CN115057561A - 一种用于高洁净度超声波清洗纯水制备及表面处理方法 - Google Patents

一种用于高洁净度超声波清洗纯水制备及表面处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于高洁净度超声波清洗纯水制备及表面处理方法，包括如下步骤：步骤S1、原水箱注水；步骤S2、常规过滤器过滤；步骤S3、阻垢剂装置处理；步骤S4、精密过滤器过滤；步骤S5、一级反渗透装置过滤；步骤S6、PH中和装置中和；步骤S7、二级反渗透装置过滤；步骤S8、EDI装置过滤；步骤S9、氮封水箱存储；步骤S10、循环过滤系统处理待清洗物品。本发明能够高效地制备高质量的去离子纯水，用于专用的超声波清洗设备，解决了玻璃制程物品表面的脏污、水印、白点、麻点等不良现象。

Description

一种用于高洁净度超声波清洗纯水制备及表面处理方法
技术领域
本发明涉及高洁净度超声波清洗清洗纯水制备及表面处理方法，尤其涉及属于玻璃产品的表面处理技术领域。
背景技术
为了保证电子产品中智能穿戴、手机盖板、电子产品面板的玻璃表面需要高洁净度，以满足客户对外观和功能性高要求，玻璃制品生产制程中有CNC外形加工、物理抛光、化学钢化、丝网印刷等加工技术，在这些加工时玻璃制品表面会有大量的油污、表面污渍残留增加了对表面处理的难度。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，本申请公开一种用于高洁净度超声波清洗纯水制备及表面处理方法，所述方法包括如下步骤：
步骤S1、原水箱注水，外部自来水注入所述原水箱；
步骤S2、常规过滤器过滤，通过原水泵将步骤S1中所述原水箱的水注入所述常规过滤器过滤；
步骤S3、阻垢剂装置处理，将步骤S2过滤后的水注入所述阻垢剂装置；
步骤S4、精密过滤器过滤，将步骤S3经过所述阻垢剂装置处理后的水注入所述精密过滤器过滤；
步骤S5、一级反渗透装置过滤，通过高压水泵将步骤S4精密过滤后的水注入所述一级反渗透装置；
步骤S6、PH中和装置中和，经过步骤S5中所述一级反渗透装置过滤后的水进入所述PH中和装置进行中和水中的酸根或酸性气体；
步骤S7、二级反渗透装置过滤，通过高压水泵将步骤S6中和后的水注入所述二级反渗透装置进行过滤；
步骤S8、EDI装置过滤，通过增压水泵将步骤S7过滤后的水注入所述EDI过滤装置进行过滤；
步骤S9、氮封水箱存储，经过步骤S8过滤后的水注入所述氮封水箱存储；
步骤S10、循环过滤系统处理待清洗物品，经过步骤S9所述氮封水箱中的水通入所述循环过滤系统用于清洁所述待清洗物品。
步骤S1中所述原水箱为2吨容量水箱，所述原水箱配置自动补水装置，所述自动补水装置包括液位浮球开关；所述原水泵具有稳定水压或增加水压的作用，为预处理系统设备提供正常流量和正常压力。
步骤S2中所述常规过滤器包括依次设置的介质过滤器、活性炭过滤器、软化过滤器、及保安过滤器：
所述介质过滤器为多介质过滤器，内填无烟煤和石英砂，利用无烟煤和石英砂配合运行过滤去除步骤S2水中的泥沙、悬浮物、胶体等杂质，降低SDI值，经过所述介质过滤器过滤后出水污染指数SDI15≤4；
所述活性炭过滤器内填活性炭，降低水中余氯，吸附有机物，所述活性炭过滤器中的活性炭比表面积为500-700m2/g；
所述软化过滤器用于降低步骤S2水中的硬度，降低反渗透膜结垢倾向；
所述保安过滤器内部设置5um过滤网，用于过滤大于5um的颗粒进入反渗透过程。
所述阻垢剂装置内部预先设置阻垢剂，所述阻垢剂包括聚合盐，所述聚合盐的组成为：聚磷酸盐：有机磷酸盐=85:15质量比，所述阻垢剂由计量泵和加药箱组成。
所述精密过滤器内装聚丙烯滤芯，过滤精度为5.0μm，所述精密过滤器外壳为不锈钢结构。当所述精密过滤器进出口压差达到0.8kg/cm2时需要更换内部所述聚丙烯滤芯。
所述一级反渗透装置包括RO膜、及膜壳，所述一级反渗透装置设置开机低压冲洗功能，开机时，先用原水泵对所述RO膜及所述膜壳进行低压冲洗，将所述RO膜及所述膜壳内的空气排尽，然后启动高压泵进行产水；所述一级反渗透装置设计连续运行2小时对所述RO膜进行一次所述低压冲洗，在所述RO膜浓水侧垢类杂质还没有变得结实之前将它冲洗下来，排出RO膜；停机时，进行浓水置换，防止在停机时浓水侧的杂质沉淀在RO膜表面上；所述低压冲洗和所述浓水置换采用自动方式；所述一级反渗透装置产水量为5立方/小时，初始脱盐率98%；
所述一级反渗透装置及所述PH中和装置之间设置蓄水箱，所述蓄水箱设置液位开关，可随时检测、显示和控制所述一级反渗透装置及所述PH中和装置之间蓄水箱的液位。当所述一级反渗透装置及所述PH中和装置之间蓄水箱到达到低液位时，所述二级反渗透装置停止运行；所述一级反渗透装置及所述PH中和装置之间蓄水箱达到中液位时，所述二级反渗透装置启动运行；所述一级反渗透装置及所述PH中和装置之间蓄水箱高液位时，自动关闭所述一级反渗透装置，实现所述一级反渗透装置及所述PH中和装置之间蓄水箱的自动补水，所述一级反渗透装置及所述PH中和装置之间蓄水箱为2吨容量水箱。
