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近年來(lái),我國(guó)礦業(yè)行業(yè)的科技企業(yè)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展,各種產(chǎn)品不同,門(mén)類各異的企業(yè)相繼問(wèn)世,為分流人才,搞活企業(yè)發(fā)揮了重要作用。其中以電子類科技企業(yè)的發(fā)展最引人注目,各種集成電路與電子儀器產(chǎn)品已數(shù)量不等地服務(wù)于生產(chǎn)。在集成電路與電子儀器的批量生產(chǎn)中,需應(yīng)用純度不同的純水,以清洗其零件。且純水的純度(污染物的多少)直接影響電子產(chǎn)品的性能和成品率。例如在固體電路中,由于相鄰元件之間的距離極小(僅0.1密爾),也就是說(shuō),大于0.1密爾的微粒就足以使集成電路的功能重迭,造成微型電路的故障或短路,以致使產(chǎn)品成批報(bào)廢。因此,隨著科技企業(yè)的發(fā)展,特別是電子企業(yè)的發(fā)展,對(duì)純水的要求越來(lái)越高。面對(duì)眾多的水處理工藝技術(shù),如何選擇更具代表性的組合處理方法,以去除水中的各種污染物已引起了人們廣泛的關(guān)注。
目前,我國(guó)工礦企業(yè)的純水制備,大多采用生活飲用自來(lái)水作水源。生活飲用自來(lái)水,雖然符合國(guó)家《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》,但其中仍含有膠體物質(zhì)、結(jié)垢物質(zhì)、氧化物和有機(jī)物等。其中膠體物質(zhì)依靠分子的布朗運(yùn)動(dòng)、靜電斥力、水化作用等長(zhǎng)期保持著分散懸游狀態(tài),成為純水制備過(guò)程中的主要污染物。氧化物則是用加氯法對(duì)自來(lái)水消毒時(shí)的產(chǎn)物,通常以Cl2、HClO、ClO-1和NHCl2等形式存在,對(duì)純水的制備影響較大。有機(jī)物是以大分子有機(jī)酸為主,當(dāng)其含量較高時(shí),在前處理過(guò)程中,將與絮凝劑形成絮體,造成過(guò)濾性污染,同時(shí),這種有機(jī)物所帶的負(fù)電荷,與陰離子交換樹(shù)脂的正電荷產(chǎn)生吸力,使其被吸附在陰離子交換樹(shù)脂上,阻塞樹(shù)脂微孔,使交換能力下降。結(jié)垢物質(zhì)是以碳酸鹽、硫酸鹽和二氧化硅的形態(tài)存在,一旦形成結(jié)垢,清洗十分困難。
2.1 前處理方法
水的前處理方法有多種,且這些方法各具特點(diǎn),現(xiàn)就幾種有代表性的方法分述如下。
(1)多介質(zhì)過(guò)濾。在純水制備的前處理過(guò)程中,一般把多介質(zhì)過(guò)濾作為一級(jí)過(guò)濾,即粗濾。這種過(guò)濾即向水中投加有機(jī)陽(yáng)離子高分子絮凝劑,使其混合形成絮凝體,無(wú)須沉淀,直接通過(guò)多介質(zhì)濾料截留大量污染物,從而完成粗濾。
(2)微孔過(guò)濾及活性炭吸附。微孔過(guò)濾即二級(jí)過(guò)濾,常用鋁合金濾水器、陶質(zhì)砂濾棒等作微孔過(guò)濾設(shè)備,效果稱心?；钚蕴肯殿w粒型吸附介質(zhì),它對(duì)水中的臭味、毒氣、油脂、余氯、微生物、膠體等有很強(qiáng)的吸附能力,對(duì)除氯效果甚佳。
(3)精濾器。精濾器系采用大孔Cl型純堿陽(yáng)離子交換樹(shù)脂作為有機(jī)吸附柱。由于樹(shù)脂的(大孔)特有結(jié)構(gòu),易于吸附有機(jī)物,飽和后又可用2%的NaOH和10%的NaCl混合液再生,因此具有一定的實(shí)用和推廣意義。
(4)電滲析。電滲析是在外加電場(chǎng)的作用下,利用離子交換膜對(duì)水中的離子進(jìn)行選擇性透過(guò),從而達(dá)到溶質(zhì)和溶劑分離的目的。
(5)膜分離技術(shù)。膜分離法中主要有反滲透(RO)、納濾(NF)、超濾(UF)等膜,其主要特點(diǎn)見(jiàn)表1
反滲透(RO)濾膜孔徑小,約為0.1～1nm,可以認(rèn)為它是一種廣譜濾膜,可過(guò)濾的微粒、細(xì)菌、有機(jī)物、膠體物的區(qū)間甚廣,過(guò)濾效率可達(dá)90%,不但對(duì)水質(zhì)變化的適應(yīng)性強(qiáng),而且在處理過(guò)程中具有一定的穩(wěn)定性,不但能分離分子量大小不同的有機(jī)物,而且還能分離無(wú)機(jī)電解質(zhì)。NF膜在去除水中低分子量有機(jī)物和無(wú)機(jī)鹽方面,具有比反滲透濾膜能耗更低、回收率更高的特點(diǎn),是一種很有潛力的分離技術(shù)。UF超濾能分離分子量大于500的溶質(zhì),所需工作壓力為0.3～0.7MPa,用此法可將粒徑為0.3μm的細(xì)菌和粒徑為0.02μm的傳染病毒去除。
2.2 組合流程探討
根據(jù)對(duì)多組水前處理組合方法的試驗(yàn)研究,筆者認(rèn)為,以NF膜組合工藝對(duì)自來(lái)水進(jìn)行深度處理其結(jié)果比較稱心,NF膜組合工藝流程見(jiàn)圖1。
在上述流程中,多介質(zhì)過(guò)濾器,即為常用的粗濾方法;活性炭系采用
12mm×300mm、填料高度為1500mm、粒徑為
2mm～4mm的炭柱;精濾器其濾芯為
100mm×250mm,能為膜分離過(guò)程提供合格的進(jìn)水(污染指數(shù)≤5);泵旨在為NF膜提供一定的壓力,通常運(yùn)行壓力為0.5～1.1MPa;所用NF膜系為美國(guó)TRISEP公司生產(chǎn)。
采用如圖1所示的流程及在相關(guān)條件下,其產(chǎn)水量、回收率和脫鹽率關(guān)系曲線見(jiàn)圖2、圖3。由圖2、圖3可知,當(dāng)其他工藝條件不變,泵壓穩(wěn)定在0.9MPa的情況下,其產(chǎn)水量為39L/h,回收率為19%,除鹽率為94.3%,采集水樣的水質(zhì)分析結(jié)果見(jiàn)表2。
從表2中可以看出,采用NF膜組合工藝對(duì)水中各種污染物的去除效果比較稱心,試驗(yàn)探討認(rèn)為:NF膜組合工藝對(duì)自來(lái)水進(jìn)行深度處理不失為一種稱心工藝。
根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際需要,純水的制備將理所當(dāng)然的受到重視,探討出合理的工藝流程,無(wú)疑將具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。通過(guò)本文的分析探討,可得出如下結(jié)論:
(1)采用NF膜組合工藝對(duì)自來(lái)水進(jìn)行深度處理,其工藝過(guò)程簡(jiǎn)單,流程合理;
(2)采用如圖1所示的流程,當(dāng)原壓為0.9MPa時(shí),其產(chǎn)水量可達(dá)39L/h,回收率為19%,除鹽率達(dá)94.3%,效果良好;
(3)NF膜因其具有獨(dú)特的功能,將有廣闊的應(yīng)用前景。
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