CN105858986A - 超纯水制备系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种超纯水制备系统，属于水处理技术领域，包括依次连通并形成回路的原水箱、粗滤装置、反渗透装置和EDI过滤系统，超纯水制备系统还包括反清洗装置，反清洗装置包括依次连通的清洗过滤器、清洗泵和清洗水箱，清洗水箱的进水口连通EDI过滤系统的出水口，清洗水箱的出水口连通反渗透装置的出水口，清洗过滤器的进水口连通反渗透装置的进水口。本发明提供的超纯水制备系统具有易于清理系统管道，回水循环利用率高，设备生产负荷低的优点。
Description
技术领域
本发明涉及水处理技术领域，具体而言，涉及一种超纯水制备系统。
背景技术
超纯水是电阻率达到18MΩ·cm(25℃时)的水，超纯水中的导电介质、胶体物质、气体、颗粒及有机物等杂质极少，是半导体材料、纳米精细陶瓷材料等超纯材料领域常用的原料。
为了制备杂质极少的超纯水，需要采用粗滤、渗透膜过滤、超滤过滤器过滤、紫外灯杀菌、有机物去除等多种处理方法对水进行处理。由于超纯水的处理工艺复杂，流程较长，在超纯水处理系统长时间运转后，水过滤过程中截留的杂质容易堆积在管道和设备中，导致超纯水的生产效率降低，使设备生产的负荷加大，并且使生产出的超纯水的质量降低。为了保证超纯水生产系统的长期稳定运行，需要定期对设备进行清洗，而现有的超纯水生产系统大都不能很好的对易堵塞的管道和设备进行有效的清理。
如授权公告号为“CN103626341B”的发明专利“一种二级反渗透水处理系统”，其公开了一种超纯水处理系统，包括依次连接的预处理装置、第一反渗透装置、第二反渗透装置、EDI系统装置和氮封水箱装置。原水经过第一反渗透装置、第二反渗透装置、EDI系统装置和氮封水箱装置处理后，水的电导率、PH值和其它参数都能达到《中国电子级超纯水国家标准》GBT11446二级标准，但是在长期使用过程中，预处理装置、第一反渗透装置、第二反渗透装置中过滤截留的杂质会慢慢堆积在设备和管道中，影响系统的长期运行，同时也会降低超纯水的生产效率和品质。
发明内容
本发明提供了一种超纯水制备系统，使用生产得到的超纯水对系统内部进行反冲洗，能够保证系统长期稳定的运行，同时在系统内设置中间水箱和无菌水箱对回水进行循环利用，避免了中间废水的浪费，同时也提高了超纯水的生产效率。
本发明是这样实现的：
一种超纯水制备系统，包括依次连通并形成回路的原水箱、粗滤装置、反渗透装置和EDI过滤系统，超纯水制备系统还包括反清洗装置，反清洗装置包括依次连通的清洗过滤器、清洗泵和清洗水箱，清洗水箱的进水口连通EDI过滤系统的出水口，清洗水箱的出水口连通反渗透装置的出水口，清洗过滤器的进水口连通反渗透装置的进水口。
进一步的，EDI过滤系统包括依次连通的精密过滤器、紫外线杀菌器和EDI装置，精密过滤器的进水口连通反渗透装置的出水口，EDI装置的出水口分别连通原水箱和清洗水箱。
进一步的，超纯水制备系统还包括无菌水箱，无菌水箱的进水口连通反渗透装置的出水口，无菌水箱的出水口连通精密过滤器的进水口。
进一步的，超纯水制备系统还包括软化过滤器，软化过滤器的进水口连通无菌水箱的出水口，软化过滤器的出水口连通精密过滤器的进水口。
进一步的，EDI装置的出水口还连通有超纯水使用点，超纯水使用点通过回水管连通无菌水箱。
进一步的，超纯水制备系统还包括电导率传感器、控制器和电导电磁阀，其中，
电导率传感器用于检测通入到精密过滤器中的水的电导率信号，并将电导率信号传输到控制器；
控制器用于接收电导率传感器传递的电导率信号，并控制电导电磁阀的开闭；
电导电磁阀用于控制回水管的连通和截断。
