反渗透技术在大型电子超纯水项目中的应用_仲惟雷
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Zhong Weilei1，2, Zhao Fang3, Kang Yan1，2，Wen Yuanzhi4，Zhang Jinlong1，2， Jin Yan1，2，Liu Feng1，2，Wu Zongce1，2，Liang Songmiao1，2
（1. Vontron Membrane Technology Co.，Ltd.，Guiyang 550018，China；2. Beijing Huitong Vontron Technology Co., Ltd.，Beijing 100044，China；3. Hangzhou Lianqiang Environmental Engineering Technology Co.，Ltd., Hangzhou 311202，China；4. Sichuan Hongou Display Devices Co.，Ltd.，Mianyang 621000，China）
［关键词］ 反渗透；自来水；电子超纯水 ［中图分类号］ X703.1 ［文献标识码］ B ［文章编号］ 1005-829X（2015）05-0106-03
Application of RO technology to the large-sized electronic ultrapure water treatment project
表3
时间 产 水 流 量 / （m3·h-1） 浓 水 流 量 / （m3·h-1）
回 收 率 /% 进 水 电 导 率 / （μS·cm-1） 产 水 电 导 率 / （μS·cm-1）
2～12
0.1
一级反渗透系统单套设计为一级两段：（14∶6）×6， 单套 120 支膜元件，系统设计产水 103 m3/h，设计回 收率 75%，温度为 25 ℃，共 5 套，膜元件共 600 支。 以 反渗透膜系统为主介绍说明该水系统的运行情况。
4 反渗透系统的运行情况
反渗透技术在该厂大型水处理项目中的设计 是可行的，经过实际应用的情况来看，运行效果较 好，适用于该厂大规模电子超纯水的处理。 时代沃 顿的 PURO-I 膜在此系统中的运行较好， 给该厂后 续的水处理工艺提供了稳定的水质。 一级反渗透系 统在运行期间系统的运行压力在 1 MPa 左右；系统 的进水电导率在 300~400 μS/cm 之间波动， 产水电 导率始终在 5 μS/cm 以下， 系统的脱盐率在 98.5% 以 上 ；系 统 的 平 均 产 水 量 在 100 m3/h 左 右 ，系 统 的 回收率在 75%左右，满足客户的供水要求。 反渗透 系统运行期间对运行情况进行了记录分析，以单套 系统为例数据详情如表 3 所示。
2 水处理系统介绍
整个水处理系统分为预处理系统+反渗透为主
［基金项目］ 国家“863”计划（2012AA03A601；2013BAE11B02）
106
工业水处理 2015－05，35（5）
仲惟雷，等：反渗透技术在大型电子超纯水项目中的应用
的脱盐系统+精处理系统+（加温后）+后续的精处理 工艺，最后得到电子超纯水。 整个水处理系统有加 热功能， 根据不同的用水温度需要调整进水温度。 预处理系统由絮凝剂和杀菌剂+全自动多介质过滤 器+全自动活性炭过滤器+预处理产水箱+预处理输 送泵组成。 主要通过添加药剂和机械过滤器来去除 掉水中泥沙、悬浮物、胶体、微生物等物质，保证产 水的 SDI15＜5，满足反渗透的进水条件。 反渗透为主 的脱盐体系主要由一级反渗透系统和二级反渗透 系统组成，特别是一级反渗透系统，为最主要的脱 盐系统。 由热交换器+保安过滤器+一级高压泵+一
一级 RO 系统 103.0 m3/h
1
西门子 4 套 1 套
缓冲罐
105 m3
FRP 河北中意 1 个 0
二级 RO 高压泵 PWT100-65-315S SS316 滨特尔 4 台 1 台
