Hệ Thống Nước siêu tinh khiết 2 t/h

Thông số kỹ thuật · Tổng quan về lựa chọn và quy trình thiết bị

Điện trở suất nước ≥ 18.0 MOmega ·Cm (25°C) | được thiết kế để sản xuất vật liệu lọc nano và các ứng dụng nước rửa có độ tinh khiết cao

Danh Mục

1. Tổng quan

Tổng quan về thiết bị 1.1

Thiết bị này là một hệ thống chuẩn bị nước siêu tinh khiết (upw) liên tục với tốc độ sản xuất nước 2 tấn/giờ (ở mức 25°C). Nó sử dụng một lộ trình xử lý chính bao gồm "Thẩm Thấu Ngược giai đoạn kép (RO) electrodeionization (EDI)", đảm bảo rằng nước sản phẩm cuối cùng duy trì điện trở suất ổn định≥ 18.0 MOmega ·Cm (ở mức 25°C). Điều này đáp ứng các yêu cầu chất lượng nước nghiêm ngặt đối với nước siêu tinh khiết cần thiết trong quá trình tổng hợp, phân tán, phủ, sửa đổi và giai đoạn rửa cuối cùng của vật liệu màng lọc Nano (NF).

Hệ thống có thiết kế tích hợp mô đun, bao gồm một đơn vị tiền xử lý, một đơn vị thẩm thấu ngược, một đơn vị xử lý tốt EDI, một đơn vị khử trùng sau xử lý, một đơn vị lưu trữ và phân phối nước tinh khiết, tủ điều khiển tự động PLC và thiết bị trực tuyến. Nó tự hào có một cấu trúc nhỏ gọn, mức độ tự động hóa cao, hoạt động ổn định và bảo trì dễ dàng.

1.2 bối cảnh ứng dụng và đặc điểm sử dụng nước

Vật liệu lọc nano và các thành phần màng của chúng rất nhạy cảm với các tạp chất được giới thiệu trong quá trình sản xuất. THẬM CHÍ một lượng nhỏ ion, hạt, hợp chất hữu cơ, vi sinh vật, hoặc Clo hoạt tính dư trong nước có thể làm thay đổi bề mặt điện tích của vật liệu, làm tắc nghẽn lỗ chân lông Nano, hoặc gây ra sự bẩn không thể đảo ngược, do đó ảnh hưởng đến hiệu quả tách biệt, Thông lượng và tuổi thọ của chúng. Do đó, nước sử dụng trong sản xuất vật liệu lọc Nano phải đáp ứng các yêu cầu sau:

• Hàm lượng ion cực thấp – Ngăn chặn sự lắng đọng của các ion kim loại (ví dụ, Na⁺, Ca²⁺, Fe³⁺) Trên bề mặt vật liệu hoặc sự phối hợp của chúng với các nhóm chức năng hoạt động;

• Carbon hữu cơ tổng cực thấp (toc) – Ngăn ngừa sự hấp phụ của chất hữu cơ trong lỗ chân lông màng, do đó tránh sự phân rã thông lượng;

• Hàm lượng hạt và vi khuẩn cực thấp – Ngăn ngừa tắc nghẽn nanocore và ô nhiễm sinh học;

• Không có clo dư và chất oxy hóa – Bảo vệ vật liệu polymer hữu cơ khỏi sự suy thoái oxy hóa;

• Chất lượng nước ổn định cao – Đảm bảo hiệu suất sản phẩm phù hợp theo từng lô hàng.

Thiết bị này được thiết kế đặc biệt để đáp ứng các yêu cầu nêu trên bằng cách duy trì điện trở suất nước tại ≥ 18.0 MOmega ·Cm và đồng thời kiểm soát các thông số như toc, hạt, vi khuẩn và silicon dioxide, do đó đảm bảo chất lượng sản xuất của vật liệu Quy mô Nano.

Mục tiêu thiết kế và thông số kỹ thuật 1.3

1.4 tính năng chính

• Công nghệ trưởng thành và đáng tin cậy: Quá trình RO hai giai đoạn loại bỏ hơn 99% ion và các hợp chất hữu cơ, trong khi hệ thống EDI cung cấp khả năng khử Muối sâu liên tục mà không cần tái tạo AXIT-kiềm; độ dẫn nước thải vẫn ổn định ở 18 MOmega ·cm.