进一步的，超纯水制备系统还包括中间水箱，中间水箱的进水口连通粗滤装置的出水口，中间水箱的出水口分别连通反渗透装置的进水口和清洗过滤器的进水口。
进一步的，反渗透装置包括依次连通的第一反渗透装置和第二反渗透装置，第一反渗透装置的进水口连通中间水箱，第二反渗透装置的出水口连通无菌水箱，第一反渗透装置的出水口和第二反渗透装置的出水口还分别连接清洗水箱的出水口。
进一步的，第一反渗透装置的浓水出水口和第二反渗透装置的浓水出水口分别连通中间水箱。
进一步的，超纯水制备系统还包括用于向粗滤装置添加絮凝剂的絮凝剂加药箱。
本发明的有益效果是：本发明中的超纯水制备系统，通过将生产出的超纯水引入到系统中设置的反清洗装置对第一反渗透装置和第二反渗透装置进行清洗，提高了系统长期运行时的稳定性，同时在超纯水制备系统中设置有中间水箱和无菌水箱，能够分别对第一反渗透装置、第二反渗透装置和超纯水用水点处的中间废水和回水进行回收和循环利用，提高了中间废水的回水利用率和超纯水的生产效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例1中超纯水制备系统的结构示意图；
图2为本发明实施例2中超纯水制备系统的结构示意图。
图中附图标记分别为：
001、002、超纯水制备系统；100、原水箱；110、超纯水使用点；200、粗滤装置；210、砂过滤器；220、活性炭过滤器；230、精滤过滤器；240、絮凝剂加药箱；300、第一反渗透装置；310、阻垢剂加药箱；400、第二反渗透装置；500、EDI过滤系统；510、精密过滤器；520、紫外线杀菌器；530、EDI装置；540、回水管；600、反清洗装置；610、清洗过滤器；620、清洗泵；630、清洗水箱；700、无菌水箱；800、软化过滤器；810、电导率传感器；820、控制器；830、电导电磁阀；900、中间水箱。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
实施例1
参见图1所示，本发明的实施例1提供了一种超纯水制备系统001，包括依次连通并形成回路的原水箱100、粗滤装置200、反渗透装置和EDI过滤系统500(EDI：Electrodeionization，连续电除盐)，超纯水制备系统001包括反清洗装置600，反清洗装置600包括依次连通的清洗过滤器610、清洗泵620和清洗水箱630，清洗水箱630的进水口连通EDI过滤系统500的出水口，清洗水箱630的出水口连通反渗透装置的出水口，清洗过滤器610的进水口连通反渗透装置的进水口。
具体的，上述粗滤装置200包括依次连通的砂过滤器210、活性炭过滤器220和精滤过滤器230，砂过滤器210的进水口连通原水箱100，精滤过滤器230的出水口连通反渗透装置的进水口，反渗透装置包括依次连通的第一反渗透装置300和第二反渗透装置400，第一反渗透装置300的进水口连通精滤过滤器230的出水口，第二反渗透装置400连通EDI过滤系统500的进水口，第一反渗透装置300的出水口和第二反渗透装置400的出水口均连通清洗水箱630。
该超纯水制备系统001的使用原理是：原水箱100中的水依次经过砂过滤器210、活性炭过滤器220和精滤过滤器230进行粗步过滤，去除水中的大部分颗粒、悬浮物和胶体，粗步过滤后的水通过反渗透装置进行反渗透处理，除去水中的绝大部分无机盐、有机物和微生物，经过反渗透处理后的水进入EDI过滤系统进行进一步杀菌和去离子处理，得到合格的超纯水(水的电阻率大于18MΩ·cm)并输出供用户使用，同时生产得到的多余超纯水通过管道输送回原水箱100内进行循环利用，提高原水箱100内水的质量，减少超纯水制备系统001的运转负荷。
