CN213680219U - 一种反渗透工业超纯水制备系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于工业水处理的技术领域，尤其涉及一种反渗透工业超纯水制备系统，包括原水箱、预处理子系统、反渗透子系统、超纯处理子系统、后处理子系统；反渗透子系统包括沿流体流动方向通过管路依次设置的阻垢剂加药装置、高压泵、RO反冲洗装置和反渗透装置；阻垢剂加药装置包括依次连接的第一计量泵和第一加药箱，RO反冲洗装置包括依次连接的第二计量泵和第二加药箱，第一计量泵、高压泵及第二计量泵均通过PLC控制器电连接。本实施例实现自来水连续制取高纯水的目的，达到通量大及保证系统出水稳定的要求；且通过设计科学合理的PLC控制功能元件可进行智能自动工业水处理工艺，有效改善产生纯度，满足工业超纯水净化需求的同时，也提高产水效率。
Description
技术领域
本实用新型属于工业水处理的技术领域，尤其涉及一种反渗透工业超纯水制备系统。
背景技术
超纯水，又称UP水，是一种纯度极高的水。超纯水中的导电介质、胶体物质、有机物、细菌等杂质含量极低，广泛应用于食品、造纸、生物制药、日化、半导体器件等领域。随着工业发展的日益强大，超纯水的日使用量也极具攀升；小规模纯水制备设备已难以跟上当下超纯水的日均所需量。目前，为了提升超纯水单位时间的制备量，大多水处理生产企业采用自来水先过滤处理后经反渗透处理，再通过EDI超纯处理的流水线生产方制备超纯水；虽然能将水中的导电介质及不解离的胶体物质、气体、有机物一并降至较低水平值，但是制备出的超纯水达不到电阻率10MΩ.cm的要求，难以符合相关工业用水的指标，及自动化程度低。故此，目前水处理行业中存在纯水设备难以制备符合工业用的超纯水，产水率低，或者自动化程度不高等缺陷，不能满足目前工业生产用水的更高要求。
因此，设计出一款制备出的超纯水电阻率符合工业生产用水需求，及制备过程中产水率高、自动化程度高的超纯水制备系统是一个亟待解决的课题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种反渗透工业超纯水制备系统，旨在解决现有技术中的纯水设备很难制备符合工业用的超纯水，产水率低，或者自动化程度不高而不能满足目前工业生产用水更高要求的技术问题。
为实现上述目的，本实用新型实施例提供的一种反渗透工业超纯水制备系统，包括
原水箱，用于存储自来水；
预处理子系统，安装在所述原水箱后，用于降低自来水的污染指数以及余氯杂质；
反渗透子系统，安装在所述预处理子系统后，用于进一步去除经所述预处理子系统处理后的水中杂质；
超纯处理子系统，安装在所述反渗透子系统后，用于进一步提高经所述反渗透子系统处理后的水纯度；
后处理子系统，安装在所述超纯处理子系统后，用于对经所述超纯处理子系统处理后的纯水进行杀菌及高精度过滤；所述与预处理子系统所述反渗透子系统之间设有净水箱，所述反渗透子系统与所述超纯处理子系统之间设有纯水箱，所述超纯处理子系统与所述后处理子系统之间设有无菌水箱。本实用新型沿着流体流动方向依次包括承接自来水的所述原水箱、所述预处理子系统、所述净水箱、所述反渗透子系统、所述纯水箱、所述超纯处理子系统、所述无菌水箱及所述后处理子系统，实现自来水首先经过滤有效除去悬浮物、泥沙、微粒、有机硅胶体、游离氯等杂质，其次去除溶解性盐类物质、细菌、热源等，再经过超纯处理提升水质达到产水电阻率大于10MΩ/cm，最后杀菌及高精过滤得到符合工业用水要求的目的。
可选地，所述反渗透子系统包括沿流体流动方向通过管路依次设置的阻垢剂加药装置、高压泵、RO反冲洗装置和反渗透装置；所述阻垢剂加药装置包括依次连接的第一计量泵和第一加药箱，所述RO反冲洗装置包括依次连接的第二计量泵和第二加药箱，所述第一计量泵、所述高压泵及所述第二计量泵均通过 PLC控制器电连接。该结构设计实现所述反渗透装置具有自动提醒冲洗、冲洗动作，及监视并调节运行出水量及系统水利用率，提高产水率及自动化程度。
