純水系統(tǒng)技術(shù)手冊下PPT課件

.,1,純水系統(tǒng)技術(shù)手冊下,.,2,.,3,砂濾塔(MULTIMEDIAFILTER),在MMF設(shè)備中，是用濾材(Anthracite)將原水中的懸濁粒子或膠質(zhì)粒子等微細(xì)的不純物除去。一般水中的懸濁粒子或膠質(zhì)粒子等在粒子表面為負(fù)電荷，互相排斥而保持安定分散的狀態(tài)。針對此，添加帶有相反電荷的PAC已中和電荷，將懸濁粒子等結(jié)合，形成群狀，由Anthracite層將之捕捉住。濾材:級配,石英砂,無煙煤用途:初步過濾,去除20u以上的雜質(zhì),.,4,砂濾池的目的在去除較大的粒子（.10-50微米）、懸浮物，以及未沉降的絮狀物。它屬於深層過濾（depthfiltration）的一種，被去除的粒子可能在砂石表層被阻隔，也可能在進(jìn)入內(nèi)層時被陷住。多媒體（multimedia）砂濾池則是利用多種不同種類，大小密度各異的小石塊或砂子，將大顆但較輕的排在上層，較小顆且重的排下層，如此可減少操作過程中壓力降太大而阻礙水流，並方便定期的逆洗（backwash）以除去污物加氯的主要目的在去除細(xì)菌等微生物，因微生物與一般雜質(zhì)不同之處在於它會自我繁殖，只要有一隻細(xì)菌就可以在短時間內(nèi)繁殖變成千萬隻，因此必須對它作控制，以免影響水質(zhì)以及後續(xù)的淨(jìng)化設(shè)備。加氯是許多種殺死微生物的方法中最便宜、高效率的方式，一般以添加次氯酸鈉（.NaOCl）或二水合次氯酸鈣（Ca(OCl)2H2O）最常見，在酸性水溶液（PH7）時效果最佳。連續(xù)投藥的劑量約.0.2-2ppm，瞬間劑量（shocktreatment）是.100-200ppm。加氯雖然可有效控制微生物的生長，但是有一些副作用，例如添加的藥劑溶於水中變成離子，勢必要在後續(xù)處理中去除；殘餘的氯是強(qiáng)氧化劑，會對後續(xù)的設(shè)備（如.RO薄膜、離子交換樹脂）造成破壞；氯還可能和水中的有機(jī)物生成含氯致癌物，影響人類健康，所以有些廠區(qū)會考慮以其它菌方法取代。,.,5,多介質(zhì)過濾器(砂濾),位置：純水房。原理：多介質(zhì)過濾器利用無煙煤、石英砂濾料的吸咐和機(jī)械篩網(wǎng)作用，截留水中的懸浮雜質(zhì)，降低水的濁度。反洗：截留物的積累，會使多介質(zhì)過濾器的進(jìn)出水壓差增加，出水水質(zhì)會因污物穿透而下降，需要定期反洗以去除污物。出水要求：SDI5,.,6,多介質(zhì)濾器填料,無煙煤,鵝卵石d525mm,石英砂d0.45mm,進(jìn)氣位置,視鏡位置,.,7,多介質(zhì)濾器閥組,正洗進(jìn)水閥,反洗排水閥,進(jìn)氣閥,進(jìn)水閥,出水閥,反洗進(jìn)水閥,正洗排水閥,運(yùn)行,排水,氣洗,反洗,正洗,原水泵,反洗泵,羅茨風(fēng)機(jī),.,8,.,9,活性碳(ActivatedCarbonFilter),ACF是利用活性碳的物理吸著組織，將水中的游離氯氣、苯酚、亞硝酸、硝酸、鐵等不純物除去，將進(jìn)入過濾水槽中的回收水所包含的有機(jī)物(TOC)分解為目的。,活性碳是很好的吸附劑，具有多孔性，大的比表面積（.1000m2/g）的特性，大部分半導(dǎo)體界用的活性碳為顆粒狀，由椰子殼碳化，1000活化而成，並須經(jīng)輻射照射成無菌狀態(tài)。它可以吸附有機(jī)物，是前處理中降低.TOC的有效方法。