当超纯水制备系统运行一段时间后，将EDI过滤系统生产得到的多余超纯水通入到清洗水箱630内，清洗泵620驱动清洗水箱630内的水进入反渗透装置的出水口，对反渗透装置进行反冲洗，恢复反渗透装置的渗透性，保证超纯水制备系统001长期高效的运行；同时反清洗后得到的废水返回到清洗过滤器610内进行过滤处理后，通过清洗泵620返回到清洗水箱630重复使用。
进一步的，EDI过滤系统500包括依次连通的精密过滤器510、紫外线杀菌器520和EDI装置530。通过依次连通的精密过滤器510、紫外线杀菌器520和EDI装置530能够对通过的水进行杀菌和去离子处理，从而得到合格的超纯水。
进一步的，超纯水制备系统001还包括无菌水箱700，无菌水箱700的进水口连通反渗透装置的出水口，无菌水箱700的出水口连通EDI过滤系统500的进水口。通过在反渗透装置的出水口和精密过滤器510的进水口之间设置无菌水箱700，能够起到缓冲作用，保证持续的对EDI过滤系统500输入反渗透处理过的水，同时保证输入到EDI过滤系统500内的水性质稳定，提高EDI过滤系统500的运行稳定性，保证其稳定的生产并得到合格的超纯水。
进一步的，超纯水制备系统001还包括软化过滤器800，软化过滤器800的进水口连通无菌水箱700的出水口，软化过滤器800的出水口连通EDI过滤系统500的进水口。
相比常规技术中将软化过滤器800设置在膜过滤装置之前，本发明的实施例中在无菌水箱700和精密过滤器510之间设置软化过滤器800，对进入到软化过滤器800内的水均首先进行反渗透处理，减轻了软化过滤器800的负荷，提高了软化过滤器800的处理效率，同时软化过滤器800设置在膜过滤装置之后也能够进一步的对反渗透处理过的水中的离子进行去除，从而减轻后续的EDI过滤系统500的生产负荷。
进一步的，EDI过滤系统500的出水口还连通有超纯水使用点110，超纯水使用点110通过回水管540连通无菌水箱700。通过将无菌水箱700与超纯水使用点110连通，将超纯水使用点110未使用的超纯水返回到无菌水箱700中循环利用，无需采用氮封水箱对生产出来的超纯水进行保存，节约了设备成本，同时超纯水使用点110处的水存放时间过长后电导率上升无法使用时，可以将水返回到无菌水箱700进行循环处理，不仅避免了浪费，同时也能提高进入精密过滤器510的待处理水的指标，减轻后续设备的负荷。
进一步的，超纯水制备系统001还包括电导率传感器810、控制器820和电导电磁阀830，其中，
电导率传感器810用于检测通入到精密过滤器510中的水的电导率信号，并将电导率信号输送到控制器820。
控制器820用于接收电导率传感器810传递的电导率信号并控制电导电磁阀830的开闭，优选的该控制器820为MCU。
电导电磁阀830用于控制回水管540的连通和截断。
在连通精密过滤器510的进水口和软化过滤器800的出水口的管道内设置电导率传感器810，可以实时检测输入到精密过滤器510中的水的电导率，并将信息传递到MCU；当输入到精密过滤器510中的水的电导率大于5μ/cm时，电导率传感器810将信号传递到MCU，MCU控制电导电磁阀830开启，使回水管540连通，超纯水使用点110内的水通过回水管540返回到无菌水箱700中，提高无菌水箱700中待处理水的质量，从而使经软化过滤器800处理后的水的杂质降低，输入到精密过滤器510中的水的电导率下降，电导率传感器810检测输入到精密过滤器510中的水的电导率小于5μ/cm时将信号传递到MCU，MCU控制电导电磁阀830关闭，回水管540截断，EDI装置530的出水口与无菌水箱700之间截断。通过在处理水质下降时将部分生产的超纯水返回，保证待处理的水保持一定的指标，能够有效的降低EDI过滤系统500的生产负荷，提高生产效率。