所述PH中和装置内部设置碱性试剂，所述PH中和装置还包括PH显示表控制自动中和；
所述二级反渗透装置与所述EDL装置之间设置二级蓄水箱，所述二级蓄水箱为2T螺纹水箱，设置液位开关，可随时检测、显示和控制除水箱的液位。当二级蓄水箱到达高液位时，自动关闭所述二级反渗透装置，实现所述二级蓄水箱的自动补水，所述二级蓄水箱达到中液位时，所述二级蓄水箱与所述EDL装置之间的高压水泵可启动运行，到低液位时，所述二级蓄水箱与所述EDL装置之间的高压水泵停止运行。
所述EDL装置包括增强迁移区、淡水室、浓水室、及离子交换树脂；所述增强迁移区用于去除强离子物质；所述淡水室的电导率就由所述离子交换树脂来维持；所述离子交换树脂作为加速离子从所述淡水室进到所述浓水室的导体；所述淡水室的出水压力必须大于所述浓水室的浓水出水压力；
所述步骤S8还包括当离子交换树脂上的H+和OH-根减少时，加上水解必需的最小热力学电压，使得H+和OH-离子浓度就会增加，从而激活所述离子交换将树脂。
所述氮封水箱设置液位开关，可随时检测、显示和控制水箱的液位。当所述氮封水箱到达高液位时，自动关闭所述液位开关。
所述循环过滤系统包括清洁剂水槽、纯水槽、超声波发送设备、及横移搬运系统；
通过同样的电流控制形成超声波，且在所述清洗剂水槽、及所述纯水槽的底部和侧部形成超声波，以清洁所述带清洗物品；
所述横移搬运系统，用于在所述清洗剂水槽、及所述纯水槽中搬运所述待清洗物品；所述横移搬运系统带动所述带清洗物品在所述纯水槽中的处理时间大于在所述清洗剂水槽的处理时间。
本发明能够高效地制备高质量的去离子纯水，用于专用的超声波清洗设备，解决了玻璃制程物品表面的脏污、水印、白点、麻点等不良现象。
附图说明：
为了更清楚地说明本申请实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1是本申请一种用于高洁净度超声波清洗纯水制备及表面处理方法步骤示意图。
图2是本申请一种用于高洁净度超声波清洗纯水制备及表面处理方法所用设备示意图。
图3是本申请精密过滤装置示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例的技术方案进行清楚、完整地描述；
本申请方法公开一种达到高洁净度超声波清洗的表面处理技术方法，包含两套系统：高效去离子水制备系统及高质量去离子水循环过滤系统；利用高质量去离子水循环过滤系统，本申请公开一种用于高洁净度超声波清洗纯水制备及表面处理方法，
如图1所示：所述方法包括如下步骤：
步骤S1、原水箱注水，外部自来水注入所述原水箱；
步骤S2、常规过滤器过滤，通过原水泵将步骤S1中所述原水箱的水注入所述常规过滤器过滤，所述常规过滤器用于过滤掉5um以上杂质、吸收余氯、及降低水的硬度；
步骤S3、阻垢剂装置处理，将步骤S2过滤后的水注入所述阻垢剂装置，所述阻垢剂装置用于溶解固态物，防止固态物因为浓缩而结垢；
步骤S4、精密过滤器过滤，将步骤S3经过所述阻垢剂装置处理后的水注入所述精密过滤器过滤，所述精密过滤器用于进一步过滤5um以上杂质；
步骤S5、一级反渗透装置过滤，通过高压水泵将步骤S4精密过滤后的水注入所述一级反渗透装置，所述一级反渗透装置用于过滤掉无机盐及细菌；
步骤S6、PH中和装置中和，经过步骤S5中所述一级反渗透装置过滤后的水进入所述PH中和装置进行中和水中的酸根或酸性气体；
步骤S7、二级反渗透装置过滤，通过高压水泵将步骤S6中和后的水注入所述二级反渗透装置进行过滤，所述二级反渗透装置用于进一步过滤掉无机盐及细菌；
步骤S8、EDI装置过滤，通过高压水泵将步骤S7过滤后的水注入所述EDI装置进行过滤，所述EDI装置用于过滤强离子物质、及弱离子物质；
步骤S9、氮封水箱存储，经过步骤S8过滤后的水注入所述氮封水箱存储；
步骤S10、循环过滤系统处理待清洗物品，经过步骤S9所述氮封水箱中的水通入所述循环过滤系统用于清洁所述待清洗物品。
如图2所示：步骤S1中所述原水箱为2吨容量水箱，所述原水箱配置自动补水装置，所述自动补水装置包括液位浮球开关；所述原水泵具有稳定水压或增加水压的作用，为预处理系统设备提供正常流量和正常压力。
步骤S2中所述常规过滤器包括依次设置的介质过滤器、活性炭过滤器、软化过滤器、及保安过滤器：
所述介质过滤器为多介质过滤器，内填无烟煤和石英砂，利用无烟煤和石英砂配合运行过滤去除步骤S2水中的泥沙、悬浮物、胶体等杂质，降低SDI值，经过所述介质过滤器过滤后出水污染指数SDI15≤4；
所述活性炭过滤器内填活性炭，降低水中余氯，吸附有机物，所述活性炭过滤器中的活性炭比表面积为500-700m2/g；