• Chất lượng nước cao và ổn định: cấu hình cuối ống có chức năng khử trùng UV bước sóng kép ở bước sóng 185/254 NM kết hợp với 0.22 muM thiết bị đầu cuối lọc, phân hủy toc hiệu quả trong khi giữ lại các hạt và vi sinh vật;

• Hoạt động xanh: EDI thay thế hệ thống giường hỗn hợp truyền thống, loại bỏ xả axit và kiềm và tuân thủ các yêu cầu bảo vệ môi trường;

• Tự động hóa cao: điều khiển tập trung qua màn hình cảm ứng PLC – Chức năng khởi động/dừng, xả nước, bảo vệ và báo động tự động – Giảm sự phụ thuộc vào hoạt động thủ công;

• Giám sát trực tuyến: Hiển thị thời gian thực và lồng vào nhau cho điện trở suất (Độ DẫN), tốc độ dòng chảy, áp suất và mức chất lỏng;

• An toàn Vật liệu: các khu vực tiếp xúc với nước tinh khiết được chế tạo từ thép không gỉ SUS304/316L hoặc nhựa cấp vệ sinh để ngăn ngừa ô nhiễm thứ cấp.

2. Cơ sở thiết kế và tiêu chuẩn thực hiện

Việc thiết kế, sản xuất, kiểm tra và phân loại chất lượng nước của thiết bị này chủ yếu dựa trên và tham khảo các tiêu chuẩn và thông số kỹ thuật quốc gia và công nghiệp sau đây:

Lưu ý: các thông số chất lượng nước được kiểm soát chặt chẽ theo các yêu cầu quy định trong "nước cấp điện tử" (EW-Ⅰ) Và tiêu chuẩn "nước siêu tinh khiết bán dẫn", đảm bảo tuân thủ các thông số kỹ thuật nghiêm ngặt áp dụng cho việc sản xuất vật liệu lọc nano.

3. Điều kiện nước thô và chất lượng nước được xử lý

Giả định chất lượng nước thô 3.1

Hệ thống sử dụng nước máy đô thị làm nguồn nước; thiết kế đã được xác minh so với các yêu cầu về chất lượng nước sau đây (đối với các dự án thực tế, tham khảo báo cáo chất lượng nước tại chỗ):

Nếu chất lượng nước thô kém (E. G., độ cứng cao, hàm lượng silicon cao, hoặc hàm lượng chất hữu cơ cao), có thể thêm liều hóa học (chống mở rộng/Giảm/điều chỉnh pH) trong giai đoạn tiền xử lý, hoặc siêu lọc (uF) có thể lắp đặt thiết bị để đảm bảo hoạt động ổn định lâu dài của hệ thống RO.

Chỉ báo chất lượng sản phẩm nước 3.2 (yêu cầu mức độ nanomet)

Hệ thống nước thải phải đồng thời đáp ứng các tiêu Chí sau; tham số cốt lõi – điện trở suất – Phải ổn định tại ≥ 18.0 MOmega ·Cm ở mức 25°C:

Giải thích 3.3 chỉ số hiệu suất chính (kpis)

• Điện trở suất ≥ 18.0 MOmega ·Cm: Điều này cho thấy Nồng độ Ion tổng cực thấp trong nước và đóng vai trò là tiêu Chí cốt lõi cho nước siêu tinh khiết;

• Toc ≤ 30 ppb: Kiểm soát chất hữu cơ để ngăn ngừa ô nhiễm liên quan đến hấp phụ trong lỗ chân lông Nano; được bảo vệ bởi sự kết hợp của than hoạt tính và tia cực tím 185 nm;

• Vi khuẩn ≤ 0.1 cfu/ml: điều khiển kép thông qua 254 NM khử trùng bằng tia cực tím 0.22 muLọc thiết bị đầu cuối m;

• Hàm lượng hạt ≤ 1 hạt/ml (≥0.22 muM): Thiết bị lọc vi xốp đầu cuối đảm bảo không Giới thiệu hạt trong quá trình phủ hoặc rửa vật liệu nano;

• SiO₂ ≤ 2 muG/L: Khả năng loại bỏ silicon hiệu quả cao của hệ thống RO hai giai đoạn ngăn ngừa ô nhiễm quy mô silicon trên bề mặt vật liệu nano.