同時它也會吸附殘留的氯，間接保護(hù).RO等設(shè)備。在活性碳之後往往跟隨著一種高分子材質(zhì)的濾膜，孔徑約.1-5m，可將活性碳槽中破碎的碳粉（carbonfine）攔截，以免它隨著水漂流至後續(xù)的設(shè)備中。,.,10,活性碳之功用特性,一、去除流體中有機(jī)物及碳?xì)浠衔锒⒓兯u程主要去除自來水中自由餘氯、三鹵甲烷、重金屬等物質(zhì),三、活性碳可由多種不同含碳物製造,包括煤、木材、椰子殼及泥煤等。,二種常使用之活性碳類型1.粉末狀活性碳(PAC)活性碳經(jīng)磨碎篩分離後，其顆粒粒徑小於325mesh(0.043mm)者約占6075%。2.顆粒狀活性碳(GAC)指粒徑大於40mesh(0.420mm)，主要由木屑、褐煤、泥碳或椰子殼經(jīng)乾餾、熱解所製成。由於表面積較小，吸附力無PAC強(qiáng)，但因顆粒較大，在管徑中不易阻塞，可減低壓力損失。,.,11,活性碳之一般性質(zhì),填充密度0.350.55g/cm3比熱0.270.36cal/g孔隙體積0.561.20cm3/g表面積6001600m2/g平均孔隙直徑15250A再生溫度(蒸氣)100140最高容許溫度150,活性碳之壽命,一、自由餘氯洩漏即壽命終止二、自由餘氯達(dá)0.1ppm時,會造成RO膜水解,.,12,影響活性碳吸附之因素,一.拌和l吸附速率可受膜擴(kuò)散或孔擴(kuò)散之控制，視系統(tǒng)之拌合速度而定l均流程度越佳，效果越好l流通速度適中二.活性碳之性質(zhì)l活性碳之總吸附能力與其總表面積有關(guān)l粒徑大小對總表面積並無太大影響l大部份表面積皆在顆粒之孔隙內(nèi)。三.被吸附物之溶度l吸附發(fā)生時，分孔應(yīng)與溶劑分離，並與碳表面接觸。四.被吸附分子之大小l若孔隙大小剛可容許分子進(jìn)入，則吸附力應(yīng)屬最強(qiáng)。五.PHlPH對吸附程度有極大之影響，原因為氫離子本身被吸附之能力極強(qiáng)。l吸附程序之最佳PH，應(yīng)由實驗求得。六.溫度l溫度增加時，吸附速率也將增加l低溫度情況下，吸附程度會增加。,.,13,活性炭濾器,位置：純水房。原理：活性炭過濾器利用活性炭的吸咐作用，去除水中的氧化性物質(zhì)（如游離氯）及部分有機(jī)物。反洗：碳粉的泄漏和截留物的積累，會使活性炭濾器的進(jìn)出水壓差增加，需要定期反洗以去除污物。出水：余氯值0.1ppm,.,14,活性炭過濾的填料,活性炭,視鏡位置,鵝卵石d525mm,.,15,活性炭濾器閥組,正洗進(jìn)水閥,反洗排水閥,進(jìn)水閥,出水閥,反洗進(jìn)水閥,正洗排水閥,運(yùn)行,反洗,正洗,原水泵,反洗泵,.,16,.,17,2B3T兩床三塔離子交換IonExchanger(Include:CationExchanger,Degasifier,AnionExchanger),CationTower由弱酸性、強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂組成，將水中Ca2+、Mg2+、Na+吸附及去除，放出與吸附離子等量的H+。Degasifier讓CationTower處理水，中CO2氣體化而排出。AnionTower由弱鹼性、強(qiáng)鹼性陰離子交換樹脂組成，將Degasifier水中SO42-、NO3-、Cl-、殘存CO2、Silica等吸附及去除，放出與吸附離子等量的OH-。