所述软化过滤器用于降低步骤S2水中的硬度，降低反渗透膜结垢倾向；
所述保安过滤器内部设置5um过滤网，用于过滤大于5um的颗粒进入反渗透过程。
所述阻垢剂装置内部预先设置阻垢剂，所述阻垢剂包括聚合盐，所述聚合盐的组成为：聚磷酸盐：有机磷酸盐=85:15质量比，所述阻垢剂由计量泵和加药箱组成。
所述精密过滤器内装聚丙烯滤芯，过滤精度为5.0μm，所述精密过滤器外壳为不锈钢结构。当所述精密过滤器进出口压差达到0.8kg/cm2时需要更换内部所述聚丙烯滤芯。
所述一级反渗透装置包括RO膜、及膜壳，所述一级反渗透装置设置开机低压冲洗功能，开机时，先用原水泵对所述RO膜及所述膜壳进行低压冲洗，将所述RO膜及所述膜壳内的空气排尽，然后启动高压泵进行产水；所述一级反渗透装置设计连续运行2小时对所述RO膜进行一次所述低压冲洗，在所述RO膜浓水侧垢类杂质还没有变得结实之前将它冲洗下来，排出RO膜；停机时，进行浓水置换，防止在停机时浓水侧的杂质沉淀在RO膜表面上；所述低压冲洗和所述浓水置换采用自动方式；所述一级反渗透装置产水量为5立方/小时，初始脱盐率98%；
所述一级反渗透装置及所述PH中和装置之间设置蓄水箱，所述蓄水箱设置液位开关，可随时检测、显示和控制所述一级反渗透装置及所述PH中和装置之间蓄水箱的液位。当所述一级反渗透装置及所述PH中和装置之间蓄水箱到达到低液位时，所述二级反渗透装置停止运行；所述一级反渗透装置及所述PH中和装置之间蓄水箱达到中液位时，所述二级反渗透装置启动运行；所述一级反渗透装置及所述PH中和装置之间蓄水箱高液位时，自动关闭所述一级反渗透装置，实现所述一级反渗透装置及所述PH中和装置之间蓄水箱的自动补水，所述一级反渗透装置及所述PH中和装置之间蓄水箱为2吨容量水箱。
所述PH中和装置内部设置碱性试剂，所述PH中和装置还包括PH显示表控制自动中和；
所述二级反渗透装置与所述EDL装置之间设置二级蓄水箱，所述二级蓄水箱为2吨容量水箱，设置液位开关，可随时检测、显示和控制除水箱的液位。当二级蓄水箱到达高液位时，自动关闭所述二级反渗透装置，实现所述二级蓄水箱的自动补水，所述二级蓄水箱达到中液位时，所述二级蓄水箱与所述EDL装置之间的高压水泵可启动运行，到低液位时，所述二级蓄水箱与所述EDL装置之间的高压水泵停止运行。
所述EDL装置包括增强迁移区、淡水室、浓水室、及离子交换树脂；所述增强迁移区用于去除强离子物质；所述淡水室的电导率就由所述离子交换树脂来维持；所述离子交换树脂作为加速离子从所述淡水室进到所述浓水室的导体；所述淡水室的出水压力必须大于所述浓水室的浓水出水压力；
所述步骤S8还包括当离子交换树脂上的H+和OH-根减少时，加上水解必需的最小热力学电压，使得H+和OH-离子浓度就会增加，从而激活所述离子交换将树脂。
所述氮封水箱设置液位开关，可随时检测、显示和控制水箱的液位。当所述氮封水箱到达高液位时，自动关闭所述液位开关。
所述循环过滤系统包括清洁剂水槽、纯水槽、超声波发送设备、及横移搬运系统；
通过同样的电流控制形成超声波，且在所述清洗剂水槽、及所述纯水槽的底部和侧部形成超声波，以清洁所述带清洗物品；
所述横移搬运系统，用于在所述清洗剂水槽、及所述纯水槽中搬运所述待清洗物品；所述横移搬运系统带动所述带清洗物品在所述纯水槽中的处理时间大于在所述清洗剂水槽的处理时间。
本发明能够高效地制备高质量的去离子纯水，用于专用的超声波清洗设备，解决了玻璃制程物品表面的脏污、水印、白点、麻点等不良现象。
本申请方法公开一种达到高洁净度超声波清洗的表面处理技术方法，包含两套系统：高效去离子水制备系统及高质量去离子水循环过滤系统；分别如下：
前述的高效去离子水制备系统包括如下装置：
原水箱：该原水箱为2顿螺纹水箱，该原水箱配置自动补水装置，所述自动补水装置包括液位浮球开关；原水通过管道进入原水箱进而进入高效去离子水制备系统；
原水泵：具有稳定水压或增加水压的作用，为预处理系统设备提供正常流量和正常压力；
介质过滤器：此介质过滤器为多介质过滤器，内填无烟煤和石英砂，利用无烟煤和石英砂合适级配运行滤速去除原水中的泥沙、悬浮物、胶体等杂质，降低SDI（污染指数）值，对原水进行初步净化，降低进水的浊度并保证过滤出水污染指数SDI15≤4，达到后续设备的进水要求；
活性炭过滤器：内填活性炭，降低水中余氯，吸附有机物，活性炭不仅吸附能力强，而且吸附容量大，其主要原因就是其多孔结构，其比表面积高达500-700m2/g。正是由于活性炭具有发达的细孔结构和巨大的比表面积，因此可以完全吸附水中的余氯及吸附部分有机物，而且对色度、臭味也有较好的去除效果；余氯是指水与氯族消毒剂接触一定时间后，余留在水中的氯。余氯有三种形式：1．总余氯：包括游离性余氯和化合性余氯。2．游离性余氯：包括HOCl及OCl-等。3．化合性余氯：包括NH2Cl、NHCl2、NCl3及其它氯胺类化合物。