进一步的，超纯水制备系统001还包括用于向粗滤装置200的进水口添加絮凝剂的絮凝剂加药箱240。通过在原水箱100和砂过滤器210的连接管道上设置絮凝剂加药箱240，能够向进入到砂过滤器210中的水里添加絮凝剂，使水中的颗粒、胶体和悬浮物聚团并絮凝在一起，提高砂过滤器210、活性炭过滤器220和精滤过滤器230的过滤效率，同时也可以减轻后续的第一反渗透装置300和第二反渗透装置400的生产负荷。
进一步的，超纯水制备系统001还包括用于向反渗透装置的进水口添加阻垢剂的阻垢剂加药箱310。通过在精滤过滤器230和第一反渗透装置300的连接管道上设置阻垢剂加药箱310，能够向进入到第一反渗透装置300中的水里添加阻垢剂，使水中未分离的难溶性无机盐和絮凝的胶体分散，避免堵塞第一反渗透装置300。
实施例2
如图2所示，本发明的实施例2提供了一种超纯水制备系统002，包括依次连通形成回路的原水箱100、粗滤装置200、反渗透装置、无菌水箱700、软化过滤器800和EDI过滤系统500，粗滤装置200包括依次连通的砂过滤器210、活性炭过滤器220和精滤过滤器230，其中砂过滤器210的进水口连通原水箱100，精滤过滤器230的出水口连通反渗透装置的进水口，EDI过滤系统500包括依次连通的精密过滤器510、紫外线杀菌器520和EDI装置530，精密过滤器510的进水口连通软化过滤器800的出水口，EDI装置530的出水口连通原水箱100，砂过滤器210的入水口设有絮凝剂加药箱240，反渗透装置的入水口设有阻垢剂加药箱310。
其中，EDI装置530的出水口还通过管道连通有超纯水使用点110，无菌水箱700通过回水管540连通超纯水使用点110。
超纯水制备系统002还包括反清洗装置600，反清洗装置600包括依次连通的清洗过滤器610、清洗泵620和清洗水箱630，清洗水箱630的进水口连通EDI装置530的出水口，清洗水箱630的出水口连通反渗透装置的出水口，清洗过滤器610的进水口连通反渗透装置的进水口。
上述超纯水制备系统002还包括电导率传感器810、控制器820和电导电磁阀830，其中，
电导率传感器810设置在精密过滤器510的入水口处，用于检测通入到精密过滤器510中的水的电导率信号并将该电导率信号传输到控制器820处；
控制器820用于接收电导率传感器810传递的电导率信号并控制电导电磁阀830的开闭，该控制器820优选为PLC控制器。
电导电磁阀830设置在回水管540上，用于控制回水管540的连通和截断；
进一步的，超纯水制备系统002还包括中间水箱900，中间水箱900的进水口连通精滤过滤器230的出水口，中间水箱900的出水口分别连通反渗透装置的进水口和清洗过滤器610的进水口。
通过在粗滤装置200和反渗透装置之间设置中间水箱900，能够对进入到反渗透装置中的待处理水进行存放起到缓冲作用，保证中间水箱900输入到反渗透装置中的水的指标稳定不波动，同时反清洗装置600与反渗透装置和中间水箱900连接形成循环回路，反清洗装置600对反渗透装置进行反清洗后的废水首先进入到中间水箱900中与粗滤后的水混合，随后中间水箱900中的水进入到清洗过滤器610中进行过滤后进入清洗水箱630进行循环清洗，对反清洗后的废水实现了循环利用，节约了资源。
进一步的，反渗透装置包括依次连通的第一反渗透装置300和第二反渗透装置400，第一反渗透装置300的进水口连通中间水箱900，第二反渗透装置400的出水口连通无菌水箱700，第一反渗透装置300的出水口和第二反渗透装置400的出水口还分别连接清洗水箱630的出水口。通过设置依次连通的第一反渗透装置和第二反渗透装置进行两级反渗透处理，提高对水中无机盐和有机分子的清除几率，并通过清洗水箱630分别对第一反渗透装置和第二反渗透装置进行反清洗，并将清洗后的废水返回到中间水箱900进行混合后回收利用。