因樹脂的離子交換能力有限，長時間離子交換，會減少樹脂的離子交能力，此時以再生作業(yè)即能在短時間內(nèi)恢復(fù)樹脂的離子交換能力。,.,18,離子交換法(ionexchangeprocess),1.強(qiáng)酸型陽離子交換樹脂：主要含有強(qiáng)酸性的反應(yīng)基如磺酸基（SO3H），此離子交換樹脂可以交換所有的陽離子。2.弱酸型陽離子交換樹脂：具有較弱的反應(yīng)基如羧基（COOH基），此離子交換樹脂僅可交換弱鹼中的陽離子如Ca2+、Mg2+，對於強(qiáng)鹼中的離子如Ca2+、K+等無法進(jìn)行交換。3.強(qiáng)鹼型陰離子交換樹脂：主要是含有較強(qiáng)的反應(yīng)基如具有四面體銨鹽官能基之N+(CH3)3，在氫氧形式下，N+(CH3),3OH-中的氫氧離子可以迅速釋出，以進(jìn)行交換，強(qiáng)鹼型陰離子交換樹脂可以和所有的陰離子進(jìn)行交換去除。4.弱鹼型陰離子交換樹脂：具有較弱的反應(yīng)基如氨基，僅能去除強(qiáng)酸中的陰離子如SO42-，Cl或NO3，對於HCO3，CO32或SiO42則無法去除。,.,19,陽床,位置：純水房。原理：內(nèi)部裝填陽離子交換樹脂，可將水的陽離子例如Ca2+和Ma2+轉(zhuǎn)換成H+，防止其在RO膜表面結(jié)垢。再生：陽離子交換樹脂吸附飽和后，需要用HCl溶液再生。出水：總硬度1ppm,.,20,陽床填料,下視鏡位置,陽離子交換樹脂,布水器,出水位置,.,21,陽床閥組,反洗排水閥,進(jìn)水閥,出水閥,正洗進(jìn)水閥,反洗進(jìn)水閥,運(yùn)行,反洗,注藥,置換,正洗,原水泵,陽床再生泵,正洗排水閥,再生液出口閥,頂壓進(jìn)水閥,位于陽床側(cè)面,陽床反洗閥,陽床濃酸閥,陽床酸稀釋閥,位于再生泵出口管道上,位于酸計量箱出口,.,22,.,23,脫氣塔,位置：純水房。原水經(jīng)過陽床后，H+與HCO3-結(jié)合生成CO2。CO2會透過RO膜，降低RO的脫鹽率。根據(jù)亨利定理，如果水中CO2的分壓力比空氣中大，水中的CO2將向空氣中轉(zhuǎn)移脫氣器中填充多面空心球，增加了水與空氣的接觸面積，使CO2被除去。,風(fēng)機(jī),脫氣塔,水箱,.,24,.,25,脫氣塔內(nèi)部結(jié)構(gòu),陽床出水,多面空心球,鼓風(fēng)機(jī),排氣,.,26,.,27,離子交換樹脂之定義,所謂離子交換樹脂(ionexchangeresins)是指一種不溶於溶劑的化學(xué)聚合物.此種聚合物含有一些固定於物質(zhì)內(nèi)的電荷.由帶有相反電荷的離子中和而保持電中性.這些離子可自由進(jìn)入溶劑中而由其他離子所替代,此種替代過程稱之為離子交換(ionexchange).若此游離子為陽離子則稱為陽離子交換樹脂(cationexchanger).若為陰離子,則稱為陰離子交換樹脂(anionexchanger).,.,28,.,29,.,30,溫度對離子交換樹脂的影響,陽離子120oC以下-沒影響120oC以上-官能基損失陰離子(60oC)以下-沒影響(60oC)以上-官能基損失OHFormTypeI-60oCTypeII-35oC弱鹼陰離子自由基-60oC,.,31,水質(zhì)分析(一),.,32,陰陽樹脂再生加藥量計算,1.