软化过滤器：水是有一定、硬度的。硬度取制决于水中钙盐和镁盐的多少，水中钙盐和镁盐含量越多，水的硬度就越大。据分析，泉水和井水的硬度最大；湖水、河水和水库中的水硬度中等；雨水、雪水、蒸馏水属于软水。过硬的水不利于去污；降低水硬度的方法有很多，如离子交换法、电磁法等，但本申请优选煮沸蒸馏法，及持续对进入软化过滤器中水加热蒸馏，收集蒸馏水，蒸馏后可降低原水中的硬度，降低反渗透膜结垢倾向；同时为了防止预处理系统中大的颗粒进入反渗透系统，划伤反渗透膜或对膜的污堵造成危害，特设置5um保安过滤器，前述蒸馏后的水经过保安过滤器，保证大于5um的颗粒在进入反渗透之前被拦截下来，保证反渗透的安全运行。此处需明确，保安过滤器优选位于煮沸蒸馏步骤之后，反之如果保安过滤器位于煮沸蒸馏之前，则因煮沸过程中形成的钙及镁化合物会部分在蒸馏过程中带出，同时部分钙及镁沉淀会在蒸馏过程中产生，则没有了保安过滤器的阻止，则钙及镁的化合物沉淀会流入下一环节，产生大颗粒进入反渗透系统。另外，此处还需明确，保安过滤器优选位于前述介质过滤器及活性炭过滤器之后，反之如果没有前述过滤器的初步过滤，则大量的不溶物会轻易堵塞保安过滤器，从而瘫痪整个过滤过程。
阻垢剂装置：预先准备按浓度比5-8%添加专用高效阻垢剂，所述高效阻垢剂为聚合盐，进一步优选所述聚合盐的组成为：聚磷酸盐：有机磷酸盐=85:15质量比的一种材料，所述高效阻垢剂的浓度通过便携分光仪测量；所述高效阻垢剂能够使得RO膜（反渗透膜）元件在透过水的同时，溶解固态物如：硫酸盐、碳酸盐、二氧化硅等，防止固态物因为浓缩而在RO 膜表面结垢，影响RO 膜的性能。专用高效阻垢剂在反渗透浓水侧LSI指数达到 2.5（LSI是朗格利尔指数,衡量碳酸钙在水中的溶解倾向的指标,数值越高,越容易结垢），也不会发生硬度离子由于浓缩而结垢，阻垢剂装置由计量泵和加药箱组成，特别适合用于金属氧化物、硅以及致垢盐类含量较高的水质，其阻垢效能高且残留凝集剂或富铝富铁的硅化物发生凝聚形成不溶聚合物；此处需明确阻垢剂装置优选设置在前述软化过滤器之后，因软化过滤器降低了钙及镁的离子浓度，而阻垢剂能够阻止钙及镁离子形成沉淀，如果没有软化过滤器，则大量的钙及镁离子存在，直接使用阻垢剂则需要大量的阻垢剂才能达到阻止沉淀形成，大量的阻垢剂对后续过程造成了重大影响。
如图3所示：精密过滤装置包括聚丙烯滤芯1，不锈钢外壳2，进水口3，杂质排出口4，出水口5；
精密过滤器装置是为了保证之后的反渗透膜元件不被细微颗粒性杂质（因阻垢剂的用量大会对之后程序产生重大影响，所以阻垢剂的用量并非足量设置，这就造成经历阻垢剂装置后，仍会有部分细小沉淀或杂志）所伤害并影响反渗透膜的出水水量，制水系统设置精密过滤器，内装聚丙烯滤芯1，过滤精度为5.0μm（公差为5.0μm±0.2），外壳2为不锈钢结构。当滤器进水口3与出水口5压差达到0.8kg/cm2（0.8KG/cm2z±0.05）时需要更换滤器内滤芯，过滤器结构满足快速更换滤芯的要求。但频繁更换滤芯，不仅会造成成本压力，同时影响整个装置效率，所以在精密过滤器装置之前，优选阻垢剂装置、保安过滤器、软化过滤器、活性炭过滤器、及介质过滤器，并依照上述顺序设置；杂质通过杂质排出口4排出。
一级反渗透装置：该装置产水量为5立方/小时，初始脱盐率98%（脱盐率=总的给水含盐量-总的产水含盐量/总的给水含盐量*100%）。反渗透装置设置开机低压冲洗功能，反渗透开机时，先用原水泵对RO装置进行低压冲洗，将RO膜及膜壳内的空气排尽，然后启动高压泵进行产水；反渗透装置设计连续运行2小时对RO膜进行一次低压冲洗，在RO膜浓水侧垢类杂质还没有变得结实之前将它冲洗下来，排出RO膜；停机时进行浓水置换，利用RO产水将RO膜内的浓水置换出来，防止在停机时浓水侧的杂质沉淀在RO膜表面上，同时利用RO产水具有侵蚀行的特点，可以将RO膜表面上所沉积的微量垢类物质浸泡下来。所有的这些低压冲洗和浓水置换都是为了及时去除无机盐、细菌等杂质，防止其在RO膜表面的沉积，降低膜元件的清洗频率，减缓膜元件的产水量、脱盐率等性能参数的衰减，低压冲洗和浓水置换采用自动方式。
蓄水箱：蓄水箱设置液位开关，可随时检测、显示和控制水箱的液位。当水箱到达到低液位时，二级反渗透停止运行；水箱达到中液位时，二级反渗透可启动运行；高液位时，自动关闭一级反渗透装置，实现水箱的自动补水。该水箱为2T螺纹水箱；
PH中和装置：由于RO膜可以脱除溶解性的离子而不能脱除溶解性的气体，RO产水中的CO2含量与RO进水中CO2的含量基本相同，但是HCO3－和CO3根常常能够减少1~2个数量级，这样就会打破进水中CO2、HCO3－和CO3之间的平衡，这样造成产水PH要低于进水PH，估设置一套PH中和装置，该装置为，PH中和装置在药水箱3个瓶体内分别添加100KG氢氧化钠，根据PH显示表控制自动中和；
二级反渗透装置：该装置和一级反渗透装置一样功能，原理一致；