二级 RO 系统
92.0 m3/h
Biblioteka Baidu
西门子 4 套 1 套
一级 TOCUV 灯
DO 脱除装置
连续电除盐 装 置 （CEDI）
Abstract： The application of RO technology to the large-sized ultrapure water treatment in Sichuan Province is introduced. The plant makes use of local tap water as water source，and RO technology as the main desalination technology for the preparation of electronic ultrapure water. The results show that RO system runs well, providing a stable and good water source for the subsequent treatment process，and bringing good guarantee to the stable operation of the ultrapure watrer project of the plant. Key words： reverse osmosis；tap water；electronic ultrapure water
反渗透水处理技术是 20 世纪末兴起的高端水 处理技术，具有高脱盐率、适应水质含盐量范围广、 化学药剂消耗少、环保、占地面积小、自动化程度高、 产 水 的 水 质 稳 定 等 特 点 〔1－2〕，广 泛 应 用 于 超 纯 水 制 备 、 地表水处理、工业废水回用、海水淡化等水处理 。 〔3－4〕 四川某公司拥有自主知识产权的 PDP 生产线，得到 了国家相关部委、省市各级政府的大力支持。目前已 在全球拥有 PDP 显示器件各种专利技术上千项，同 时公司拥有具有国际先 进 水 平 的 PDP 国 家 工 程 实 验室， 是我国首个国家级平板显示核心技术研发和 产业化验证平台， 该实验室的建成， 也标志着 PDP 自主创新工业体系正式纳入国家战略。 此项目为该 公司 PDP 项目一期工程，工艺特点为“高精技术，高 洁净度”，水处理工艺需要为生产提供电子超纯水，而 反渗透系统为其中最重要的脱盐处理系统。
107
经验交流
工业水处理 2015-05，35（5）
表 2 PURO-I 性能参数
膜元件型号
有效膜 面 积 /m2
平均透过水 进水流道 稳定脱 量/（m3·d-1） 宽度/m 盐率 /%
PURO-I
37
39.7 8.636×10-4 99.5
运行压 力/MPa
测试溶液 （NaCl）/（mg·L-1）
N2 储气罐
40 ℃超纯水二 级 TOC UV系统
40 ℃超纯水 抛光混床
25 ℃超纯水二 级 TOCUV 系统
25 ℃超纯水 抛光混床
SCD-1200-HE 325.0 m3/h 307.0 m3 2 m3
SCD-1000HE
RT-3072
SCD-1200HE
RT-3672
SS316 Aquafine 2 套 0 PP Liqui-cel 1 套 0 Ionpure 1 套 0
级反渗透系统+缓冲水罐+二级高压泵+二级反渗透 系统+产水水箱组成。 由于反渗透系统允许进水含 盐量相对较广，且脱盐率高，故能起到主要脱盐的功 能，减轻后续工艺处理的脱盐负荷。精处理系统主要 由进水泵+一级 TOC UV+膜脱气系统+连续电除盐 系统（CEDI）组成，主要是进一步去除水中的含盐量， 为后续的精处理系统提供稳定的水质保障。 后续精 处理根据分布不同分两股水，由水罐+泵+二级 TOC UV+超纯水抛光混床+换热器+0.1 μm 过滤器组 成，之后不同温度的产水作为超纯水使用。 着重介绍 一级反渗透系统的运行情况，水处理流程如图 1 所示。
