在日常生活中，我們經(jīng)常見到水壺用久后內(nèi)壁會(huì)有水垢生成。這是什么原因呢？原來(lái)在我們?nèi)∮玫乃泻胁簧贌o(wú)機(jī)鹽類物質(zhì)，如鈣、鎂鹽等。這些鹽在常溫下的水中肉眼無(wú)法發(fā)現(xiàn)，一旦它們加溫煮沸，便有不少鈣、鎂鹽以碳酸鹽形成沉淀出來(lái)，它們緊貼壺壁就形成水垢。我們通常把水中鈣、鎂離子的含量用“硬度”這個(gè)指標(biāo)來(lái)表示。硬度1度相當(dāng)于每升水中含有10毫克氧化鈣。低于8度的水稱為軟水，高于17度的稱為硬水，介于8～17度之間的稱為中度硬水。雨、雪水、江、河、湖水都是軟水，泉水、深井水、海水都是硬水。
工作原理
水的硬度主要由其中的陽(yáng)離子：鈣(Ca2+)、鎂(Mg2+)離子構(gòu)成。當(dāng)含有硬度的原水通過(guò)交換器的樹脂層時(shí)，水中的鈣、鎂離子被樹脂吸附，同時(shí)釋放出鈉離子，這樣交換器內(nèi)流出的水就是去掉了硬度離子的軟化水當(dāng)樹脂吸附鈣、鎂離子達(dá)到一定的飽和度后，出水的硬度，此時(shí)軟水器會(huì)按照預(yù)定的程序自動(dòng)進(jìn)行失效樹脂的再生工作，利用較高濃度的溶液(鹽水)通過(guò)樹脂，使失效的樹脂重新恢復(fù)至鈉型樹脂。

在直飲水設(shè)備中，由于處理水量較少，對(duì)于水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求較高，所以為適應(yīng)這一要求通常采用膜過(guò)濾技術(shù)。目前，各種膜技術(shù)都有其明確適用范圍，因此在實(shí)際工藝設(shè)計(jì)過(guò)程中，必須考慮各地水源水質(zhì)特點(diǎn)以及用戶對(duì)飲用水具體要求來(lái)選用。同時(shí)還有考慮膜處理要求，在設(shè)計(jì)過(guò)程中還要加設(shè)預(yù)處理或者保安過(guò)濾器，以及前置水箱，蓄水箱和提升泵等中間設(shè)備及消毒設(shè)備。
除以上所述之外，還有活性炭的應(yīng)用?；钚蕴窟^(guò)濾與膜過(guò)濾相比，具有很多優(yōu)點(diǎn)，如保養(yǎng)維護(hù)簡(jiǎn)單、造價(jià)低、耗能少等，因此在管道直飲水凈化中常常與膜過(guò)濾結(jié)合作為納濾前預(yù)處理，或者與超濾組合，以發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)。通過(guò)研究表明，對(duì)于以自來(lái)水為水源的管道直飲水系統(tǒng)中，采用活性炭與微濾和超濾兩級(jí)過(guò)濾工藝，并充分發(fā)揮二者凈化優(yōu)勢(shì)是能夠滿足直飲水水質(zhì)要求的。只有在一些城市水源污染嚴(yán)重，水源中鹽分較高的水質(zhì)深度凈化中，才建議使用納濾。除情況外，不建議使用反滲透技術(shù)。
根據(jù)廣西水處理公司以析并結(jié)合國(guó)內(nèi)管道直飲水工程經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出超濾膜或微濾膜分離+臭氧氧化+活性炭吸附和生物降解+臭氧(或紫外線)殺菌消毒處理工藝。這是對(duì)不同水處理機(jī)理的綜合運(yùn)用，既發(fā)揮了膜過(guò)濾優(yōu)勢(shì)，又利用活性炭氧化分解可生化有機(jī)物的功能，從而實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、有效、實(shí)用目的。

超純水設(shè)備系統(tǒng)在半導(dǎo)體晶片制造過(guò)程中重起到至關(guān)重要的作用。在一個(gè)生產(chǎn)周期內(nèi)，一個(gè)晶片與超純水的接觸超過(guò)35次，在任何一個(gè)環(huán)節(jié)發(fā)生供水中斷或者水質(zhì)不合格都會(huì)影響晶片的質(zhì)量，甚至導(dǎo)致產(chǎn)品的報(bào)廢。水處理之家網(wǎng)認(rèn)為，穩(wěn)定可靠的超純水設(shè)備系統(tǒng)是保障半導(dǎo)體晶片可持續(xù)生產(chǎn)的關(guān)鍵。
一、半導(dǎo)體晶片超純水設(shè)備系統(tǒng)簡(jiǎn)介