二级蓄水箱：该水箱为2T螺纹水箱，设置液位开关，可随时检测、显示和控制除水箱的液位。当水箱到达高液位时，自动关闭二级反渗透装置，实现水箱的自动补水，水箱达到中液位时，水泵可启动运行，到低液位时，停止运行；
EDI装置：该装置是一种将离子交换技术、离子交换膜技术和离子电迁移技术相结合，将电渗析和离子交换技术相结合，利用两端电极高压使水中带电离子移动，并配合离子交换树脂及选择性树脂膜以加速离子移动去除，从而达到水纯化的目的。EDI装置的进水是经过反渗透处理的产品水，该进水含极少量的可溶物、离子和像CO2及SiO2之类的弱离子类物质。由于要除去物质的量较少，因而装置在增强迁移区就能去除大部分强离子物质，在该区域，离子交换树脂只是充当了加速离子从淡水室通过各自对应膜进到浓水室的导体，这是由于离子交换树脂的传导性要比水高出好几个数量级。大部分强离子类物质在树脂床上部被去除以后，淡水室的电导率就由离子交换树脂来维持。经过强离子类物质迁徙后，离子交换树脂上的H+和OH-根减少，从而失去离子交换的作用；在加上了水解必需的最小热力学电压后，H+和OH-离子浓度就会增加，在反极性的树脂和树脂表面或膜和树脂表面的作用下能加速水解反应，水解后的H+和 OH-离子交换离子将树脂再生，同时使弱离子物质转变成离子态被迁移到浓水中被除去，EDI的出水压力必须大于浓水出水压力。
电阻值15兆欧以上的超纯水基本为水分子溶剂，它的溶解能力很强，一旦超纯水与空气接触，超纯水的电阻率就会迅速下降，如果15MΩ·m以上的超纯水与空气接触1分钟后水质就会下降至3-4MΩ.m，3分钟以后就会下降到2MΩ.m左右，为获得稳定的较高阻值的超纯水，故储存容器需确保水体不与空气的接触。氮封水箱由快速泄放阀及微压调节阀两大部分组成，而快速泄放阀由压力控制器及单座切断阀组成，当储罐内压力升高至设定压力时，快速泄放阀迅速开启，将罐内多余压力泄放。微压调节阀是在储罐内压力降低时，开启阀门，向罐内充注氮气。因微压调节阀必须使用在压力为0.1Mpa压力以下，现场N2压力较高，必须安装压力调节阀将压力降低至0.1Mpa以下才可使用。
DI纯水水箱：该水箱装置为2T氮封水箱，水箱设置液位开关，可随时检测、显示和控制水箱的液位。当氮封水箱到达高液位时，自动关闭DI装置实现DI水箱的自动补水，到低液位时，停止运行。
前述的高质量去离子水循环过滤系统包括：
过度槽：直通DI纯水，内部安装自动恒温加热系统装置，槽体为单独的溢流循环系统，包括主槽体及副槽体，即DI纯水箱中水进入过度槽主槽体，主槽体水溢流进入福槽体，而副槽体中水通过水自身毛细张力或水泵作用，进入主槽体，从而形成循环，保证过度槽中水为流动状态，呈现上下均一状态；溢流水水流量可单独阀门调节，按0.01立方/5分溢流量循环。
1-3#清洗剂水槽：内部安装自动恒温加热系统装置，每个槽体有单独的循环过滤系统，采用PP/1um粒径PP（聚丙烯）过滤芯循环过滤水泵系统，自动循环补水系统，每个水槽清洗剂配比按5±2%（便携式分光仪测量计）添加比例（DI纯水加满后添加清洗剂，浓度按5±2%配比）V型倾斜底设计，易于排水及清理槽底； 前部设置有掏渣口；主槽设置纯水进水管路；球阀手动进水；主槽排水管设置在槽体底部；采用手动排水方式；槽内四周锯齿型逐级溢流，超声波控制箱：独立式，内置频率免干扰系统及功率补偿系统 ，输出功率连续可调；1-3#清洗剂水槽的PH范围为12-14；
4#漂洗槽：结构同1-3#槽，内部安装自动恒温加热系统装置，每个槽体有单独的循环过滤系统；漂洗玻璃制品表明清洁剂；
5#喷淋槽：顶部花洒式喷淋方式，槽底接直排式管道（常开阀门），喷淋水直排槽内保持无水，喷淋槽设计副蓄水箱连接水泵抽水喷洒，副蓄水箱供水由6-10#DI纯水槽溢流供应，另外连接DI纯水管道，副蓄水箱有球阀水位测量在缺水状态下自动补水；
6-9#DI纯水槽：槽体独立连接DI纯水管道，每个槽体设计单独的副水箱，副水箱连接DI纯水管道带独立球阀装置，缺水自动补水，副水箱安装恒温加热装置时刻保持要求的温度，所有槽体连接溢流水管道让溢流水集中联通到5#喷淋副蓄水箱，充分利用纯水槽浸泡清洗产生的水，此时浸泡清洗后的水清洁剂含量很少，可作为前述喷淋使用，V型倾斜底设计，易于排水及清理槽底； 前部设置有掏渣口；主槽设置纯水进水管路；球阀手动进水；主槽排水管设置在槽体底部；采用手动排水方式；
槽内四周锯齿型逐级溢流，保持槽内水体流动状态的同时保持槽体内水均一稳定，利用充分均匀的浸泡清洗，采用浮球式液位检测方法，当水位低于液面时自动关闭加热及超声并声光报警。
10#慢拉槽：同6-9#槽设计结构，慢拉装置：高精度表面清洗除前面需要有合理的清洗工工艺和配置外，更需要良好的脱水效果，高纯水高温慢拉脱水是玻璃产品高精度清洗必不可少的工序，温度设置为55-75℃，既能兼顾水分散失的效率（超过55℃），同时配合之后步骤的风切系统，温度过高（超过75℃）后，风切系统能轻易切开热水膜，不利于水分均匀散失；此温度打牌风切系统有效的形成均匀地热纯水膜，迅速散失表面水份，实现表面高清洁度目的，为后续干燥垫定良好的基础。
