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近年來,我國礦業(yè)行業(yè)的科技企業(yè)得到了長足的發(fā)展,各種產(chǎn)品不同,門類各異的企業(yè)相繼問世,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)量不等地服務于生產(chǎn)。在集成電路與電子儀器的批量生產(chǎn)中,需應用純度不同的純水,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,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,對純水的要求越來越高。面對眾多的水處理工藝技術,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注。

1　制備純水的影響因素

目前,我國工礦企業(yè)的純水制備,大多采用生活飲用自來水作水源。生活飲用自來水,雖然符合國家《生活飲用水衛(wèi)生標準》,但其中仍含有膠體物質(zhì)、結(jié)垢物質(zhì)、氧化物和有機物等。其中膠體物質(zhì)依靠分子的布朗運動、靜電斥力、水化作用等長期保持著分散懸游狀態(tài),成為純水制備過程中的主要污染物。氧化物則是用加氯法對自來水消毒時的產(chǎn)物,通常以Cl2、HClO、ClO-1和NHCl2等形式存在,對純水的制備影響較大。有機物是以大分子有機酸為主,當其含量較高時,在前處理過程中,將與絮凝劑形成絮體,造成過濾性污染,同時,這種有機物所帶的負電荷,與陰離子交換樹脂的正電荷產(chǎn)生吸力,使其被吸附在陰離子交換樹脂上,阻塞樹脂微孔,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　水的前處理方法及組合流程的探討

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,現(xiàn)就幾種有代表性的方法分述如下。

(1)多介質(zhì)過濾。在純水制備的前處理過程中,一般把多介質(zhì)過濾作為一級過濾,即粗濾。這種過濾即向水中投加有機陽離子高分子絮凝劑,使其混合形成絮凝體,無須沉淀,直接通過多介質(zhì)濾料截留大量污染物,從而完成粗濾。

(2)微孔過濾及活性炭吸附。微孔過濾即二級過濾,常用鋁合金濾水器、陶質(zhì)砂濾棒等作微孔過濾設備,效果稱心?；钚蕴肯殿w粒型吸附介質(zhì),它對水中的臭味、毒氣、油脂、余氯、微生物、膠體等有很強的吸附能力,對除氯效果甚佳。

(3)精濾器。精濾器系采用大孔Cl型純堿陽離子交換樹脂作為有機吸附柱。由于樹脂的(大孔)特有結(jié)構,易于吸附有機物,飽和后又可用2%的NaOH和10%的NaCl混合液再生,因此具有一定的實用和推廣意義。

(4)電滲析。電滲析是在外加電場的作用下,利用離子交換膜對水中的離子進行選擇性透過,從而達到溶質(zhì)和溶劑分離的目的。

(5)膜分離技術。膜分離法中主要有反滲透(RO)、納濾(NF)、超濾(UF)等膜,其主要特點見表1

反滲透(RO)濾膜孔徑小,約為0.1～1nm,可以認為它是一種廣譜濾膜,可過濾的微粒、細菌、有機物、膠體物的區(qū)間甚廣,過濾效率可達90%,不但對水質(zhì)變化的適應性強,而且在處理過程中具有一定的穩(wěn)定性,不但能分離分子量大小不同的有機物,而且還能分離無機電解質(zhì)。NF膜在去除水中低分子量有機物和無機鹽方面,具有比反滲透濾膜能耗更低、回收率更高的特點,是一種很有潛力的分離技術。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)對多組水前處理組合方法的試驗研究,筆者認為,以NF膜組合工藝對自來水進行深度處理其結(jié)果比較稱心,NF膜組合工藝流程見圖1。

在上述流程中,多介質(zhì)過濾器,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,能為膜分離過程提供合格的進水(污染指數(shù)≤5);泵旨在為NF膜提供一定的壓力,通常運行壓力為0.5～1.1MPa;所用NF膜系為美國TRISEP公司生產(chǎn)。

采用如圖1所示的流程及在相關條件下,其產(chǎn)水量、回收率和脫鹽率關系曲線見圖2、圖3。由圖2、圖3可知,當其他工藝條件不變,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)果見表2。

從表2中可以看出,采用NF膜組合工藝對水中各種污染物的去除效果比較稱心,試驗探討認為:NF膜組合工藝對自來水進行深度處理不失為一種稱心工藝。

3　結(jié)　論

根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)的實際需要,純水的制備將理所當然的受到重視,探討出合理的工藝流程,無疑將具有重要的現(xiàn)實意義。通過本文的分析探討,可得出如下結(jié)論:

(1)采用NF膜組合工藝對自來水進行深度處理,其工藝過程簡單,流程合理;

(2)采用如圖1所示的流程,當原壓為0.9MPa時,其產(chǎn)水量可達39L/h,回收率為19%,除鹽率達94.3%,效果良好;

(3)NF膜因其具有獨特的功能,將有廣闊的應用前景。