每次再生所需HCl(32%)及NaOH(45%)之量(1)HCl(32%)使用量陽離子樹脂量(L)x100克/L32%1000=A公斤A公升(2)NaOH(45%)使用量陰離子樹脂量(L)x100克/L45%1000=B公斤B公升,2.HCl(32%)及NaOH(45%)進(jìn)入樹脂塔之流量(1)通常HCl於40分鐘抽完，則流量為A公升40分=CL/min(2)通常NaOH於50分鐘抽完，則流量為B公升50分=DL/min,3.再生時，水之流量求法(1)HCl進(jìn)入樹脂塔之濃度為5%則攜帶HCl之水流量為Cx32%5%C=EL/min(2)NaOH進(jìn)入樹脂塔之濃度為5%則攜帶NaOH之水流量為Dx45%5%D=FL/min,.,33,.,34,RO反滲透系統(tǒng),RO供水泵,熱換器,保安過濾器,高壓泵,NaOH加藥系統(tǒng),RO洗裝置,脫氣塔水箱,RO膜,RO濃水箱,RO產(chǎn)水箱,B組RO,40T/h,10T/h,30T/h,T=25pH=8,.,35,H.E熱交換器保持RO入水溫度在25度UVSTERILIZER殺菌燈利用紫外線照射水中微生物，破壞微生物的增殖能力或細(xì)胞組織而殺菌。燈管共48支,波長254nmROSAFETYFILTER濾芯在ROUNIT前段設(shè)置10m的FILTER，除去微粉炭與SS。,.,36,ROSAFETYFILTER濾芯,5um過濾芯,進(jìn)水,出水,進(jìn)出水壓差1.0Kgf/cm2截留的污物穿透濾芯。見下圖：,濾芯更換條件：,.,37,RO前過濾器功用:濾除不溶性顆粒，延長RO膜壽命目前廠內(nèi)使用的為340單封口之濾心T1之HOUSING為七支裝T2之HOUSING為36支裝,ROReverseOsmosis系統(tǒng),.,38,.,39,紫外線強(qiáng)度與時間之關(guān)係,.,40,ROUNIT,主要目的為除去TOC與微量離子。逆滲透法即利用半透膜將原水中的離子、微粒子及微生物排除的一種高度處理技術(shù)。對於設(shè)置在後段的SB-P，可以減低負(fù)荷及污染物質(zhì)。,逆滲透膜是種人工合成的高分子材質(zhì)，不具孔隙（non-porous）的薄膜，（membrane），只能讓水分子通過，其餘雜質(zhì)如懸浮物、離子、細(xì)菌，甚至有機(jī)物，均可達(dá).90%99%的去除率。由於.RO是緻密性（dense）的薄膜材質(zhì)，須要加很大的壓力（相當(dāng)於.10100大氣壓），而其流通量甚?。?滲透壓,半透膜,滲透壓,半透膜,滲透與逆滲透,.,42,RO膜構(gòu)造RO膜是由纖維質(zhì)膜(cellulosic)、芳香族聚醞胺類、(aromaticpolyamides)、Polyimide或、polyfuranes等構(gòu)成之圓柱狀薄膜。,ROReverseOsmosis系統(tǒng),.,43,ROSpiralWoundElementSchematic,.,44,螺旋纏繞式逆滲透膜,BrineChannelSpacer,ProductWater,Membranes,PermeateChannelSpacer,WaterFlow,Feed,Brine,Brine,ProductWater,BrineSeal,.,45,Inter-connectorfitting,Vessel,Specialadopterfitting,Concentrateoutlet,Permeateoutlet,Feedinlet,Spiral-woundModuleStructure,Inavessel,severalmembraneelementsareinstalled.,Spiral-woundelementSize:200dia.x1016mmlengthforLargeScaleProduction,.,46,逆滲透系統(tǒng)基座(ROSkid),(單)多支膜元件置入單支壓力管殼操作壓力:1001200psi操作上受限於pH,溫度,壓力.