进一步的，第一反渗透装置300的浓水出水口和第二反渗透装置400的浓水出水口分别连通中间水箱900。通过将第一反渗透装置300和第二反渗透装置400的浓水出水口的中间废水导入到中间水箱900中，并与中间水箱900中的粗滤水进行混合，实现了中间废水的综合利用，避免了水资源的浪费，虽然第一反渗透装置300和第二反渗透装置400的浓水出水口排出的水中无机盐和有机物的浓度较高，但是其中的颗粒物大多已经被除去，可以将其通入到中间水箱900中与粗滤后的水混合后回收利用，对系统中废水进行充分的循环利用。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种超纯水制备系统，包括依次连通并形成回路的原水箱、粗滤装置、反渗透装置和EDI过滤系统，其特征在于，所述超纯水制备系统还包括反清洗装置，所述反清洗装置包括依次连通的清洗过滤器、清洗泵和清洗水箱，所述清洗水箱的进水口连通所述EDI过滤系统的出水口，所述清洗水箱的出水口连通所述反渗透装置的出水口，所述清洗过滤器的进水口连通所述反渗透装置的进水口。
2.根据权利要求1所述的超纯水制备系统，其特征在于，所述EDI过滤系统包括依次连通的精密过滤器、紫外线杀菌器和EDI装置，所述精密过滤器的进水口连通所述反渗透装置的出水口，所述EDI装置的出水口分别连通所述原水箱和所述清洗水箱。
3.根据权利要求1所述的超纯水制备系统，其特征在于，所述超纯水制备系统还包括无菌水箱，所述无菌水箱的进水口连通所述反渗透装置的出水口，所述无菌水箱的出水口连通所述精密过滤器的进水口。
4.根据权利要求3所述的超纯水制备系统，其特征在于，所述超纯水制备系统还包括软化过滤器，所述软化过滤器的进水口连通所述无菌水箱的出水口，所述软化过滤器的出水口连通所述精密过滤器的进水口。
5.根据权利要求3所述的超纯水制备系统，其特征在于，所述EDI装置的出水口还连通有超纯水使用点，所述超纯水使用点通过回水管连通所述无菌水箱。
6.根据权利要求5所述的超纯水制备系统，其特征在于，所述超纯水制备系统还包括电导率传感器、控制器和电导电磁阀，其中，
所述电导率传感器用于检测通入到所述精密过滤器中的水的电导率信号，并将所述电导率信号传输到所述控制器；
所述控制器用于接收所述电导率传感器传递的所述电导率信号，并控制所述电导电磁阀的开闭；
所述电导电磁阀用于控制所述回水管的连通和截断。
7.根据权利要求3所述的超纯水制备系统，其特征在于，所述超纯水制备系统还包括中间水箱，所述中间水箱的进水口连通所述粗滤装置的出水口，所述中间水箱的出水口分别连通所述反渗透装置的进水口和所述清洗过滤器的进水口。
8.根据权利要求7所述的超纯水制备系统，其特征在于，所述反渗透装置包括依次连通的第一反渗透装置和第二反渗透装置，所述第一反渗透装置的进水口连通所述中间水箱，所述第二反渗透装置的出水口连通所述无菌水箱，所述第一反渗透装置的出水口和所述第二反渗透装置的出水口还分别连接所述清洗水箱的出水口。
9.根据权利要求8所述的超纯水制备系统，其特征在于，所述第一反渗透装置的浓水出水口和所述第二反渗透装置的浓水出水口分别连通所述中间水箱。
10.根据权利要求1所述的超纯水制备系统，其特征在于，所述超纯水制备系统还包括用于向所述粗滤装置添加絮凝剂的絮凝剂加药箱。
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