4. Quy trình và quy trình làm việc

Lựa chọn tuyến đường quá trình 4.1

Để đáp ứng yêu cầu "điện trở suất≥ 18 MOmega ·Cm kiểm soát tạp chất vật liệu nano, "thiết bị này sử dụng sự kết hợp chủ đạo của" EDI thẩm thấu ngược hai giai đoạn ", như đã giải thích dưới đây:

Lưu ý: Đối với các ứng dụng yêu cầu tỷ lệ điện trở suất cao hơn (ví dụ:, một yêu cầu dài hạn của ≥ 18.2 MOmega ·Cm) hoặc nơi chất lượng nước thô dao động đáng kể, có thể lắp đặt thêm một bộ phận đánh bóng hỗn hợp (với nhựa cấp hạt nhân) sau khi hệ thống EDI như một biện pháp bảo vệ cuối cùng; điều này có thể được tùy chọn cấu hình khi cần thiết.

Sơ đồ quy trình dòng chảy 4.2

Dòng quy trình hệ thống hoàn chỉnh được minh họa trong hình dưới đây; toàn bộ quá trình—Từ lượng nước thô đến điểm sử dụng—Được chia thành ba phần chức năng chính: Tiền xử lý, thẩm thấu ngược và xử lý cuối cùng.

Mô tả quá trình 4.3

① Bộ phận tiền xử lý

Nước thô đầu tiên được đệm trong bể chứa nước thô và sau đó được áp lực bằng máy bơm nước thô trước khi được truyền liên tục qua bộ lọc đa phương tiện (để loại bỏ chất rắn lơ lửng, chất keo, và Độ ĐụC), một bộ lọc than hoạt tính (để hấp thụ clo dư, các hợp chất hữu cơ và mùi hôi), Một chất làm mềm nước hoặc một đơn vị liều lượng ức chế quy mô (để ngăn chặn sự hình thành của caco₃, Mgco₃, Hoặc quy mô silica trên bề mặt màng RO), và cuối cùng là 5 muM bộ lọc an toàn để loại bỏ các hạt mịn, do đó bảo vệ Bơm cao áp và màng RO.

② Phần thẩm thấu ngược hướng (RO hai giai đoạn)

Nước lọc được điều áp bởi một máy bơm áp suất cao chính và được đưa vào bộ phận thẩm thấu ngược (RO) chính, giữ lại 98%–99% ion, hợp chất hữu cơ và vi sinh vật; nước sản phẩm RO chính sau đó được chuyển tải bằng Bơm cao áp thứ cấp sang Bộ phận RO thứ cấp để làm sạch thêm, sau đó nó được lưu trữ trong bể chứa nước của sản phẩm RO. Quá trình RO hai giai đoạn này làm giảm độ dẫn xuống dưới khoảng 1–2 muS/cm, cung cấp nguồn nước cấp dữ liệu tuyệt vời cho các hệ thống EDI.

③ Bộ phận điều trị tiên tiến (EDI sau điều trị)

Nước được xử lý RO được đưa vào Mô đun EDI, nơi sự khử khoáng sâu liên tục xảy ra dưới tác động hiệp đồng của nhựa trao đổi ion và điện trường; điện trở suất điện của nước đầu ra sau đó tăng lên đến phạm vi 15–18 MOmega ·Cm. nước sau đó được chuyển đến bể chứa nước tinh khiết, được khử trùng bằng máy tiệt trùng UV bước sóng kép 185/254 nm (để làm suy giảm toc và loại bỏ vi sinh vật), sau đó truyền qua 0.22 muM Hệ thống lọc cuối cùng để loại bỏ bất kỳ vật chất hạt nào trước khi cuối cùng được chuyển đến điểm cấp nước cho quá trình sản xuất và rửa vật liệu nano.

4.4 thông số quy trình chính

5. Thông số kỹ thuật chi tiết cho từng thiết bị

Lưu trữ và điều áp nước thô 5.1

Bể chứa nước thô (vật liệu PE, 2.0 m³) Được trang bị một cảm biến mức để ngăn máy bơm không hoạt động; máy bơm nước thô (SUS304, Q ≈ 3.5 m³/H, H ≈ 0.30 Mpa) cung cấp tốc độ dòng chảy và áp suất ổn định cho quá trình tiền xử lý, và đi kèm với đồng hồ đo áp suất và van đầu vào/đầu ra.

Hệ thống tiền xử lý 5.2

Cấu hình tiền xử lý bao gồm một trình tự rửa ngược tự động (đa phương tiện/Than hoạt tính) và trình tự tái tạo (làm mềm), có thể được kích hoạt bởi PLC dựa trên cài đặt chênh lệch thời gian hoặc áp suất, đảm bảo vận hành và bảo trì đơn giản.

