去离子水设备

[摘要]去离子水广泛应用于电化学研究、有机物分析用水、胶片冲洗用水等。 去离子水一般可以分为三个等级，制备去离子的方法主要以反渗透法、离子交换法和EDI法为主。文中分别对以上三种方法制造去离子纯水作了祥细说明。

[关键词]去离子水设备 反渗透去离子水设备 混床 蒸馏水

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      一、去离子水设备简介
      二、去离子水设备用途
      三、反渗透设备制造去离子水
      四、离子交换设备制造去离子水
      五、EDI设备制造去离子水
      六、三种去离子水制造设备的选择

   一、去离子水设备简介
    
    去离子水设备也称为去离子水装置、去离子处理设备、去离子水机等。能够去除水中种杂质离子的装置叫做去离子水设备。去离子水设备一般分为三个等级：出水在线电导率10us/cm,出水在线电导率1us/cm,出水在线电导率0.1us/cm，其中第二级、第三级纯水可替代传统蒸馏水；　　
    
    二、去离子水设备用途
    
    1. 电化学及介面研究用水
    2. 有机物分析用水
    3. 高精密光学镜片冲洗用水
    4. 环境、环保实验分析用水
    5. 高分子实验用水
    6. 胶片冲洗用水
    7. 微电子行业各种部件的清洗用水
    8. PCR应用及分析用水
    9. 精密电镀用水
    10. 大专院校、工矿企业实验用水
    11.电池补充用水，用于叉车电瓶加水，汽车电瓶加水；
    12.锂电池行业，节能灯行业使用。

    三、反渗透 设备制造去离子水：

    自来水经过纤维过滤器过滤去除水中的粗颗粒杂质，再用RO膜过滤去除水中95%以上的离子，然后用混合离子交换树脂，去除水中剩余的离子，即可达到电导率0.1us/cm，根据用途需要出水可以后进行杀菌处理后再输送到用水点；
　　工艺流程如下：

         反渗透＋混床工艺流程示意图

　　预理部分根据原水硬度情况可在活性炭柱后增加软化器或阻垢剂以防止反渗透膜面结垢。

 3吨反渗透+混床去离子水设备图片

   反渗透去离子水设备特点：
    1.直接连接自来水，操作简单，混床再生周期长；
    2.水质稳定，适合连续供水；
    3.自动缺水保护，高压停机，满水自动清洗，间歇反渗透膜自动冲洗；
    4.水质在线检测，随时了解水质是否适合标准；
    5.占地面积小；
    6.原水水质适应性强。
　　

　   反渗透去离子水设备各单元作用及说明：

　　　1、 多介质过滤器（石英砂过滤器）
　　　去除原水中的颗粒，悬浮物，降低进水浊度，去除水中的铁，锰物质，去除氯化性物质，防止双级反渗透系统RO膜被氧化，保护产水量及反渗透装置正常运行。

　　　2、 活动性碳过滤器
　　　内装优质椰壳活性碳，具有的吸附过滤性能，吸附率和吸附总量都达到NSF标准。主要作用是去除源水的细菌、有机物、去除源水的残留余氯，去除氨氮和亚硝酸盐及微量重金属离子，保护反渗透膜。
　　　3、 软化器
　　　主要去除原水中的钙、镁离子等，除低硬度，防止膜面结垢，延长双级反渗透装置的使用寿命。

　　　4、 保安过滤器（精密过滤器）
　　　在反渗透前配置保安滤芯，可以防止杂质颗粒等进入高压泵及双级反渗透RO膜内、损伤高压泵及反渗透RO膜。

　　　5、 反渗透主机
　　　A、优质高压加压泵，具有效率高，噪音小，无振动的特点。运转寿命高达100,000小时以上，99%防水设计。
　　　B、原装优质进口反渗透膜片：脱盐率>99%,去除率>98%,回收率65%,主要用于脱盐,几乎可去除所有离子,对有机物有良好的去除效果,具有产水量高,运行压力低,回收率高,脱盐率高,节能的特点.能精密的滤除水中的细菌，病毒，金属，盐类，农药及各种致癌物质，有效去除TOC及降低硬度、碱度。