本方案以半導(dǎo)體晶片生產(chǎn)用超純水設(shè)備系統(tǒng)為案例，詳細(xì)講解205T/H的超大型超純水設(shè)備系統(tǒng)設(shè)計(jì)特點(diǎn)、工藝流程、超純水供水網(wǎng)管設(shè)計(jì)等。
對(duì)于原水中的各種雜質(zhì)，可以選用的去除方式多種多樣，每一種凈化設(shè)備基于不同的凈化原理，對(duì)各種雜質(zhì)的去除效率各不相同，甚至某些設(shè)備在去除特定雜質(zhì)的同時(shí)會(huì)引起其他雜質(zhì)數(shù)值的上升。超純水設(shè)備系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過(guò)程就是在滿足水質(zhì)要求的前提下尋找一個(gè)投資與操作優(yōu)化的凈化設(shè)備組合方案的過(guò)程。不同凈化設(shè)備對(duì)各種雜質(zhì)的去除效率。對(duì)超純水水質(zhì)的指標(biāo)要求：
二、半導(dǎo)體晶片超純水設(shè)備系統(tǒng)設(shè)計(jì)特點(diǎn)
典型的超純水設(shè)備系統(tǒng)流程可分為部分：預(yù)處理、初級(jí)制水、精制水。在全球水資源日益匱乏的今日，超純水的回收再利用已經(jīng)成為超純水設(shè)備系統(tǒng)設(shè)計(jì)必不可缺的一部分。一般而言，經(jīng)工藝機(jī)臺(tái)使用的超純水除了PH值，電導(dǎo)率，TOC等指標(biāo)較差外，大部分指標(biāo)都優(yōu)于市政供水，只要有針對(duì)性地設(shè)計(jì)一些凈化設(shè)備，完全可以將超過(guò)70％的超純水供水回收再利用，達(dá)到節(jié)水環(huán)保的目的。當(dāng)然，回收率越高，其設(shè)備投資及操作運(yùn)行成本也越高。本系統(tǒng)的流程設(shè)計(jì)充分考慮到工程水質(zhì)要求高，水量超過(guò)250噸小時(shí)的特點(diǎn)，各部分的設(shè)計(jì)兼顧經(jīng)濟(jì)性和可操作性，巧妙地將超純水回收利用系統(tǒng)融合于制備系統(tǒng)。
三、半導(dǎo)體晶片超純水設(shè)備系統(tǒng)工藝流程
自來(lái)水—加藥—多介質(zhì)過(guò)濾器—常壓脫氣塔—換熱器—10μm過(guò)濾器—一級(jí)反滲透 —預(yù)處理水箱—活性炭過(guò)濾器—離子交換器—去離子水箱—紫外線殺菌燈—1μm過(guò)濾器—二級(jí)反滲透—中間水箱—去有機(jī)物紫外線—混床—0.45μm過(guò)濾器—膜脫氣裝置—純水設(shè)備—冷卻箱—去有機(jī)物紫外線—拋光床—超濾系統(tǒng)—輸送管網(wǎng)—用水點(diǎn)
四、半導(dǎo)體晶片超純水設(shè)備系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案
預(yù)處理：
1.PAC、NaCl0加藥：絮凝劑PAC有助于原水中的膠體粒子和懸浮固體凝集成易被多介質(zhì)過(guò)濾器的大基團(tuán)，而NaCl0具有殺菌，分解有機(jī)物的作用。
2.多介質(zhì)過(guò)濾器：去除原水中經(jīng)絮凝的膠體粒子和懸浮固體，可通過(guò)反沖洗再生。H，S0 加藥，常壓脫氣塔：加H，S0 可將原水中的HC0 一生成C02在常壓脫氣塔中脫除，常壓脫氣塔是針對(duì)本工程大水量的特點(diǎn)而設(shè)計(jì)的，可以提高真空膜脫氣的除氧效率，減少昂貴的脫氣膜組的使用量。
3.熱交換器：在冬季原水水溫較低時(shí)使用熱交換器加熱反滲透進(jìn)水以提高反滲透系統(tǒng)的除鹽率，保證出水水質(zhì)。
4.10 u m預(yù)過(guò)濾器：過(guò)濾顆粒雜質(zhì)，保護(hù)反滲透膜。
5.一級(jí)反滲透：反滲透對(duì)除了溶解氣體以外的大部分雜質(zhì)都有較好的脫除效果。不同材質(zhì)的反滲透膜操作條件不同，脫除雜質(zhì)的效率也不同。醋酸纖維(CA)膜。醋酸纖維(CA)膜脫除率比復(fù)合(TFC)膜低，本設(shè)計(jì)用于一級(jí)反滲透，作為預(yù)處理階段去除大量離子等雜質(zhì)之用。反滲透膜需定期加藥清洗以去除表面污染及結(jié)垢，保證反滲透效率并延長(zhǎng)膜的壽命。