可选地，所述第一计量泵和第二计量泵均为电磁隔膜计量泵。该结构设计有效去除水中的悬浮微粒、有机硅胶体、有机物、细菌、病毒、致热原等杂质。
可选地，所述反渗透装置包括低压聚酰胺复合膜。该结构设计可提高单膜脱盐率及系统的脱盐率。
可选地，所述预处理子系统包括沿流体流动方向通过管路依次设置的增压泵、自动砂滤器、自动炭滤器和精密过滤器；所述精密过滤器包括过滤精度为5 μm喷熔PP棉滤芯及1μm喷熔PP棉滤芯，所述增压泵与所述PLC控制器电连接。该结构设计保护所述高压泵及所述反渗透装置不受颗粒或其它硬物损坏。
可选地，所述自动砂滤器内装填料的下层为布水石英砂，上层为精制石英砂。该结构设计主要用于去除自来水中的悬浮物、泥砂及颗粒性等杂质。
可选地，所述自动炭滤器内装填料的下层为布水石英砂，上层为椰壳活性炭。该结构实际主要去除水中的大分子有机物、胶体、异味、余氯等杂质。
可选地，所述超纯处理子系统包括沿流体流动方向通过管路依次设置的纯水泵和EDI设备；所述EDI设备包括电连接直流电的电去离子模块和分别设于该电去离子模块两端的阴极及阳极；该电去离子模块内部填充离子交换树脂且该电去离子模块内部设置有阳离子交换膜和阴离子交换膜，阳离子交换膜和阴离子交换膜相互交错设置且接近该电去离子模块阴极的为阳离子交换膜，接近阳极的为阴离子交换膜。该结构设计的目的是达到连续去离子所需。
可选地，后处理子系统包括沿流体流动方向通过管路依次设置的变频供水泵、UV杀菌器和高精度过滤器，所述变频供水泵与所述PLC控制器电连接。
可选地，所述高精度过滤器包括0.22μm的喷熔PP棉滤芯。该结构设计主要是对所述超纯处理子系统经过所述UV杀菌器杀菌后的细菌尸体进行精度过滤。
可选地，所述原水箱、所述净水箱、所述纯水箱及所述无菌水箱内均设有水质监测装置。该结构设计实现对水质进行监测。
本实用新型实施例提供的反渗透工业超纯水制备系统中的上述一个或多个技术方案至少具有如下技术效果之一：
1、采用自来水依次经过滤预处理、反渗透过滤处理、离子交换及电渗析处理和紫外杀菌及精密过滤处理之后，实现自来水连续制取高纯水的目的，达到通量大及保证系统出水稳定的要求；另外，通过设计科学合理的PLC控制功能元件可进行智能自动工业水处理工艺，有效改善产生纯度，满足工业超纯水净化需求的同时，也提高了产水的效率。
2、采用所述预处理子系统前经所述预处理子系统过滤，保护所述高压泵及所述反渗透装置不受颗粒或者其他硬物损坏，及通过所述阻垢剂加药装置对悬浮物和碳酸盐、硫酸盐和Ca 2+、Mg 2+离子的化学结垢进行去除，防止对反渗透部分的反渗透膜造成破坏。另外，所述反渗透装置经所述RO反冲洗装置实现自动发出冲洗膜动作，自动监测膜压力差提示清洗时间，及监视并调节运行出水量及系统水利用率，提高产水率及自动化程度。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例提供的反渗透工业超纯水制备系统的结构示意图；
图2为本实用新型实施例提供的反渗透工业超纯水制备系统工艺流程图；
图3为本实用新型实施例提供的预处理子系统的结构示意图；
图4为本实用新型实施例提供的反渗透子系统的结构示意图；
图5为本实用新型实施例提供的超纯处理子系统的结构示意图；
图6为本实用新型实施例提供的后处理子系统的结构示意图；
图7为本实用新型提供的另一实施例的结构示意图；
其中，图中各附图标记：
