反滲透水處理技術(shù)是20世紀末興起的高端水處理技術(shù)，具有高脫鹽率、適應水質(zhì)含鹽量范圍廣、化學藥劑消耗少、環(huán)保、占地面積小、自動化程度高、產(chǎn)水的水質(zhì)穩(wěn)定等特點，廣泛應用于超純水制備、地表水處理、工業(yè)廢水回用、海水淡化等水處理。四川某公司擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的PDP生產(chǎn)線，得到了國家相關(guān)部委、省市各級政府的大力支持。目前已在全球擁有PDP顯示器件各種專利技術(shù)上千項，同時公司擁有具有國際先進水平的PDP國家工程實驗室，是我國首個國家級平板顯示核心技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化驗證平臺，該實驗室的建成，也標志著PDP自主創(chuàng)新工業(yè)體系正式納入國家戰(zhàn)略。此項目為該公司PDP項目一期工程，工藝特點為“高精技術(shù)，高潔凈度”，水處理工藝需要為生產(chǎn)提供電子超純水，而反滲透系統(tǒng)為其中最重要的脫鹽處理系統(tǒng)。
1電子超純水和系統(tǒng)進水的情況
電子超純水是指將水中的導電介質(zhì)幾乎完全去除，又將水中不離解的膠體物質(zhì)、氣體及有機物均去除至很低程度的水，水中除了水分子（H2O）外，幾乎沒有什么雜質(zhì)，更沒有細菌、病毒、含氯二英等有機物，這種水的制作工藝可以通過蒸餾、去離子化、反滲透技術(shù)或其他適當?shù)某R界精細技術(shù)生產(chǎn)出來的水，如今以反滲透技術(shù)為主的制造工藝相對比較普遍，此項目也以反滲透技術(shù)為主要脫鹽工藝來制備電子超純水。該水處理項目的原水取自市政自來水，電導率在200～800μS/cm之間波動，進水余氯質(zhì)量濃度在0.2～1mg/L之間波動。
2水處理系統(tǒng)介紹
整個水處理系統(tǒng)分為預處理系統(tǒng)+反滲透為主的脫鹽系統(tǒng)+精處理系統(tǒng)+（加溫后）+后續(xù)的精處理工藝，最后得到電子超純水。整個水處理系統(tǒng)有加熱功能，根據(jù)不同的用水溫度需要調(diào)整進水溫度。預處理系統(tǒng)由絮凝劑和殺菌劑+全自動多介質(zhì)過濾器+全自動活性炭過濾器+預處理產(chǎn)水箱+預處理輸送泵組成。主要通過添加藥劑和機械過濾器來去除掉水中泥沙、懸浮物、膠體、微生物等物質(zhì)，保證產(chǎn)水的SDI15＜ 5，滿足反滲透的進水條件。反滲透為主的脫鹽體系主要由一級反滲透系統(tǒng)和二級反滲透系統(tǒng)組成，特別是一級反滲透系統(tǒng)，為最主要的脫鹽系統(tǒng)。由熱交換器+保安過濾器+一級高壓泵+一級反滲透系統(tǒng)+緩沖水罐+二級高壓泵+二級反滲透系統(tǒng)+產(chǎn)水水箱組成。由于反滲透系統(tǒng)允許進水含鹽量相對較廣，且脫鹽率高，故能起到主要脫鹽的功能，減輕后續(xù)工藝處理的脫鹽負荷。精處理系統(tǒng)主要由進水泵+一級TOCUV+膜脫氣系統(tǒng)+連續(xù)電除鹽系統(tǒng)（CEDI）組成，主要是進一步去除水中的含鹽量，為后續(xù)的精處理系統(tǒng)提供穩(wěn)定的水質(zhì)保障。后續(xù)精處理根據(jù)分布不同分兩股水，由水罐+泵+二級TOCUV+超純水拋光混床+換熱器+0.1 μm過濾器組成，之后不同溫度的產(chǎn)水作為超純水使用。著重介紹一級反滲透系統(tǒng)的運行情況，水處理流程如圖1所示。
水處理設備配置如表1所示。該水處理系統(tǒng)主要由多介質(zhì)過濾器+活性炭過濾器+一級RO系統(tǒng)+二級RO系統(tǒng)+CEDI系統(tǒng)+PCW系統(tǒng)（鍋爐補充水）+〔（25±1）℃超純水系統(tǒng)+（40±1）℃超純水系統(tǒng)〕組成的。
3反滲透系統(tǒng)設計