6.預(yù)處理水箱：儲(chǔ)存一級(jí)反滲透產(chǎn)水，收集工藝機(jī)臺(tái)使用過(guò)的回收純水。
7.活性炭過(guò)濾器：表面具有無(wú)數(shù)10—10 A微孔的活性炭吸附預(yù)處理水尤其是回收純水中的有機(jī)物，并通過(guò)反沖洗再生。
8.離子交換塔：離子交換塔包括陽(yáng)離子樹脂床和陰離子樹脂床，主要為去除回收純水中的各種陰陽(yáng)離子，降低電導(dǎo)率而設(shè)計(jì)，同時(shí)可進(jìn)一步純化預(yù)處理水，保證水質(zhì)離子交換樹脂定時(shí)用酸堿再生后可反復(fù)使用。
初級(jí)制水：
1.去離子水箱：儲(chǔ)存去離子水，調(diào)節(jié)和平衡預(yù)處理系統(tǒng)和初級(jí)制水系統(tǒng)的運(yùn)行。
2.紫外線殺菌：波長(zhǎng)254nm的紫外線燈可達(dá)到殺菌的作用。
3.1um過(guò)濾器：過(guò)濾顆粒雜質(zhì)，保護(hù)反滲透膜。
4.二級(jí)反滲透： 采用復(fù)合(TFC)膜的二級(jí)反滲透可去除高達(dá)95％ 以上的各種離子和有機(jī)物。
5.中間水箱：儲(chǔ)存二級(jí)反滲透產(chǎn)水，充普通氮?dú)?，隔絕空氣，以保護(hù)水質(zhì)不受污染。
6.去有機(jī)物紫外線： 波長(zhǎng)1 85mm 的紫外線燈可分解有機(jī)物至二氧化碳和水。
7.混床：不同于離子交換塔中陰陽(yáng)離子樹脂，混床中使用的樹脂可以在較低的離子濃度下獲得很好的脫除效率，混床出水電阻率已達(dá)1 7M Q．cm以上，接近超純水電阻率要求。
8.0.45um過(guò)濾器：去除去離子水中的顆粒雜質(zhì)，并捕捉水中可能帶出的破碎的混床樹脂微粒，以保護(hù)膜脫氣裝置的脫氣膜不受損害。
9.膜脫氣裝置：加真空氮?dú)獯祾叩哪っ摎庋b置可保證產(chǎn)水中溶氧達(dá)到小于lppb的要求，與早期的真空氮?dú)獯祾叩奶盍纤啾?，具有脫氣率高，占空間小，節(jié)省氮?dú)獾膬?yōu)點(diǎn)。

詳情說(shuō)明
中水回用設(shè)備簡(jiǎn)介：
中水回用設(shè)備由原水收集系統(tǒng)、水處理系統(tǒng)和中水供水系統(tǒng)組成。原水收集系統(tǒng)主要是采集原水，包括室內(nèi)中水采集管道、室外中水采集管道和相應(yīng)的集流配套設(shè)施；中水處理設(shè)備是用來(lái)處理原水使其達(dá)到中水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)；中水供水系統(tǒng)通過(guò)室內(nèi)外和小區(qū)的中水給水管道系統(tǒng)向用戶提供中水。
中水回用設(shè)備優(yōu)勢(shì)：
我司的中水回用設(shè)備工藝已采用膜處理技術(shù)，包括預(yù)處理、超濾系統(tǒng)和反滲透(RO)系統(tǒng)及EDI系統(tǒng)（可選）幾部分。由于廢水通過(guò)現(xiàn)代技術(shù)的深度處理能夠達(dá)到生產(chǎn)用水標(biāo)準(zhǔn)或者生活雜用水標(biāo)準(zhǔn)，使廢水能夠循環(huán)使用，這樣企業(yè)對(duì)于廢水這一塊的整體運(yùn)行費(fèi)用得到的降低，對(duì)環(huán)境保護(hù)起到很大的作用。
注：中水回用主要是節(jié)約自來(lái)水資源，減少?gòu)U水排放量，即達(dá)標(biāo)后廢水通過(guò)深度處理轉(zhuǎn)變成有用之水，適合于各種污染企業(yè)使用。
中水回用設(shè)備主要用途：
1、造紙、、、啤酒、城市生活污水、化工、電鍍、涂裝、線路板、紡織、漂染行業(yè)所達(dá)標(biāo)排放的廢水；
2、各種表面處理制程中清洗用水；
3、陽(yáng)極、陰極電泳漆及其它行業(yè)零排放廢水。
中水回用設(shè)備產(chǎn)水標(biāo)準(zhǔn)：
1.用于一般景觀生態(tài)用水符合(CJ/T95-2000),
2.用于生活雜用水應(yīng)符合(CJ/48-1999),
3.用于工業(yè)循環(huán)冷卻水應(yīng)符合(GB/T50102-2003).