V型倾斜底设计，易于排水及清理槽底； 前部设置有掏渣口，主槽设置纯水进水管路；球阀手动进水，主槽排水管设置在槽体底部；采用手动排水方式，槽内四周锯齿型溢流，溢流水接入喷淋副槽，采用浮球式液位检测方法，当水位低于液面时自动关闭加热及超声并声光报警。
11#风切槽：过滤分切系统，槽壁安装喷嘴式分切管，每面槽壁按上下均匀排布5条分切，每条风嘴间距5CM，此结构设计与前述慢拉槽温度相互配合，把产品多余的DI纯水快速分切干净。
隧道烘干箱：通过加热器产生高温气流,然后通过风机经过风道吹出高温热风 ,可将产品上剩余的水分彻底烘干吹净；风机+风道+加热器+过滤器+补鲜风过滤箱+风扇冷却， 等距离传输方式，采用马达+链条输送，出风过滤效率: 85%，高效空气过滤器； （高效能的空气过滤器，作用原理：高效从气源出来的压缩空气中含有过量的水汽、杂质、尘埃等分离出来达到产品表面原始的洁净度）每2组加热箱 安装加热管，每组加热箱功率：9KW（隧道式烘干箱=隧道式箱体+加热管+过滤器+风机）；
温度: RT（室温）－120℃(温度可调)，通过温控器对热风温度实时监控；防护:安装机械式超温保护装置,并与声光报警联动，如果温度低则采用增大加热器功率，若温度高，则并通过风扇冷却。
横移搬运系统结构：上料位 （上料位指的是超声波清洗过度槽和1#清洗剂水槽衔接过程的上下挂料位置）及11个槽配备1套搬运模组，同时可抓取12篮，也可部分同时抓取（与之后20秒间歇，提供设备支持），每移动1个工位即出料1篮；采用刚性好、结构合理、运行稳定性好的缸面推移式结构，精密滚珠导轨、精密滚珠丝杆、驱动马达，升降托架等组合而成。横向移动均采用变频调速的方式，实行软着陆，运行更加平稳，定位准确性更高，对玻璃产品起到较好地保护，抛动采用城邦齿轮减速电机，升降采用台力蜗轮蜗杆减速刹车电机。
为了搭配本申请循环过滤系统，实现更好的清洗效果，本申请所用的去离子纯水须通过本申请的去离子纯水制备系统，生产的去离子纯水电导率15.5MΩ·CM以上；
如下为循环过滤系统的超声波清洗参数设置表：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
如上表所示，在1-3#号清洁剂槽中，控制清洁剂浓度不超过10%，且依次降低，优选清洁剂浓度依次为6%、5%、4%；其他槽体中均不设置纯水外的其他添加剂；在1-3#号清洁剂槽中清洁剂更换周期小于14天，进一步优选，2-3#槽更换周期长于1#槽的更换周期，且两者更换周期相差3天，因1#槽清洗任务最重；进一步优选1#槽更换周期为6.5-7.5天，2-3#槽更换周期为9.5-10.5天，6-10#槽所用纯水的更换周期为9.5-10.5小时（H）。
在1-3#号清洁剂槽中采用特殊的碱性清洗剂，特制的清洗剂配方采用侧、底面超声波震动利用上下持续抛动产品完全清洗剥离了玻璃制品上的脏污、残渍到达高洁净度效果（碱性清洗剂配方设计）。
清洗剂配方：氢氧化钠：AE0-3渗透剂：无泡CR-6活性剂：甘油：异丙醇酰胺：缓蚀剂：纯水=25:5:3:10:10:1.5:45.5 （氢氧化钠是清洗产品表面脏污，渗透剂是匹配氢氧化钠加大清洗效果，无泡活性剂是保持水槽水无泡泡防止溢流出来浪费，甘油、异丙醇酰胺匹配氢氧化钠清洗效果更洁净透亮、彻底清洗干净，缓蚀剂是缓和产品长时间浸泡在清洗过程中不被药剂腐蚀造成发蒙；此配方没有可代替性，材料质量比公差范围±0.2G/1吨单位的清洗剂配比公差）（质量比，PH值≥14，分光仪测试浓度50±5%）。
10#慢拉槽的工作温度高于5-9#纯水槽工作温度，一方面为之后烘干程序预热，另一方面有助于形成稳定的热水膜有助于干燥。
1-9#槽均设置通过同样的电流控制形成超声波，且均在底部和侧部形成超声波；
1-5#槽均设置PP滤芯过滤粒径1μm（过滤粒径公差范围1μm±0.03，选择此规格粒径大小可完全过滤掉循环水槽的杂质，水槽中杂质粒径在1-5μm，选择此规格是符合工艺设计和成本设计的最佳方案）的滤芯效果更佳，清洗洁净度会更干净，完全过滤了水槽循环水的脏污和结晶体，且滤芯更换天数为6.5-7.5天，此数据为验证后的综合优选；
1-3#清洗剂槽清洗时间由抛动清洗时间设置为140S，减少20S时间充分利用这个时间把产品表面残留药水流滴干净，避免药水槽产品清洗完成后立即横移到另1个纯水槽时污染到纯水槽而导致玻璃表面有脏污水慢拉风干后出现水印，严重时出现小白点不良现象。
超声波清洗机设备PLC程序设定：把1-3#清洗剂槽侵泡清洗时间设定为140S，同时设定20S流滴时间，其他4#及6-10#槽处理时间保持160S，利用这20S （140S±10,160S±10，前后时间差保持在20S时间）时间把产品表面的残留污水流滴干净，不让污水二次污染纯水完成避免了玻璃表面有污水风干后出现水印或小白点等不良现象，同时保持清洗剂槽工序与纯水槽工序相同的处理时间，便于保持清洗过滤效率。