10-原水箱、20-预处理子系统、21-增压泵、22-自动砂滤器、23-自动炭滤器、 24-精密过滤器、30-净水箱、40-反渗透子系统、41-阻垢剂加药装置、411-第一计量泵、412-第一加药箱、42-高压泵、43-RO反冲洗装置、431-第二计量泵、 432-第二加药箱、44-反渗透装置、50-纯水箱、60-超纯处理子系统、61-纯水泵、 62-EDI设备、70-无菌水箱、80-后处理子系统、81-变频供水泵、82-UV杀菌器、 83-高精度过滤器。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型的实施例，而不能理解为对本实用新型的限制。
在本实用新型实施例的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
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。在本实用新型实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本实用新型实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。
在本实用新型的一个实施例中，如图1所示，提供一种反渗透工业超纯水制备系统，包括原水箱10、预处理子系统20、反渗透子系统40、超纯处理子系统60和后处理子系统80。具有地，所述原水箱10用于存储自来水，所述预处理子系统20用于降低自来水的污染指数以及余氯杂质，所述反渗透子系统40 用于进一步去除经所述预处理子系统20处理后的水中杂质，所述超纯处理子系统60用于进一步提高经所述反渗透子系统40处理后的水纯度；所述后处理子系统80用于对经所述超纯处理子系统60处理后的纯水进行杀菌及高精度过滤。
进一步地，所述预处理子系统20与所述反渗透子系统40之间设有净水箱 30，所述反渗透子系统40与所述超纯处理子系统60之间设有纯水箱50，所述超纯处理子系统60与所述后处理子系统80之间设有无菌水箱70。本实施例中，所述原水箱10及所述纯水箱50采用一个材质为PVC的水塔，形式为立式圆形，以满足用水要求；所述无菌水箱70采用材质为304不锈钢的无菌水塔，形式为立式圆形，以满足系统用水要求，其功能为储存超纯水、调节水量，使系统运行可以灵活调节。为了实现实时监测及反馈水质情况，通过在所述原水箱10、所述净水箱30、所述纯水箱50及所述无菌水箱70内均设有水质监测装置，该水质监测装置为TDS探头。
如图2所示，本实用新型沿着流体流动方向依次包括承接自来水的所述原水箱10、所述预处理子系统20、所述净水箱30、所述反渗透子系统40、所述纯水箱50、所述超纯处理子系统60、所述无菌水箱70及所述后处理子系统80。具体地，本实施例采用自来水依次经过滤预处理、反渗透过滤处理、离子交换及电渗析处理和紫外杀菌及精密过滤处理之后，实现自来水连续制取高纯水的目的，达到通量大及保证系统出水稳定的要求；另外，通过设计科学合理的PLC 控制功能元件可进行智能自动工业水处理工艺，有效改善产生纯度，满足工业超纯水净化需求的同时，也提高了产水的效率。
如图3所示，所述预处理子系统20包括沿流体流动方向通过管路依次设置的增压泵21、自动砂滤器22、自动炭滤器23和精密过滤器24，该结构设计保护所述高压泵21及所述反渗透装置44不受颗粒或其它硬物损坏。本实施例中，所述精密过滤器24包括过滤精度为5μm喷熔PP棉滤芯及1μm喷熔PP棉滤芯，通过多级过滤结构设置目的是减低或消除前处理过滤设备漏出的滤料碎粒，确保最终进入所述反渗透子系统的水符合要求。其中，所述增压泵21与PLC控制器电连接，为了保证系统供水的流量和压力衡定而设置，所述增压泵21选用型号为CDM系列泵，具有效率高、噪音小、性能稳定可靠，符合DIN24960标准的免维修机械密封泵要求。
