L’aigua ultrapure va ser produïda originalment per la comunitat científica dels Estats Units mitjançant la destil·lació, la desionització, l’osmosi inversa o una altra tecnologia supercrítica adequada adequada per desenvolupar materials ultrapassats (com components semiconductors i nano {{0} ceràmica fina). Avui en dia, l’aigua ultrapure s’utilitza àmpliament en camps com la biologia, la medicina, l’automoció i la fabricació de semiconductors. Aquest tipus d’aigua conté pràcticament cap impureses diferents de les molècules d’aigua (H₂o). L’aigua ultrapura és difícil d’aconseguir amb els processos convencionals. Per exemple, l’aigua amb una resistivitat superior a 18 MΩ*cm i prop de 18,2 MΩ*cm es considera aigua ultrapura.
Visió general del sistema
El sistema d’aigua ultrapure consta de quatre sistemes de tractament:
Sistema de pretractament; Sistema d'osmosi inversa; Sistema EDI (llit mixt); Sistema de poliment
Flux tradicional del procés del sistema d’aigua ultrapura:
Dipòsit d’aigua crua → Bomba d’aigua crua → Floocculant (PAC) → Multi - Filtre de suports (mmf) → Filtre de carboni activat (ACF) → Bed catiònic → Dipòsit d’aigua de pretractament → RO Pomba d’alimentació → Antiscalant i biocidi → RO Filtre de seguretat → Ro primari alt {{1} Bomba → Secundària Ro High - Bomba de pressió → Ro secundari → Dipòsit d'aigua intermèdia → Bomba d'alimentació EDI → Unitat EDI (o llit mixt) → Filtre de seguretat del llit mixt → esterilitzant llum UV Microfiltració → Circulació Bomb
Finalitat del pretractament
Dipòsit d’aigua crua:
Serveix principalment per amortir la pressió durant el manteniment del sistema de subministrament d’aigua de l’aixeta externa. La mida del dipòsit ha de ser 2-3 vegades la producció del sistema d’aigua pura.
Multi - filtre de suports (mmf):
Els filtres de sorra de quars poden eliminar les partícules i els sòlids en suspensió de l’aigua. L’addició d’un coagulant (PAC) pot flocar partícules col·loïdals, reduint així la turbiditat (NTU) i les partícules (SS) de l’aigua crua i millorant la seva qualitat.
Filtre de carboni activat (ACF):
A més de les característiques d’un MMF, els adsorbidors de carboni activats, a causa de la seva gran superfície i la forta capacitat d’adsorció, adsorbeixen més del 99% de clor lliure en aigua i tenen elevades taxes d’eliminació per matèria orgànica i color.
Llit catiònic:
Pot intercanviar ions de calci i magnesi dissolts en aigua, reduint així la duresa de l’aigua.
Ultrafiltració (UF):
Ultrafiltració utilitza una membrana d’ultrafiltració com a medi de filtració. Sota una certa pressió, a mesura que el líquid cru flueix a través de la membrana, els nombrosos porus minúsculs de la superfície de la membrana permeten que només passin l’aigua i les molècules petites. La seva funció és similar a la d’un filtre multi -.
Dipòsit d'aigua de pretractament:
Serveix principalment per afrontar la pressió de manteniment de la regeneració i la regeneració del sistema de pretractament. La mida del dipòsit pot ser 2-3 vegades la sortida d’aigua del sistema d’aigua pura.
Funció d'osmosi inversa (RO)
Filtre de seguretat RO:
Els filtres de seguretat RO generalment estan fets de SUS304. Després de passar pel filtre de sorra de quars i el filtre de carboni activat, s’eliminen en gran mesura els grans sòlids en suspensió a l’aigua crua, però es mantenen alguns petits sòlids en suspensió. Aquí, la microfiltració es torna a realitzar per eliminar els sòlids en suspensió superior a 5 μm per evitar l’obstrucció de la membrana RO. Al mateix temps, algunes partícules de carboni activades es conserven fora del sistema d'osmosi inversa.