等.4090%的產(chǎn)水獲取率.進(jìn)料水產(chǎn)水(過濾水)+濃水,*逆滲透系統(tǒng)的基礎(chǔ)認(rèn)識,.,47,*逆滲透系統(tǒng)的基礎(chǔ)認(rèn)識,二段式逆滲透系統(tǒng),.,48,RO過濾機(jī)制的基本定義與相關(guān)術(shù)語,逆滲透膜的性能以流通量和脫鹽率表示:,*流通量=透水量/(單位面積*單位時間)流通量常用的單位:(a).GFD(Gal/ft2*day):每平方英尺膜每日所產(chǎn)的加侖量.(b).LMH(Liter/m2*hour):每平方公尺膜每小時所產(chǎn)的公升量.*脫鹽率=1-滲透液濃度/進(jìn)料液濃度(或平均濃度)x100%,.,49,*逆滲透系統(tǒng)的基礎(chǔ)認(rèn)識,系統(tǒng)產(chǎn)水獲取率(Max.R%)(以6米壓力管殼排列的段數(shù)來看),.,50,術(shù)語,1.脫鹽率：RO脫除水中無機(jī)鹽的能力，通常在95%-98%。脫鹽率=(1產(chǎn)水含鹽量進(jìn)水含鹽量)100%.。含鹽量（mg/L)電導(dǎo)率(us/cm)2,2.回收率:通常為75%。回收率=產(chǎn)水流量（產(chǎn)水流量+濃水流量）100%,.,51,壓力對RO運(yùn)行的影響,.,52,溫度對RO運(yùn)行的影響,.,53,給水含鹽量對RO運(yùn)行的影響,.,54,pH對RO運(yùn)行的影響,.,55,回收率對RO運(yùn)行的影響,回收率降低，出水水質(zhì)提高，但水浪費(fèi)增加?；厥章侍岣?，水浪費(fèi)減少，但濃水可能結(jié)垢，并且，由于濃水流量低，污染物更容易沉積。推薦將回收率設(shè)定在75%。,.,56,RO污染物的判斷（一）,產(chǎn)水量下降：低產(chǎn)水量正常脫鹽率：微生物或天然有機(jī)物污染。低產(chǎn)水量低脫鹽率：膠體污染、金屬氧化物污染、結(jié)垢。低產(chǎn)水量高脫鹽率：高壓力或高溫度導(dǎo)致膜壓密化。,.,57,RO污染物的判斷（二）,脫鹽率下降：低脫鹽率正常產(chǎn)水量：“O”形圈泄漏或產(chǎn)水背壓導(dǎo)致膜損壞。低脫鹽率高產(chǎn)水量：膜氧化或機(jī)械損壞泄漏。,.,58,RO污染物的判斷（三）,壓差增加：一段壓差增加：膠體污染、生物污染、阻垢劑污染。二段壓差增加：結(jié)垢。,.,59,RO的污染與清洗,RO系統(tǒng)建議清洗時機(jī),定壓運(yùn)轉(zhuǎn)下,產(chǎn)水量較正常值下降10%15%.維持正常產(chǎn)水量,溫度校正後進(jìn)水壓力增加10%15%.產(chǎn)水水質(zhì)降低1015%,透鹽率增加10%15%.系統(tǒng)各段之間壓差明顯增加.,無機(jī)物的結(jié)垢.(CaCO3,MgCO3,CaSO4,BaSO4,SrSO4等)金屬氧化物污染(Fe,Mn,Cu,Ni,Zn.)懸浮膠體污染.二氧化矽污染.有機(jī)物污染吸附生物污染抑垢劑污染,.,60,RO系統(tǒng)污染徵兆表,.,61,RO系統(tǒng)清洗藥劑及對象污染物,*以100Gallon(379升)為基準(zhǔn).