下图为是否存在20S时间差的对应程序产生的清洗效果；
Figure DEST_PATH_IMAGE002
效果：特殊超声波清洗参数，清洗剂药水槽20S静态滴流方式利用抛动时间差把产品表面残留药水流滴干净，避免清洗剂药水槽产品横移时污染到纯水槽而导致玻璃表面有脏污水慢拉风干后出现水印，严重时出现小白点不良现象（20S静态滴流运行程序设计）；
为了实现高清洗，每30天必须用氢氧化钠对所有槽内进行清洗大保养，添加氢氧化钠必须先用胶框溶解后再加入水槽中。
节约水电成本如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE003
本发明通过合理的程序设计及工艺控制，在相同产出的行业标准下，物料相关支出大幅减小，除水电用量缩减外，纯水更换时间节约了60%的人工作业时间，大幅度提升了生产效率，减少了纯水用量；过滤棉芯由原3天更换1次变更成PP滤芯7天更换1次，物料成本减低57.14%；
本发明对玻璃面板产品采用高效DI纯水制水装置通过超声波清洗，而超声波清洗工艺是在水槽槽底、槽壁安装超声波发生器来上下抛动超声清洗，水槽添加特殊碱性清洗剂，循环水槽采用特殊的过滤系统，配合特殊的清洗参数和时间，从而得到高洁净度玻璃产品完成精益表面处理。
本发明技术采用了超声波清洗方式，利用特殊碱性清洗剂在超声波震动剥离作用下把污渍残留清洗干净，脱离的残留污渍在循环过滤系统屏蔽在循环过滤槽内防止二次污染更好的解决了玻璃制程表面的脏污、水印、白点、麻点等不良现象。
本技术发明方案更好的表面处理了玻璃制品洁净度问题，且节约用水、延迟了过滤芯寿命、工艺操作性更简便提升了效率减低成本，从而实现精益化生产管理目的。
本发明公开的方法具有如下优点：
1、高效的DI纯水（去离子纯水）制水装置系统得到高质量DI纯水
2、超声波特殊的循环过滤系统（PP/1um过滤粒径特殊过滤效果），过滤干净水槽中的脏污、残渣等污渍残留避免二次污染增强了清洗能力
3、特殊超声波清洗参数，清洗剂药水槽20S静态滴流方式利用抛动时间差把产品表面残留药水流滴干净，避免清洗剂药水槽产品横移时污染到纯水槽而导致玻璃表面有脏污水慢拉风干后出现水印，严重时出现小白点不良现象
4、特殊的碱性清洗剂，特制的清洗剂配方采用侧、底面超声波震动利用上下持续抛动产品完全清洗剥离了玻璃制品上的脏污、残渍到达高洁净度效果。

Claims (10)

1.一种用于高洁净度超声波清洗纯水制备及表面处理方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
步骤S1、原水箱注水，外部自来水注入所述原水箱；
步骤S2、常规过滤器过滤，通过原水泵将步骤S1中所述原水箱的水注入所述常规过滤器过滤，所述常规过滤器用于过滤掉5um以上杂质、吸收余氯、及降低水的硬度；
步骤S3、阻垢剂装置处理，将步骤S2过滤后的水注入所述阻垢剂装置，所述阻垢剂装置用于溶解固态物，防止固态物因为浓缩而结垢；
步骤S4、精密过滤器过滤，将步骤S3经过所述阻垢剂装置处理后的水注入所述精密过滤器过滤，所述精密过滤器用于进一步过滤5um以上杂质；
步骤S5、一级反渗透装置过滤，通过高压水泵将步骤S4精密过滤后的水注入所述一级反渗透装置，所述一级反渗透装置用于过滤掉无机盐及细菌；
步骤S6、PH中和装置中和，经过步骤S5中所述一级反渗透装置过滤后的水进入所述PH中和装置进行中和水中的酸根或酸性气体；
步骤S7、二级反渗透装置过滤，通过高压水泵将步骤S6中和后的水注入所述二级反渗透装置进行过滤，所述二级反渗透装置用于进一步过滤掉无机盐及细菌；
步骤S8、EDI装置过滤，通过增压水泵将步骤S7过滤后的水注入所述EDI装置进行过滤，所述EDI装置用于过滤强离子物质、及弱离子物质；
步骤S9、氮封水箱存储，经过步骤S8过滤后的水注入所述氮封水箱存储；
步骤S10、循环过滤系统处理待清洗物品，经过步骤S9所述氮封水箱中的水通入所述循环过滤系统用于清洁所述待清洗物品。
2.根据权利要求1所述的一种用于高洁净度超声波清洗纯水制备及表面处理方法，其特征在于，步骤S1中所述原水箱为2吨容量水箱，所述原水箱配置自动补水装置，所述自动补水装置包括液位浮球开关；所述原水泵具有稳定水压或增加水压的作用，为预处理系统设备提供正常流量和正常压力。
3.根据权利要求2所述的一种用于高洁净度超声波清洗纯水制备及表面处理方法，其特征在于，步骤S2中所述常规过滤器包括依次设置的介质过滤器、活性炭过滤器、软化过滤器、及保安过滤器：
所述介质过滤器为多介质过滤器，内填无烟煤和石英砂，利用无烟煤和石英砂配合运行过滤去除步骤S2水中的泥沙、悬浮物、胶体等杂质，降低SDI值，经过所述介质过滤器过滤后出水污染指数SDI15≤4；