SS316 西门子 1 个 0 SS316 Aquafine 2 套 0
FRP 罗门哈斯 4 套 0
SS316 Aquafine 5 套 0
FRP 罗门哈斯 10 套 2 套
该水处理系统主要由多介质过滤器+活性炭过滤 器+一级 RO 系统+二级 RO 系 统+CEDI 系 统+PCW 系 统 （锅 炉 补 充 水 ）+〔（25±1） ℃超 纯 水 系 统+（40 ± 1） ℃超纯水系统〕组成的。
1 电子超纯水和系统进水的情况
电子超纯水是指将水中的导电介质几乎完全去 除，又将水中不离解的胶体物质、气体及有机物均去 除 至 很 低 程 度 的 水 ， 水 中 除 了 水 分 子 （H2O） 外 ， 几 乎 没有什么杂质，更没有细菌、病毒、含氯二 口恶英等有 机物，这种水的制作工艺可以通过蒸馏、去离子化、 反渗透技术或其他适当的超临界精细技术生产出来 的水， 如今以反渗透技术为主的制造工艺相对比较 普遍， 此项目也以反渗透技术为主要脱盐工艺来制 备电子超纯水。 该水处理项目的原水取自市政自来 水，电导率在 200～800 μS/cm 之间波动，进水余氯质 量浓度在 0.2～1 mg/L 之间波动。
（1. 贵阳时代沃顿科技有限公司，贵州贵阳 550018；2. 北京汇通沃顿科技有限公司，北京 100044； 3. 杭州联强环境工程技术有限公司，浙江杭州 311202；4. 四川虹欧显示器件有限公司，四川绵阳 621000）
［摘要］ 介绍了反渗透技术在四川某公司大型超纯水项目中的应用情况，该公司以当地的自来水为水源，用反 渗透技术作为主要脱盐工艺来制备电子超纯水。 运行结果表明，反渗透系统运行良好，为后续的处理工艺提供了稳 定而优质的水源，有效保证该厂超纯水项目的稳定运行。
膜片特点
回收 率/%
最低脱 盐 率/%
1.55
2 000
抗污染
15
99.3
进水自由氯/ （mg·L-1）
进水 SDI15
测试液 pH
测试液 最高操作 温度/℃ 压力/MPa
＜0.1
＜5
7.5
25
4.14
最高进水流 量/（m3·h-1）
进水 pH
化学清洗 pH
单支膜元件 最 大 压 降 /MPa
17
3～10
活性炭过滤器 D 3.4 m×H 1.8 m 碳钢衬胶 西门子 4 个 1 个
预处理水泵 PWT125-100-200S SS304 滨特尔 2 台 1 台
热交换器
280 m3/h
SS304 萨莫威孚 2 台 0
保安过滤器
40SL3-B
SS304 坤诺 4 个 1 个
一级 RO 高压泵 PWT100-65-315S SS316 滨特尔 4 台 1 台
第 35 卷第 5 期 2015 年 5 月
工业水处理 Industrial Water Treatment
Vol．35 No．5 May，2015
反渗透技术在大型电子超纯水项目中的应用
仲惟雷 1，2，赵 芳 3，康 燕 1，2，文远志 4，张金龙 1，2 金 焱 1，2，刘 枫 1，2，吴宗策 1，2，梁松苗 1，2
3 反渗透系统设计
反渗透系统是整个水处理系统中脱盐的核心， 反渗透膜可除去水中绝大部分可溶性盐分， 除去水 中全部的胶体和微生物，保证了出水的水质，为后续 的工艺提供优质的水源。 考虑到原水（市政自来水） 的水质受季节和气候的影响波动性很大， 故此套水 处理系统使用的反渗透膜是时代沃顿公司生产的聚 酰胺复合抗污染膜 PURO 系列，对比普通系列的膜 元件， 此系列的膜元件采用特殊工艺对膜表面进行 处理， 改变了膜片表面的光滑度， 增加膜表面亲水 性， 膜表面的电荷也趋近于中性， 同时采用 34 mil （8.636×10-4 m）的宽进水流道网设计，从而减小了胶 体、污染物和微生物在膜表面的污染，延长膜的使用 寿命，同时更易清洗。 具体的膜型号为 PURO-I，直 径 201 mm、长度 1 016 mm 的卷式组件，性能参数如 表 2 所示。
图1 水处理流程
水处理设备配置如表 1 所示。
表 1 水处理设备配置
名称
规格
材质
品牌
数量
运行 备用
原水泵