*溶劑使用ROpermeate,不含硬度及任何氧化劑,.,62,多層塔(SB-P),功能：內(nèi)含雙層樹脂，下層為強(qiáng)酸型的均粒陽離子交換樹脂，H型的離子交換樹脂可將水中的陽離子如鈣、鎂、鈉等置換成為H+，與來水中的陰離子結(jié)合成HCl、H2SO4、H2CO3等。而當(dāng)交換能力耗盡時，必須以HCl來再生使樹脂回復(fù)交換能力。上層為強(qiáng)鹼型的均粒陰離子交換樹脂，OH型的離子交換樹脂可將水中的陰離子如SO42-、Cl-、HCO3-等置換成為OH-，與來水中的H+結(jié)合成H2O。而當(dāng)交換能力耗盡時，必須以NaOH來再生使樹脂回復(fù)交換能力。經(jīng)多層塔處理，水質(zhì)穩(wěn)定後可提高純度到1018M-CM。,.,63,混床的特點(diǎn),優(yōu)點(diǎn)1、出水水質(zhì)優(yōu)良。一般用強(qiáng)酸強(qiáng)堿樹脂裝填的混床，出水含鹽量在1mg/L以下，電導(dǎo)率小于0.10.2S/cm，SiO2泄漏量在20g/L左右，出水pH值接近中性。2、出水水質(zhì)穩(wěn)定。短時間運(yùn)行條件變化（如進(jìn)水水質(zhì)或組分、運(yùn)行流速等）對混床出水水質(zhì)影響不大。3、間斷運(yùn)行對出水水質(zhì)的影響小?；謴?fù)到停運(yùn)前水質(zhì)所需的時間比復(fù)床短，一般只需35min。4、交換終點(diǎn)明顯?；齑苍谑?，出水電導(dǎo)率上升很快，有利于監(jiān)督。缺點(diǎn)1、樹脂層工作交換容量的利用率低，再生劑利用率低。2、樹脂破碎率大于復(fù)床。3、再生操作復(fù)雜，每再生一次所需時間較長。,.,64,.,65,氮封,氮封是使用氮?dú)鈱⒓兯c大氣隔離的裝置。如果將大氣直接與純水接觸，大氣中的灰塵及微生物會進(jìn)入純水。如果將大氣直接與純水接觸，大氣中的二氧化碳會進(jìn)入純水，而溶解的二氧化碳會降低純水的電阻率，最低達(dá)23Mcm。,.,66,.,67,Polisher系統(tǒng),Polisher系統(tǒng)主要將已達(dá)1216m-cm的純水再精練為18m-cm之純水Polisher系統(tǒng)圖,Polisher,板熱,殺菌UV,final-filter,現(xiàn)場使用點(diǎn),UPW桶槽,.,68,板式熱交換器功能:使出水水溫能達(dá)到生產(chǎn)線之要求原理:利用冰水或熱水對供水做熱交換。目前廠內(nèi)供水為231,Polisher系統(tǒng),.,69,UV殺菌器UV功能:殺死水中之微生物，避免微生物於供水管路中繁殖影響水質(zhì)。原理:利用紫外燈產(chǎn)生254NM波長，超過30,000MW.SEC/CM2能量的紫外光，破壞細(xì)菌之DNA，使細(xì)菌無法繁植,Polisher系統(tǒng),UV在水處理系統(tǒng)中的應(yīng)用,UVvs.化學(xué)消毒法消毒TOC去除臭氧分解氯及氯胺的去除,.,71,紫外線殺菌裝置,紫外線的波長為254nm。避免頻繁開停紫外裝置，否則會減短燈管壽命。紫外燈管運(yùn)行8000小時后，光強(qiáng)減弱約50%，需要更換。注意，紫外線可傷皮膚和眼睛。由于紫外線產(chǎn)生熱量，避免水不流動的情況下開啟。,累時器,.,72,Polisher精煉樹脂,Polisher精煉樹脂功能:去除殘餘之微量離子以達(dá)到17M-CM的水質(zhì)原理：利用陰陽混床不再