　　　6、 控制系统
　　　　反渗透设备整套系统采用PLC可编程电控集中控制和显示方式
　　　A、 PLC可编程自动控制部分：各个系统的全自动定时反冲洗、自来水缺水自动停机、满水自动停机、停电自动断电保护、系统内所有泵的起停（高压泵、输送泵）等
　　　B、显示仪表：流量在线显示（浓水流量、纯水流量）压力在线显示（源水压力、高压泵压力、浓水压力、输送泵压力）水质在线监测显示（电导率仪在线数字监测显示）

　　　７、混合离子交换器
　　　　采用有机玻璃材质、Ａ３衬胶或ＦＲＰ（玻璃钢材质），内部填按1:2填充优质阳、阴离子交换树脂，强度高抗冲击，出水水质好，出水水质达0.1us/cm以下。
　　　　再生系统采用体外再生，无需酸碱泵，采用射流负压吸入酸碱。由于原水采用反渗透产水，混床的工作周期较长。

反渗透＋混床去离子水设备选型表（产水水质0.1us/cm以下）：　

　　其流程如下：

　　　该系统以级反渗透系统的产品水为原水，这时盐份已脱除95-97%，再进第二级反渗透膜进一步脱除盐份，产水电导率可达１-2μS/CM。

 四、离子交换设备制造去离子水
　　离子交换系统是通过阴、阳离子交换树脂对水中的各种阴、阳离子进行置换的一种传统水处理工艺，阴、阳离子交换树脂按不同比例进行搭配可组成离子交换阳床系统，离子交换阴床系统及离子交换混床系统，而混床系统又通常是用在反渗透等水处理工艺之后用来制取超纯水，高纯水的终端工艺，他是目前用来制备超纯水、高纯水不可替代的手段之一。其出水电导率可低于1uS/cm以下，出水电阻率达到1MΩ.cm以上，根据不同的水质及使用要求，出水电阻率可控制在1~18MΩ.cm之间。被广泛应用在电子、电力超纯水，化工，电镀超纯水，锅炉补给水及医药用超纯水等工业超纯水，高纯水的制备上。
    
　　去离子制取工艺：自来水经过石英砂过滤器过滤去除水中的粗颗粒杂质，再用阳阴复床离子交换器去除水中的大部分离子杂质，去除水中9０%以上的离子，然后用混合离子交换树脂，去除水中剩余的离子，即可达到电导率0.1us/cm，根据用途需要出水可以后进行杀菌处理后再输送到用水点；
　　工艺流程如下：

 阳床+阴床＋混床去离子水设备工艺流程示意图

　　预理部分根据原水硬度情况可以增压石英砂、精密过滤器，以去除颗粒杂质，终端根据需要增加树脂捕捉器。

 超滤+阳床+阴床+混床去离子水设备图片

   离子交换器法制去离子水设备特点：
    1.进水浊度要求不高；
    2.投资成本低；
    3.可以实行自动动行和手动运行；
    4.水质在线检测，随时了解水质是否适合标准；
    5.占地面积小；
    6.出水水质好。

　　玻璃钢材质离子交换去离子水设备
原水泵+精密过滤器+阳离子交换器+阴离子交换器+混合离子交换器

　　离子交换去离子水设备各单元作用及说明：

　　　1、 多介质过滤器（石英砂过滤器）或超滤器、精滤器
　　　去除原水中的颗粒，悬浮物，降低进水浊度，去除水中的铁，锰物质，去除氯化性物质，防止双级反渗透系统RO膜被氧化，保护产水量及反渗透装置正常运行。

　　　2、 阳离子交换器     
　　　主要去除原水中的钙、镁离子等，除低硬度，防止膜面结垢，延长双级反渗透装置的使用寿命。

　　　3、阴离子交换器
　　　去除水中采用优质阴离子交换树脂，确保交换容量，去除水中的SO₄²⁺,Cl^-，等阴离子。阳阴双床出水水质可达1-10μS/CM.