CR90-3-2
SS304 格兰富 5 台 1 台
反洗水泵 PWT125-100-200S SS304 滨特尔 1 台 1 台
多介质过滤器 D 3.6 m×H 1.8 m 碳钢衬胶 西门子 4 个 1 个
（1. Vontron Membrane Technology Co.，Ltd.，Guiyang 550018，China；2. Beijing Huitong Vontron Technology Co., Ltd.，Beijing 100044，China；3. Hangzhou Lianqiang Environmental Engineering Technology Co.，Ltd., Hangzhou 311202，China；4. Sichuan Hongou Display Devices Co.，Ltd.，Mianyang 621000，China）
［关键词］ 反渗透；自来水；电子超纯水 ［中图分类号］ X703.1 ［文献标识码］ B ［文章编号］ 1005-829X（2015）05-0106-03
Application of RO technology to the large-sized electronic ultrapure water treatment project
表3
时间 产 水 流 量 / （m3·h-1） 浓 水 流 量 / （m3·h-1）
回 收 率 /% 进 水 电 导 率 / （μS·cm-1） 产 水 电 导 率 / （μS·cm-1）
2～12
0.1
一级反渗透系统单套设计为一级两段：（14∶6）×6， 单套 120 支膜元件，系统设计产水 103 m3/h，设计回 收率 75%，温度为 25 ℃，共 5 套，膜元件共 600 支。 以 反渗透膜系统为主介绍说明该水系统的运行情况。
4 反渗透系统的运行情况
反渗透技术在该厂大型水处理项目中的设计 是可行的，经过实际应用的情况来看，运行效果较 好，适用于该厂大规模电子超纯水的处理。 时代沃 顿的 PURO-I 膜在此系统中的运行较好， 给该厂后 续的水处理工艺提供了稳定的水质。 一级反渗透系 统在运行期间系统的运行压力在 1 MPa 左右；系统 的进水电导率在 300~400 μS/cm 之间波动， 产水电 导率始终在 5 μS/cm 以下， 系统的脱盐率在 98.5% 以 上 ；系 统 的 平 均 产 水 量 在 100 m3/h 左 右 ，系 统 的 回收率在 75%左右，满足客户的供水要求。 反渗透 系统运行期间对运行情况进行了记录分析，以单套 系统为例数据详情如表 3 所示。
2 水处理系统介绍
整个水处理系统分为预处理系统+反渗透为主
［基金项目］ 国家“863”计划（2012AA03A601；2013BAE11B02）
106
工业水处理 2015－05，35（5）
仲惟雷，等：反渗透技术在大型电子超纯水项目中的应用
的脱盐系统+精处理系统+（加温后）+后续的精处理 工艺，最后得到电子超纯水。 整个水处理系统有加 热功能， 根据不同的用水温度需要调整进水温度。 预处理系统由絮凝剂和杀菌剂+全自动多介质过滤 器+全自动活性炭过滤器+预处理产水箱+预处理输 送泵组成。 主要通过添加药剂和机械过滤器来去除 掉水中泥沙、悬浮物、胶体、微生物等物质，保证产 水的 SDI15＜5，满足反渗透的进水条件。 反渗透为主 的脱盐体系主要由一级反渗透系统和二级反渗透 系统组成，特别是一级反渗透系统，为最主要的脱 盐系统。 由热交换器+保安过滤器+一级高压泵+一
一级 RO 系统 103.0 m3/h
1
西门子 4 套 1 套
缓冲罐
105 m3
FRP 河北中意 1 个 0
二级 RO 高压泵 PWT100-65-315S SS316 滨特尔 4 台 1 台
二级 RO 系统
92.0 m3/h
Biblioteka Baidu
西门子 4 套 1 套
一级 TOCUV 灯
DO 脱除装置
连续电除盐 装 置 （CEDI）
