽命≥9000小時。

工業(yè)純水機(jī)殺菌

紫外線殺菌的原理一般認(rèn)為是生物體內(nèi)的核酸吸收了紫外光的能量而改變了自身的結(jié)構(gòu)，進(jìn)而破環(huán)了核酸的功能所致。當(dāng)核酸吸收的能量達(dá)到致死量而紫外光的照射又能保持一定時間時，細(xì)菌便大量死亡。

工業(yè)純水機(jī)殺菌特點

1.紫外線殺菌速度快，效率高，效果好。

2.紫外線照射不會改變水的物理和化學(xué)性質(zhì)，對純水不會帶入附加物所引起的污染。

3.適用于各種水的流量下，操作簡單，適用方便，只需要定期清洗石英玻璃套管，更換燈管即可。

4.體積小，輕便，耗電低。

5.紫外線殺菌沒有持續(xù)消毒作用，易受二次污染。

紫外光（UV）的氧化作用。

工業(yè)純水機(jī)純化柱

純化柱內(nèi)裝填有美國羅門哈斯/陶氏公司所產(chǎn)UP核子級混床樹脂，當(dāng)原水通過純化柱時，水中的陽離子與陽樹脂中H 置換，水中陰離子與陰樹脂中OH-離子置換，交換后進(jìn)入水中的H 和OH-會立即結(jié)合生成H2O,從而使原水中的陰陽離子得以去除，其出水電阻率最高可達(dá)18.3 MΩ.cm。

工業(yè)純水機(jī)安裝指導(dǎo)

1、設(shè)備盡量安裝在干燥通風(fēng)的地方，因為長期處于潮濕環(huán)境會造成電器設(shè)備和元件的損壞。

2、系統(tǒng)應(yīng)置于便于操作者進(jìn)入和維修的場地，四周應(yīng)留有充足的空間。

3、選擇安裝地點時應(yīng)盡量考慮前處理裝置有較合適的位置，并符合這些工藝流程的擺放順序。

4、前處理和主機(jī)按要求就位后，UPVC管道進(jìn)行連接。

5、電器的安裝工作必須要有合格的電器技術(shù)人員和工人進(jìn)行，必須要用可靠的接地。

6、安裝地點應(yīng)保證夏夏季環(huán)境不高于40度，冬季高于4度。否則會對設(shè)備造成不可恢復(fù)的損壞。

7、純水收集地點(如純水箱入口處)的高度不應(yīng)高于設(shè)備純水出口處5m，否則會對逆滲透產(chǎn)生背壓，造成逆滲透不可恢復(fù)和損壞。

8、純水出口連接中不可安裝任何阻礙純水流出的裝置

9、安裝純水連接管和濃水排放管的管徑不應(yīng)小于純水出口和濃水的管徑。

一般工藝流程：

原水－原水加壓泵－多介質(zhì)過濾器－活性炭過濾器－軟水器－精密過濾器－一級反滲透設(shè)備－中間水箱－中間水泵－離子交換器－純化水箱－純水泵－紫外線殺菌器－微孔過濾器－用水點(2000年版中國藥典傳統(tǒng)工藝)原水－原水加壓泵－多介質(zhì)過濾器－活性炭過濾器－軟水器－精密過濾器－第一級反滲透－PH調(diào)節(jié)－中間水箱－第二級反滲透（反滲透膜表面帶正電荷）－純化水箱－純水泵－紫外線殺菌器－微孔過濾器－巴氏消毒—用水點(2005年版中國藥典流行工藝)

工業(yè)純水機(jī)小結(jié)

一套完整的水處理系統(tǒng)由預(yù)處理系統(tǒng)、精處理系統(tǒng)、后處理系統(tǒng)三大部分組成。原水經(jīng)PP濾芯（砂棒過濾器）、活性炭單元、軟水器單元等預(yù)處理系統(tǒng)后，使水中的懸浮物（顆粒物質(zhì)）、膠體、有機(jī)物、硬度、微生物等雜質(zhì)含量大大降低，以減輕后續(xù)的反滲透、電除鹽等精處理系統(tǒng)的處理負(fù)荷，延長其使用壽命。