Osmosi inversa (RO):
Els sistemes RO eliminen principalment els anions i els cations, la matèria orgànica, les fonts de calor i els bacteris de l’aigua. Els sistemes RO utilitzen pressió - tecnologia de separació de membranes impulsada, aprofitant la funció d'una membrana selectivament permeable (semi - permeable). L’element de membrana està construït a partir de teixits de guia de membrana RO i un tub central. Diversos elements RO es troben en una pressió d'acer inoxidable - carcassa resistent per formar un mòdul RO. La clau d’aquest sistema de dessalinització és el disseny de processos madurs i el funcionament, el control i la gestió racionals, que determinen directament la producció d’aigua estable i estable del sistema. Això també afecta la vida útil de les membranes RO. L’efluent tractat pel sistema RO elimina la gran majoria de sals inorgàniques, gairebé tota la matèria orgànica i els microorganismes (bacteris, fonts de calor, etc.), garantint així la qualitat i el rendiment del sistema RO.
Funció de llit mixt EDI (MB)
Edi:
Combinant els avantatges de l’electrodialàlisi i l’intercanvi d’ions, l’equip EDI elimina diversos ions de l’influent a través de l’intercanvi de resina, donant lloc a aigua purificada. L’intercanvi d’ions s’utilitza per eliminar els ions de l’aigua. La tensió s’aplica a través de la membrana, electrolitzant molècules d’aigua en ions d’hidrogen i hidròxid per regenerar la resina. Simultàniament, els ions intercanviats per ions d’hidrogen i hidròxid són transportats a la cambra de concentrat sota l’acció del corrent i descarregat, aconseguint una regeneració contínua i producció d’aigua.
A través dels llits mixtes, EDI ofereix avantatges perquè elimina la necessitat de regeneració àcida o alcalí, elimina la necessitat d’emmagatzematge àcid o alcalí i dilució i transport, i és segura i fiable, minimitzant l’exposició als treballadors a àcids i alcalis. D’aquesta manera s’estalvia en instal·lacions de tractament d’aigües residuals reciclades i d’aigües residuals. Redueix els costos de funcionament i manteniment, presenta una petita petjada, una instal·lació senzilla, una elevada velocitat de producció d’aigua i un funcionament continu amb la qualitat de l’aigua del producte estable, sense temps d’inactivitat a causa de la regeneració.
Llit barrejat:
Una resina anionica i catiònica mixta absorbeix i desplaça anions i cations a l’aigua, produint aigua pura amb una resistència variable.
Filtre de seguretat de llit mixt:
Aquest filtre impedeix que les fuites de resina de llit mixt contaminin el dipòsit de segell de nitrogen i també filtra petites partícules generades per la fricció durant l’ús i la regeneració de la resina mixta del llit. La mida típica del filtre per al filtre de seguretat del llit mixt és d’1 μm.
Esterilització UV:
Utilitza una llum ultraviolada de 256 nm per matar bacteris a l’aigua produïda pel llit mixt, evitant el creixement bacterià al dipòsit de segell de nitrogen.
Sistema de tractament fi
Tanc de segell de nitrogen:
Els dipòsits de segell de nitrogen d’aigua ultrapure estan segellats amb una pressió constant de nitrogen. El nitrogen és un gas inert que impedeix que el diòxid de carboni i altres substàncies es dissolguin a l’aigua, afectant la qualitat de l’aigua. Això protegeix l’aigua dins del dipòsit de la contaminació secundària que podria degradar la qualitat de l’aigua.
TOC UV LAMP (TOCUV):
Les làmpades UV energètiques altes - emeten llum de longitud d'ona de 185nm, que estimula la fotòlisi de l'aigua, produint ions d'hidròxid altament energètic. Aquests ions d’hidròxid ataquen compostos orgànics i, quan TOC s’oxida completament, es descomponen en diòxid de carboni i aigua. Algunes matèries orgàniques es desglossen en grups d’àcids fàcilment oxidables, que són fàcilment eliminats pel llit de polit.
Llit de polit:
Per garantir la qualitat final dels efluents del sistema d’aigua ultrapure. La qualitat dels efluents generalment arriba per sobre dels 18 Megohms i té un cert control sobre TOC i SiO2. El llit de poliment no és regenerable -.
Filtre de seguretat del terminal:
Evita que les fuites de la resina del llit polititzades contaminin les línies finals d’ultrafiltració i de circulació d’aigua pura, i també filtra partícules minúscules generades per la fricció durant l’ús de la resina polit. La mida del filtre del filtre de seguretat final és de 0,1 μm.
Ultrafiltració terminal:
Elimina les partícules que no poden ser eliminades pel filtre de seguretat final, assegurant l’índex de partícules d’efluent final. L’ultrafiltració terminal es pot retornar aigua concentrada al dipòsit d’aigua de tancament de nitrogen