中水回用設(shè)備功能性說(shuō)明：
1.能有效地進(jìn)行固液分離，將廢水中的懸浮物質(zhì)、膠體物質(zhì)、生物單元流失的微生物菌群與已凈化的水分開。分離工藝簡(jiǎn)單，占地面積小，出水水質(zhì)好，一般不須經(jīng)處理即可回用。
2.可使生物處理單元內(nèi)生物量維持在高濃度，使容積負(fù)荷提高，使處理單元水力停留時(shí)間的縮短，生物反應(yīng)器的占地面積相應(yīng)減少。
3.由于可防止各種微生物菌群的流失，有利于生長(zhǎng)速度緩慢的(硝化等)的生長(zhǎng)，從而使系統(tǒng)中各種代謝過(guò)程順利進(jìn)行。
4.使一些大分子難降解有機(jī)物的停留時(shí)間變長(zhǎng)，有利于它們的分解。
5.膜處理技術(shù)與其它的過(guò)濾分離技術(shù)一樣，在長(zhǎng)期的運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，膜作為一種過(guò)濾介質(zhì)堵塞，膜的通過(guò)水量運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間而逐漸下降有效的反沖洗和化學(xué)清洗可減緩膜通量的下降，維持MBR系統(tǒng)的有效使用壽命。
一、超濾設(shè)備概述：
超濾是利用多孔材料的能力，以物理截留的方式去除水中一定大小的雜質(zhì)顆粒。在壓力驅(qū)動(dòng)下，溶液中水、有機(jī)低分子、無(wú)機(jī)離子等尺寸小的物質(zhì)可通過(guò)纖維壁上的微孔到達(dá)膜的另一側(cè)，溶液中菌體、膠體、顆粒物、有機(jī)大分子等大尺寸物質(zhì)則不能透過(guò)纖維壁而被截留，從而達(dá)到篩分溶液中不同組分的目的。該過(guò)程為常溫操作，無(wú)相態(tài)變化，不產(chǎn)生二次污染。
中空纖維超濾膜是超濾技術(shù)中為成熟與的一種形式。中空纖維外徑0.5-2.0mm，內(nèi)徑0.3-1.4mm，中空纖維管壁上布滿微孔，孔徑以能截留物質(zhì)的分子量表達(dá)，截留分子量可達(dá)幾千至幾十萬(wàn)。原水在中空纖維外側(cè)或內(nèi)腔加壓流動(dòng)，分別構(gòu)成外壓式與內(nèi)壓式。超濾是動(dòng)態(tài)過(guò)濾過(guò)程，被截留物質(zhì)可隨濃縮小排除，不致堵塞膜表面，可長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行。
二、超濾設(shè)備工作原理：
超濾是一種以篩分為分離原理，以壓力為推動(dòng)力的膜分離過(guò)程，過(guò)濾精度在0.005-0.01μm范圍內(nèi)， 可有效去除水中的微粒、膠體、、熱源及高分子有機(jī)物質(zhì)?？蓮V泛應(yīng)用于物質(zhì)的分離、濃縮、提純。超濾過(guò)程無(wú)相轉(zhuǎn)化，常溫下操作，對(duì)熱敏性物質(zhì)的分離尤為適宜，并具有良好的耐溫、耐酸堿和耐氧化性能，能在60℃ 以下，pH為2-11的條件下長(zhǎng)期連續(xù)使用。
三、超濾膜的分類：
超濾膜按結(jié)構(gòu)型式分為板框式（板式）、中空纖維式、納米膜表超濾膜、管式、卷式等多種結(jié)構(gòu)。其中，中空纖維超濾膜是超濾技術(shù)中為成熟與的一種形式。中空纖維外徑0.4-2.0mm，內(nèi)徑0.3-1.4mm，中空纖維管壁上布滿微孔，孔徑以能截留物質(zhì)的分子量表達(dá)，截留分子量可達(dá)幾千至幾十萬(wàn)。原水在中空纖維外側(cè)或內(nèi)腔加壓流動(dòng)，分別構(gòu)成外壓式與內(nèi)壓式中空超濾膜。超濾是動(dòng)態(tài)過(guò)濾過(guò)程，被截留物質(zhì)可隨濃縮液排除不致堵塞膜表面，可長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行。
四、超濾技術(shù)的應(yīng)用：
早期的工業(yè)超濾應(yīng)用于廢水和污水處理。三十多年來(lái)，隨著超濾技術(shù)的發(fā)展，如今超濾膜技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)很廣，主要包括生活飲用水、食品工業(yè)、飲料工業(yè)、乳品工業(yè)、生物發(fā)酵、生物、化工、生物制劑、制劑、、印染廢水、食品工業(yè)廢水處理、資源回收以及環(huán)境工程等等。
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