Hệ thống thẩm thấu ngược hướng 5.3 (RO)

Một mô đun màng tổng hợp Polyamide thơm chống bẩn (8040) được sử dụng. Hệ thống RO chính bao gồm bốn thành phần màng (hai bình áp lực, mỗi bình chứa hai màng được bố trí trong cấu hình 2:2), trong khi hệ thống RO thứ cấp bao gồm hai thành phần màng (một bình áp lực chứa hai màng). Tất cả các máy bơm áp suất cao đều là Máy bơm ly tâm đa giai đoạn thẳng đứng (SUS304/316L), được trang bị hệ thống điều khiển tần số thay đổi hoặc hệ thống điều khiển áp suất không đổi, và có tính năng bảo vệ áp suất cao/thấp, tập trung xả, và van xả.

Điện khử ion hóa 5.4 (EDI)

Chọn một mô-đun EDI quy mô lớn (với công suất xử lý được đánh giá ≥ 2.3 m³/H, ví dụ, dòng IP-LXM hoặc dòng MK tế bào điện tử) được cung cấp bởi nguồn điện DC chuyên dụng; Sau khi kiểm soát chính xác các thông số nước đầu vào (tốc độ dòng chảy, Áp suất và điện trở suất), các ion dư được loại bỏ liên tục dưới ảnh hưởng của điện Trường, dẫn đến Điện trở suất nước đầu ra từ 15 đến 18 MOmega ·Cm. EDI không yêu cầu tái tạo axit-Kiềm cũng như xả hóa chất.

Trữ nước tinh khiết 5.5

Cả hai bể chứa nước RO (PE, 1.0 m³) Và bể chứa nước tinh khiết (PE hoặc sus316l, 1.0 m³) Được trang bị Khóa liên động mức chất lỏng: Hệ thống sản xuất nước được kích hoạt ở mức chất lỏng thấp và dừng ở mức chất lỏng cao; sau đó, nước được cung cấp cho người dùng cuối dưới áp suất không đổi (tùy chọn: Hệ thống áp suất không đổi tần số bơm tăng áp nước tinh khiết).

5.6 sau khi điều trị và khử trùng

Máy tiệt trùng bằng tia cực tím sử dụng đèn bước sóng kép ở 185 nm (đối với sự xuống cấp toc và tạo ra các gốc hydroxyl) và 254 nm (để loại bỏ vi khuẩn), với vỏ bọc SUS304; bộ lọc đầu cuối có 0.22 ạ muM bộ phận lọc cấp vệ sinh (Vỏ sus316l), thu hút hiệu quả các hạt và vi sinh vật để đảm bảo độ sạch của nanomet ở điểm sử dụng nước cuối cùng.

Giường hỗn hợp đánh bóng 5.7 (tùy chọn)

Nếu cần duy trì điện trở suất tại ≥ 18.2 MOmega ·Cm trong một thời gian dài hoặc nếu chất lượng nước thô có biến động đáng kể, một bộ phận giường hỗn hợp đánh bóng bổ sung (Sử dụng nhựa hỗn hợp cấp hạt nhân) có thể được cài đặt sau khi hệ thống EDI như một biện pháp bảo vệ cho việc khử Muối sâu cuối cùng. Đơn vị này là một thành phần tùy chọn và nên được cấu hình khi cần thiết.

6. Hệ thống điều khiển và tự động hóa

Kiến Trúc Hệ thống điều khiển 6.1

Hệ thống này sử dụng kiến trúc "Màn hình cảm ứng PLC (HMI)", được bổ sung bởi tủ điều khiển tại chỗ. PLC xử lý điều khiển logic, bảo vệ Khóa liên động và thu thập dữ liệu; màn hình cảm ứng Cung cấp trạng thái hoạt động theo thời gian thực, cài đặt tham số, ghi nhật ký báo động và hiển thị xu hướng, hỗ trợ cả vận hành và bảo trì tại địa phương và từ xa.

Logic vận hành tự động 6.2

• Khởi động/dừng bằng một cú nhấp chuột: Tự động khởi động tất cả các máy bơm và van theo thứ tự tuần tự, với tự động xả nước khi tắt máy;

• Khóa liên động cấp độ: Cảm biến mực nước thô hoặc bể nước tinh khiết điều khiển hoạt động khởi động/dừng của bộ phận xử lý nước để tránh rơi và tràn;

• Tự động Rửa ngược/Tái tạo: đa phương tiện, than hoạt tính và làm mềm nước được tự động thực hiện dựa trên chênh lệch thời gian hoặc áp suất;

• Rửa tự động RO: Rửa Áp suất thấp tự động khi khởi động/dừng để làm chậm màng bẩn;

• Cấp nước áp suất không đổi: phần nước tinh khiết hỗ trợ điều khiển áp suất không đổi tần số, đảm bảo áp suất ổn định ở tất cả các điểm sử dụng nước.