反滲透系統(tǒng)是整個水處理系統(tǒng)中脫鹽的核心，反滲透膜可除去水中絕大部分可溶性鹽分，除去水中全部的膠體和微生物，保證了出水的水質(zhì)，為后續(xù)的工藝提供優(yōu)質(zhì)的水源�？紤]到原水（市政自來水）的水質(zhì)受季節(jié)和氣候的影響波動性很大，故此套水處理系統(tǒng)使用的反滲透膜是時代沃頓公司生產(chǎn)的聚酰胺復合抗污染膜PURO系列，對比普通系列的膜元件，此系列的膜元件采用特殊工藝對膜表面進行處理，改變了膜片表面的光滑度，增加膜表面親水性，膜表面的電荷也趨近于中性，同時采用34mil（8.636×10 -4m）的寬進水流道網(wǎng)設計，從而減小了膠體、污染物和微生物在膜表面的污染，延長膜的使用壽命，同時更易清洗。具體的膜型號為PURO-I，直徑201mm、長度1016mm的卷式組件，性能參數(shù)如表2所示。
一級反滲透系統(tǒng)單套設計為一級兩段：（14∶6）×6，單套120支膜元件，系統(tǒng)設計產(chǎn)水103mm3/h，設計回收率75%，溫度為25℃，共5套，膜元件共600支。以反滲透膜系統(tǒng)為主介紹說明該水系統(tǒng)的運行情況。
4反滲透系統(tǒng)的運行情況
反滲透技術(shù)在該廠大型水處理項目中的設計是可行的，經(jīng)過實際應用的情況來看，運行效果較好，適用于該廠大規(guī)模電子超純水的處理。時代沃頓的PURO-I膜在此系統(tǒng)中的運行較好，給該廠后續(xù)的水處理工藝提供了穩(wěn)定的水質(zhì)。一級反滲透系統(tǒng)在運行期間系統(tǒng)的運行壓力在1MPa左右；系統(tǒng)的進水電導率在 300~400μS/cm之間波動，產(chǎn)水電導率始終在5μS/cm以下，系統(tǒng)的脫鹽率在98.5%以上；系統(tǒng)的平均產(chǎn)水量在100mm3/h左右，系統(tǒng)的回收率在75%左右，滿足客戶的供水要求。反滲透系統(tǒng)運行期間對運行情況進行了記錄分析，以單套系統(tǒng)為例數(shù)據(jù)詳情如表3所示。
5反滲透系統(tǒng)的清洗情況
此套反滲透系統(tǒng)的污染物主要是有機物、膠體和微生物等物質(zhì)，但污染不很嚴重，化學清洗的標準是產(chǎn)水流量降幅在10%左右的時候，就要進行化學清洗了，如果產(chǎn)水量降幅沒有達到10%的時候也要進行維護性清洗，總的來說平均清洗周期約3個月。由于系統(tǒng)污染的原因是有機物和碳酸鈣結(jié)垢，所以清洗的藥劑選擇上也主要是針對這些污染物，堿洗以復配藥劑為主，復配藥劑的組成為：NaOH（氫氧化鈉）+Na- SDS（十二烷基苯磺酸鈉）等藥劑，pH為12左右，清洗時間為6h左右；酸洗的清洗液為HCl（鹽酸），pH 為2~3，清洗時間為1h，清洗液的溫度為30℃；最后系統(tǒng)用非氧化性殺菌劑DBNPA進行殺菌清洗處理。系統(tǒng)清洗時進行單段清洗，每段都分三段流速進行清洗：開始的時候單支膜殼流速在5mm3/h（堿洗1h，酸洗為10min）；然后單支膜殼清洗液流量為5mm3/h左右進行循環(huán)清洗（堿洗4.5h，酸洗40min的功能）；最后用大流量進行沖洗，流量在10mm3/h左右（堿洗0.5h，堿洗10min）。每次化學清洗后開啟純水泵進行沖洗，直至清洗液被純水沖出為止。具體參見http://www.northcarolinalenders.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。
6效益分析
整個水處理系統(tǒng)固定資產(chǎn)折舊費、電耗、藥劑消耗以及人工等各種費用進行核算，其中一級反滲透產(chǎn)水成本為2.87元/t，二級反滲透產(chǎn)水成本為4.47元/t，總的超純水產(chǎn)水成本為6.85元/t，當?shù)刈詠硭膬r格為2.33元/t，該水處理系統(tǒng)給工廠提供了優(yōu)質(zhì)而穩(wěn)定的水源。
7結(jié)論
反滲透技術(shù)在該廠大型電子超純水項目中得到成功應用，為后續(xù)的脫鹽處理工藝提供了優(yōu)質(zhì)的水源，保證了后續(xù)脫鹽工藝的穩(wěn)定，也驗證了反滲透技術(shù)在電子超純水項目應用中的良好表現(xiàn)，同時也增加了一個可供參考的成熟案例。時代沃頓反滲透膜在其中的優(yōu)良表現(xiàn)，也給電子超純水客戶多了一個反滲透膜品牌的選擇。