所述活性炭过滤器内填活性炭，降低水中余氯，吸附有机物，所述活性炭过滤器中的活性炭比表面积为500-700m2/g；
所述软化过滤器用于降低步骤S2水中的硬度，降低反渗透膜结垢倾向；
所述保安过滤器内部设置5um过滤网，用于过滤大于5um的颗粒进入反渗透过程。
4.根据权利要求3所述的一种用于高洁净度超声波清洗纯水制备及表面处理方法，其特征在于，所述阻垢剂装置内部预先设置阻垢剂，所述阻垢剂包括聚合盐，所述聚合盐的组成为：聚磷酸盐：有机磷酸盐=85:15质量比，所述阻垢剂装置由计量泵和加药箱组成。
5.根据权利要求4所述的一种用于高洁净度超声波清洗纯水制备及表面处理方法，其特征在于，所述精密过滤器内装聚丙烯滤芯，过滤精度为5.0μm，所述精密过滤器外壳为不锈钢结构，当所述精密过滤器进出口压差达到0.8kg/cm2时需要更换内部所述聚丙烯滤芯。
6.根据权利要求5所述的一种用于高洁净度超声波清洗纯水制备及表面处理方法，其特征在于，所述一级反渗透装置包括RO膜、及膜壳，所述一级反渗透装置设置开机低压冲洗功能，开机时，先用原水泵对所述RO膜及所述膜壳进行低压冲洗，将所述RO膜及所述膜壳内的空气排尽，然后启动高压泵进行产水；所述一级反渗透装置设计连续运行2小时对所述RO膜进行一次所述低压冲洗，在所述RO膜浓水侧垢类杂质还没有变得结实之前将它冲洗下来，排出RO膜；停机时，进行浓水置换，防止在停机时浓水侧的杂质沉淀在RO膜表面上；所述低压冲洗和所述浓水置换采用自动方式；所述一级反渗透装置产水量为5立方/小时，初始脱盐率98%；
所述一级反渗透装置及所述PH中和装置之间设置蓄水箱，所述蓄水箱设置液位开关，可随时检测、显示和控制所述一级反渗透装置及所述PH中和装置之间蓄水箱的液位，当所述一级反渗透装置及所述PH中和装置之间蓄水箱到达到低液位时，所述二级反渗透装置停止运行；所述一级反渗透装置及所述PH中和装置之间蓄水箱达到中液位时，所述二级反渗透装置启动运行；所述一级反渗透装置及所述PH中和装置之间蓄水箱高液位时，自动关闭所述一级反渗透装置，实现所述一级反渗透装置及所述PH中和装置之间蓄水箱的自动补水，所述一级反渗透装置及所述PH中和装置之间蓄水箱为2吨容量水箱。
7.根据权利要求6所述的一种用于高洁净度超声波清洗纯水制备及表面处理方法，其特征在于，所述PH中和装置内部设置碱性试剂，所述PH中和装置还包括PH显示表控制自动中和；
所述二级反渗透装置与所述EDL装置之间设置二级蓄水箱，所述二级蓄水箱为2吨容量水箱，设置液位开关，可随时检测、显示和控制除所述二级蓄水箱的液位，当所述二级蓄水箱到达高液位时，自动关闭所述二级反渗透装置，实现所述二级蓄水箱的自动补水，所述二级蓄水箱达到中液位时，所述二级蓄水箱与所述EDL装置之间的增压水泵可启动运行，到低液位时，所述二级蓄水箱与所述EDL装置之间的增压水泵停止运行。
8.根据权利要求7所述的一种用于高洁净度超声波清洗纯水制备及表面处理方法，其特征在于，所述EDL装置包括增强迁移区、淡水室、浓水室、及离子交换树脂；所述增强迁移区用于去除强离子物质；所述淡水室的电导率就由所述离子交换树脂来维持；所述离子交换树脂作为加速离子从所述淡水室进到所述浓水室的导体；所述淡水室的出水压力必须大于所述浓水室的浓水出水压力；
所述步骤S8还包括当离子交换树脂上的H+和OH-根减少时，加上水解必需的最小热力学电压，使得H+和OH-离子浓度就会增加，从而激活所述离子交换将树脂。
9.根据权利要求8所述的一种用于高洁净度超声波清洗纯水制备及表面处理方法，其特征在于，所述氮封水箱设置液位开关，可随时检测、显示和控制水箱的液位，当所述氮封水箱到达高液位时，自动关闭所述液位开关。
10.根据权利要求9所述的一种用于高洁净度超声波清洗纯水制备及表面处理方法，其特征在于，所述循环过滤系统包括清洁剂水槽、纯水槽、超声波发送设备、及横移搬运系统；
通过同样的电流控制形成超声波，且在所述清洗剂水槽、及所述纯水槽的底部和侧部形成超声波，以清洁所述带清洗物品；
所述横移搬运系统，用于在所述清洗剂水槽、及所述纯水槽中搬运所述待清洗物品；所述横移搬运系统带动所述带清洗物品在所述纯水槽中的处理时间大于在所述清洗剂水槽的处理时间。
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CN110877942A (zh) * 2019-12-31 2020-03-13 苏州伟志水处理设备有限公司 一种超纯水设备自动化操作方法
CN112979022A (zh) * 2021-03-02 2021-06-18 嘉善乐枫生物科技有限公司 一种实验室超纯水装置制备及清洗工艺
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