Abstract： The application of RO technology to the large-sized ultrapure water treatment in Sichuan Province is introduced. The plant makes use of local tap water as water source，and RO technology as the main desalination technology for the preparation of electronic ultrapure water. The results show that RO system runs well, providing a stable and good water source for the subsequent treatment process，and bringing good guarantee to the stable operation of the ultrapure watrer project of the plant. Key words： reverse osmosis；tap water；electronic ultrapure water
反渗透水处理技术是 20 世纪末兴起的高端水 处理技术，具有高脱盐率、适应水质含盐量范围广、 化学药剂消耗少、环保、占地面积小、自动化程度高、 产 水 的 水 质 稳 定 等 特 点 〔1－2〕，广 泛 应 用 于 超 纯 水 制 备 、 地表水处理、工业废水回用、海水淡化等水处理 。 〔3－4〕 四川某公司拥有自主知识产权的 PDP 生产线，得到 了国家相关部委、省市各级政府的大力支持。目前已 在全球拥有 PDP 显示器件各种专利技术上千项，同 时公司拥有具有国际先 进 水 平 的 PDP 国 家 工 程 实 验室， 是我国首个国家级平板显示核心技术研发和 产业化验证平台， 该实验室的建成， 也标志着 PDP 自主创新工业体系正式纳入国家战略。 此项目为该 公司 PDP 项目一期工程，工艺特点为“高精技术，高 洁净度”，水处理工艺需要为生产提供电子超纯水，而 反渗透系统为其中最重要的脱盐处理系统。
107
经验交流
工业水处理 2015-05，35（5）
表 2 PURO-I 性能参数
膜元件型号
有效膜 面 积 /m2
平均透过水 进水流道 稳定脱 量/（m3·d-1） 宽度/m 盐率 /%
PURO-I
37
39.7 8.636×10-4 99.5
运行压 力/MPa
测试溶液 （NaCl）/（mg·L-1）
N2 储气罐
40 ℃超纯水二 级 TOC UV系统
40 ℃超纯水 抛光混床
25 ℃超纯水二 级 TOCUV 系统
25 ℃超纯水 抛光混床
SCD-1200-HE 325.0 m3/h 307.0 m3 2 m3
SCD-1000HE
RT-3072
SCD-1200HE
RT-3672
SS316 Aquafine 2 套 0 PP Liqui-cel 1 套 0 Ionpure 1 套 0
级反渗透系统+缓冲水罐+二级高压泵+二级反渗透 系统+产水水箱组成。 由于反渗透系统允许进水含 盐量相对较广，且脱盐率高，故能起到主要脱盐的功 能，减轻后续工艺处理的脱盐负荷。精处理系统主要 由进水泵+一级 TOC UV+膜脱气系统+连续电除盐 系统（CEDI）组成，主要是进一步去除水中的含盐量， 为后续的精处理系统提供稳定的水质保障。 后续精 处理根据分布不同分两股水，由水罐+泵+二级 TOC UV+超纯水抛光混床+换热器+0.1 μm 过滤器组 成，之后不同温度的产水作为超纯水使用。 着重介绍 一级反渗透系统的运行情况，水处理流程如图 1 所示。
SS316 西门子 1 个 0 SS316 Aquafine 2 套 0
FRP 罗门哈斯 4 套 0
SS316 Aquafine 5 套 0
FRP 罗门哈斯 10 套 2 套