　　　4、 混合离子交换器
　　采用高强度优质强酸、强碱性阳阴离子交换树脂按1:2混合，
　　　　采用有机玻璃材质、Ａ３衬胶或ＦＲＰ（玻璃钢材质），内部填按1:2填充优质阳、阴离子交换树脂，强度高抗冲击，进一步去除阳阴双床泄漏的离子，使出水水质达到0.1μS/CM.
　　　　再生系统采用体外再生，无需酸碱泵，采用射流负压吸入酸碱。由于原水采用阳阴复床产水，混床工作周期较长。

    本公司提供单套1-60t/h离子交换去离子纯水设备，过滤器材质采用有机玻璃材质、Ａ３衬胶或ＦＲＰ（玻璃钢材质）。
　

 五、EDI法去离子水设备：
   EDI（Electrodeionization）是利用离子交换树脂来去除水中的离子。在EDI设备中，进水中的各种离子通过树脂层交换后被脱除，水得到了纯化。此时是利用离子交换原理脱除水中的离子。由于膜对两边加有电压，水分被电解为氢氧根和氢离子去再生树脂，同时，被氢离子和氢氧根离子交换下的离子在电流的作用下，被迁移至浓水室而排放，从而实现连续再生连续使用的目的。
   1) 进水分布EDI模块中各室。
   2) 在直流电作用下各种离子，向各自相应电极迁移。
   3) 与混床一样，水中的各种离子被离子交换树脂所交换，然后被交换的离子通过各自相应的离子交换膜迁移到浓水室中。淡水室中的水流出EDI模块（只有离子可通过离子交换膜，而水不能通过）而成淡水。
   4) 浓水室中的浓水循环。为提高和维持浓水室的电导，大部分浓水进行循环。
   5) 循环的浓水需少部分排放，由进水补充。此部分排放浓水可返回至前级RO装置，重复使用。
   6) 水分子在电压作用下被电离为氢离子和氢氧根离子，通过各自相应的离子交换膜迁移到树脂层，连续再生树脂。

    EDI高纯水制取设备的优点
　　连续运行，产品水水质稳定；无许用酸碱再生；不会因再生而停机；节省了反洗和清洗用水；产水率高达95%；无再生污水，无须污水处理设施；无须酸碱储备和稀释设备；占地面积小；使用安全，避免工人接触酸碱。投资仅为离子交换的30%。运行成本仅为离子交换的65%。
  1、无化学污染；
  2、可连续再生；
  3、启动/操作方便；
  4、模块更换方便；
  5、产水纯度更高；
  6、回收率更高；
  7、占地面积更小；
  8、节约成本。
 
  EDI与传统离子交换混床相比缺点是整体成本高,因其进水水质必须以反渗透为原水，而且EDI膜堆的成本大大高于混合交换器。

                     EDI常用工艺流程图（RO部分可采用双级更可靠）
　

   EDI组件的进水要求及性能参数

    进水总盐量（CaCO3计） <25ppm或50μs/cm TOC <0.5ppm
    PH值 5.0～9.0
    余氯 <0.05ppm
    硬度（CaCO3计） <2.0ppm
    Fe、Mn、H2S <0.01ppm
    可溶硅 <0.5ppm 工作温度 5～40℃
    工作压力 1.0～2.0bar 工作压差 0.4～1.0bar 
    水利用率 >95%
    产水水质 >15MΩ.cm
   公司提供1-200T/H EDI去离子水设备

六、三种去离子水制造设备的选择：

    原水电导率高于400uS/cm，产水要求≤0.1uS/cm，
                 优先考虑反渗透（RO）+混床
                 若不允许酸碱再生，又有较高的预算：考虑R0+EDI或RO+RO+EDI

    原水电导率200-400uS/cm，产水要求≤0.1uS/cm，       
                 优先考虑反渗透（RO）+混床
                 亦可考虑阳、阴双床+混床
                 若不允许酸碱再生，又有较高的预算：考虑R0+EDI或RO+RO+EDI

    原水电导率小于200uS/cm，产水要求≤0.1uS/cm，       
                 优先考虑阳、阴双床+混床（投资运行成本双低）
                 若要求稳定且少酸碱排放考虑反渗透（RO）+混床（运行成本稍高）
                 若不允许酸碱再生，又有较高的预算：考虑R0+EDI或RO+RO+EDI

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