进一步地，所述自动砂滤器22内装填料的下层为布水石英砂，上层为精制石英砂，其主要用于去除自来水中的悬浮物、泥砂及颗粒性等杂质。本实用新型中，所述自动砂滤器22的多介质筛检程式为立式结构，选用304不锈钢板材，按压力容器标准制作，耐压8kg/cm2，自动控制。
进一步地，所述自动炭滤器23内装填料的下层为布水石英砂，上层为椰壳活性炭，其主要去除水中的大分子有机物、胶体、异味、余氯等杂质。本实用新型中，所述自动炭滤器23为立式结构，选用304不锈钢材，按压力容器标准制作，耐压8kg/cm2，自动控制。
如图4所示，所述反渗透子系统40包括沿流体流动方向通过管路依次设置的阻垢剂加药装置41、高压泵42、RO反冲洗装置43和反渗透装置44；所述阻垢剂加药装置41包括依次连接的第一计量泵411和第一加药箱412，所述RO 反冲洗装置43包括依次连接的第二计量泵431和第二加药箱432，所述第一计量泵411、所述高压泵42及所述第二计量泵431均通过PLC控制器电连接。本实施例中，所述第一计量泵411和所述第二计量泵431均为电磁隔膜计量泵，该结构设计实现所述反渗透装置44具有自动提醒冲洗、冲洗动作，及监视并调节运行出水量及系统水利用率，提高产水率及自动化程度。
进一步地，所述第一加药箱412通过进水管添加阻垢剂。本实施例中，阻垢剂为分散型隐蔽剂，有效去除水中的悬浮微粒、有机硅胶体、有机物、细菌、病毒、致热原等杂质，以防反渗透浓水端特别是所述反渗透装置44中最后一根膜元件的浓水侧出现碳酸盐、硫酸盐和Ca 2+、Mg 2+离子的化学结垢，从而影响膜元件的性能。
进一步地，所述第二加药箱432通过进水管添加柠檬酸铵溶液。本实施例中，柠檬酸铵溶液的配制为：柠檬酸的溶液中加入氨水或配成不同PH值的溶液，也可在柠檬酸铵的溶液中加HCL，调节PH值至2～2.5，例如在190L去离子水中，溶解277g柠檬酸胺，用HCL调节溶液PH值为2.5，用这种溶液在膜系统内循环清洗6h，效果很好；若将该溶液加温到35℃～40℃，清洗效果更好，该溶液对无机物的污染清洗效果均很好。
进一步地，所述反渗透装置44包括低压聚酰胺复合膜，其可提高单膜脱盐率及系统的脱盐率，使得单根膜的脱盐率≥99.9％，系统脱盐率97％～99％，反渗透可脱除水中可溶性盐、胶体、有机物及微生物，保证系统出水的稳定、通量大，提高使用寿命长。
如图5所示，所述超纯处理子系统60包括沿流体流动方向通过管路依次设置的纯水泵61和EDI设备62；所述EDI设备62包括电连接直流电的电去离子模块和分别设于该电去离子模块两端的阴极及阳极；该电去离子模块内部填充离子交换树脂且该电去离子模块内部设置有阳离子交换膜和阴离子交换膜，阳离子交换膜和阴离子交换膜相互交错设置且接近该电去离子模块阴极的为阳离子交换膜，接近阳极的为阴离子交换膜。具体地，所述EDI设备62的电去离子模块运作过程中同时进行着如下三个主要过程：一.阴、阳混合离子交换树脂上的OH-和H+离子对水中电解质离子的离子交换过程，加速去除纯水室内水中的离子；二.在外电场作用下，水中电解质离子通过离子交换膜进行选择性迁移的电渗析过程；三.电渗析的极化过程所产生的H+和OH-及交换树脂本身的水解作用对交换树脂进行的再生过程；这三个过程同时发生，相互促进，实现了EDI 连续去离子。
如图6所示，后处理子系统80包括沿流体流动方向通过管路依次设置的变频供水泵81、UV杀菌器82和高精度过滤器83，所述变频供水泵81与PLC控制器电连接。本实施例中，为了保证车间生产供水的流量和压力衡定而设置，所述变频供水泵81选用型号为CDM系列泵，具有效率高、噪音小、性能稳定可靠，符合DIN24960标准的免维修机械密封泵要求，