该水处理系统主要由多介质过滤器+活性炭过滤 器+一级 RO 系统+二级 RO 系 统+CEDI 系 统+PCW 系 统 （锅 炉 补 充 水 ）+〔（25±1） ℃超 纯 水 系 统+（40 ± 1） ℃超纯水系统〕组成的。
1 电子超纯水和系统进水的情况
电子超纯水是指将水中的导电介质几乎完全去 除，又将水中不离解的胶体物质、气体及有机物均去 除 至 很 低 程 度 的 水 ， 水 中 除 了 水 分 子 （H2O） 外 ， 几 乎 没有什么杂质，更没有细菌、病毒、含氯二 口恶英等有 机物，这种水的制作工艺可以通过蒸馏、去离子化、 反渗透技术或其他适当的超临界精细技术生产出来 的水， 如今以反渗透技术为主的制造工艺相对比较 普遍， 此项目也以反渗透技术为主要脱盐工艺来制 备电子超纯水。 该水处理项目的原水取自市政自来 水，电导率在 200～800 μS/cm 之间波动，进水余氯质 量浓度在 0.2～1 mg/L 之间波动。
（1. 贵阳时代沃顿科技有限公司，贵州贵阳 550018；2. 北京汇通沃顿科技有限公司，北京 100044； 3. 杭州联强环境工程技术有限公司，浙江杭州 311202；4. 四川虹欧显示器件有限公司，四川绵阳 621000）
［摘要］ 介绍了反渗透技术在四川某公司大型超纯水项目中的应用情况，该公司以当地的自来水为水源，用反 渗透技术作为主要脱盐工艺来制备电子超纯水。 运行结果表明，反渗透系统运行良好，为后续的处理工艺提供了稳 定而优质的水源，有效保证该厂超纯水项目的稳定运行。
膜片特点
回收 率/%
最低脱 盐 率/%
1.55
2 000
抗污染
15
99.3
进水自由氯/ （mg·L-1）
进水 SDI15
测试液 pH
测试液 最高操作 温度/℃ 压力/MPa
＜0.1
＜5
7.5
25
4.14
最高进水流 量/（m3·h-1）
进水 pH
化学清洗 pH
单支膜元件 最 大 压 降 /MPa
17
3～10
活性炭过滤器 D 3.4 m×H 1.8 m 碳钢衬胶 西门子 4 个 1 个
预处理水泵 PWT125-100-200S SS304 滨特尔 2 台 1 台
热交换器
280 m3/h
SS304 萨莫威孚 2 台 0
保安过滤器
40SL3-B
SS304 坤诺 4 个 1 个
一级 RO 高压泵 PWT100-65-315S SS316 滨特尔 4 台 1 台
第 35 卷第 5 期 2015 年 5 月
工业水处理 Industrial Water Treatment
Vol．35 No．5 May，2015
反渗透技术在大型电子超纯水项目中的应用
仲惟雷 1，2，赵 芳 3，康 燕 1，2，文远志 4，张金龙 1，2 金 焱 1，2，刘 枫 1，2，吴宗策 1，2，梁松苗 1，2
3 反渗透系统设计
反渗透系统是整个水处理系统中脱盐的核心， 反渗透膜可除去水中绝大部分可溶性盐分， 除去水 中全部的胶体和微生物，保证了出水的水质，为后续 的工艺提供优质的水源。 考虑到原水（市政自来水） 的水质受季节和气候的影响波动性很大， 故此套水 处理系统使用的反渗透膜是时代沃顿公司生产的聚 酰胺复合抗污染膜 PURO 系列，对比普通系列的膜 元件， 此系列的膜元件采用特殊工艺对膜表面进行 处理， 改变了膜片表面的光滑度， 增加膜表面亲水 性， 膜表面的电荷也趋近于中性， 同时采用 34 mil （8.636×10-4 m）的宽进水流道网设计，从而减小了胶 体、污染物和微生物在膜表面的污染，延长膜的使用 寿命，同时更易清洗。 具体的膜型号为 PURO-I，直 径 201 mm、长度 1 016 mm 的卷式组件，性能参数如 表 2 所示。
图1 水处理流程
水处理设备配置如表 1 所示。
表 1 水处理设备配置
名称
规格
材质
品牌
数量
运行 备用
原水泵
CR90-3-2
SS304 格兰富 5 台 1 台
反洗水泵 PWT125-100-200S SS304 滨特尔 1 台 1 台
多介质过滤器 D 3.6 m×H 1.8 m 碳钢衬胶 西门子 4 个 1 个