进一步地，所述高精度过滤器83包括0.22μm的喷熔PP棉滤芯。该结构设计主要是对所述超纯处理子系统60经过所述UV杀菌器82杀菌后的细菌尸体进行精度过滤，符合高精度工业用水要求。
进一步地，本实施例中，所述UV杀菌器82包括紫外灯管、石英套管、SUS 筒体及整流器，紫外灯管、石英套管、SUS筒体从内部至外部依次包裹设置与整流器相连接。
在本实用新型的另一个实施例中，如图7所示，该反渗透工业超纯水制备系统还可采用多组上述实施例结构进行并联结构设置，进一步提升单位时间的产水率。
本实施例的其余部分与实施例一相同，在本实施例中未解释的特征，均采用实施例一的解释，这里不再进行赘述。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种反渗透工业超纯水制备系统，包括
原水箱，用于存储自来水；
预处理子系统，安装在所述原水箱后，用于降低自来水的污染指数以及余氯杂质；
反渗透子系统，安装在所述预处理子系统后，用于进一步去除经所述预处理子系统处理后的水中杂质；
超纯处理子系统，安装在所述反渗透子系统后，用于进一步提高经所述反渗透子系统处理后的水纯度；
后处理子系统，安装在所述超纯处理子系统后，用于对经所述超纯处理子系统处理后的纯水进行杀菌及高精度过滤；所述预处理子系统与所述反渗透子系统之间设有净水箱，所述反渗透子系统与所述超纯处理子系统之间设有纯水箱，所述超纯处理子系统与所述后处理子系统之间设有无菌水箱；其特征在于：所述反渗透子系统包括沿流体流动方向通过管路依次设置的阻垢剂加药装置、高压泵、RO反冲洗装置和反渗透装置；所述阻垢剂加药装置包括依次连接的第一计量泵和第一加药箱，所述RO反冲洗装置包括依次连接的第二计量泵和第二加药箱，所述第一计量泵、所述高压泵及所述第二计量泵均通过PLC控制器电连接。
2.根据权利要求1所述的反渗透工业超纯水制备系统，其特征在于：所述第一计量泵和第二计量泵均为电磁隔膜计量泵。
3.根据权利要求1所述的反渗透工业超纯水制备系统，其特征在于：所述反渗透装置包括低压聚酰胺复合膜。
4.根据权利要求1所述的反渗透工业超纯水制备系统，其特征在于：所述预处理子系统包括沿流体流动方向通过管路依次设置的增压泵、自动砂滤器、自动炭滤器和精密过滤器；所述精密过滤器包括过滤精度为5μm喷熔PP棉滤芯及1μm喷熔PP棉滤芯，所述增压泵与所述PLC控制器电连接。
5.根据权利要求4所述的反渗透工业超纯水制备系统，其特征在于：所述自动砂滤器内装填料的下层为布水石英砂，上层为精制石英砂。
6.根据权利要求4所述的反渗透工业超纯水制备系统，其特征在于：所述自动炭滤器内装填料的下层为布水石英砂，上层为椰壳活性炭。
7.根据权利要求1所述的反渗透工业超纯水制备系统，其特征在于：所述超纯处理子系统包括沿流体流动方向通过管路依次设置的纯水泵和EDI设备；所述EDI设备包括电连接直流电的电去离子模块和分别设于该电去离子模块两端的阴极及阳极；该电去离子模块内部填充离子交换树脂且该电去离子模块内部设置有阳离子交换膜和阴离子交换膜，阳离子交换膜和阴离子交换膜相互交错设置且接近该电去离子模块阴极的为阳离子交换膜，接近阳极的为阴离子交换膜。
8.根据权利要求1所述的反渗透工业超纯水制备系统，其特征在于：后处理子系统包括沿流体流动方向通过管路依次设置的变频供水泵、UV杀菌器和高精度过滤器，所述变频供水泵与所述PLC控制器电连接。
9.根据权利要求8所述的反渗透工业超纯水制备系统，其特征在于：所述高精度过滤器包括0.22μm的喷熔PP棉滤芯。
10.根据权利要求1所述的反渗透工业超纯水制备系统，其特征在于：所述原水箱、所述净水箱、所述纯水箱及所述无菌水箱内均设有水质监测装置。
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