Thiết bị giám sát trực tuyến 6.3

Hệ thống báo động và lồng vào nhau an toàn 6.4

• Bơm cao áp bảo vệ áp suất thấp (Tự động tắt khi không đủ lượng nước), bảo vệ áp suất cao (giảm áp/tắt máy);

• Khi điện trở suất nước giảm xuống dưới giá trị cài đặt, một báo động tự động được kích hoạt và chế độ xả được chuyển đổi (nước không vào bể nước tinh khiết);

• Các tính năng bảo vệ điện bao gồm: Phát hiện mức bình chứa nước cao/thấp, bảo vệ quá tải động cơ, và trình tự pha hoặc phát hiện mất pha;

• Tự chẩn đoán lỗi và đăng nhập báo động Lịch Sử tạo điều kiện cho hoạt động và truy xuất nguồn gốc bảo trì.

7. Lựa chọn đường ống, van và vật liệu

Nguyên tắc lựa chọn vật liệu 7.1

Tuân thủ nguyên tắc "thanh lọc dần dần và ngăn ngừa ô nhiễm thứ cấp", vật liệu tiếp xúc với nước có các loại chất lượng khác nhau sẽ được lựa chọn và sử dụng theo tầng:

7.2 đường ống và van

Hệ thống đường ống sử dụng kẹp vệ sinh hoặc kết nối nhiệt hạch để giảm thiểu các vùng chết; cấu hình van chủ yếu bao gồm van bi khí nén/điện và van màng để tạo điều kiện điều khiển tự động; phần nước tinh khiết được thiết kế với độ dốc và cửa xả thích hợp để tạo điều kiện làm sạch (CIP) và thoát nước.

8. danh sách cấu hình thiết bị chính (bom)

Bảng dưới đây cho thấy cấu hình của thiết bị chính của hệ thống (cấu hình điển hình; thiết lập thực tế phải tuân theo xác nhận thiết kế cuối cùng):

9. Cơ sở vật chất và điều kiện tiện ích công cộng

10. lắp đặt, vận hành và chấp nhận

Lắp đặt 10.1

• Vị trí, mức độ và đảm bảo thiết bị; kết nối nước thô, nước đã xử lý, nước tập trung, thoát nước và cấp điện theo bản vẽ;

• Kiểm tra và xả nước tĩnh điện đường ống; kiểm tra dây điện và nối đất;

• Hiệu chuẩn thiết bị và tải chương trình PLC.

Gỡ lỗi 10.2

• Vận hành hệ thống độc lập từng bước (máy bơm, van, dụng cụ) → Hoạt động thử nghiệm tích hợp → Xác minh tuân thủ chất lượng nước;

• Tối ưu hóa tốc độ phục hồi RO, tốc độ dòng điện/Lưu lượng EDI và các thông số vận hành tia cực tím đến mức tối ưu của chúng;

• Chạy liên tục trong 24 giờ–48 h để xác minh tính ổn định của Khối lượng sản xuất nước và chất lượng nước.

10.3 tiêu Chí chấp nhận

Khi thiết bị vận hành liên tục và ổn định, nếu tốc độ sản xuất nước là ≥ 2.0 m³/H và điện trở suất nước là ≥ 18.0 MOmega ·Cm (ở mức 25°C), và tất cả các thông số chất lượng nước khác tuân thủ các yêu cầu quy định tại mục 3.2, thiết bị sẽ được coi là đã thông qua kiểm tra chấp nhận.

11. Bảo trì vận hành và hàng tiêu dùng

Hoạt động hàng ngày 11.1

• Hồ Sơ kiểm tra hàng ngày về Áp suất vận hành, tốc độ dòng chảy, điện trở suất và báo động;

• Duy trì mức bình chứa nước và cho phép vận hành hệ thống tự động để tránh chu kỳ dừng khởi động thường xuyên;

• Lấy mẫu thường xuyên để theo dõi tham số ngoại tuyến, bao gồm toc, vi khuẩn và hạt.

Chu kỳ thay thế hàng tiêu dùng và bảo trì 11.2

12. Đảm bảo chất lượng và dịch vụ hậu mãi

• Sản xuất sẽ được thực hiện theo các tiêu chuẩn như JB/T 2932 và GB/T 19249; kiểm tra thủy tĩnh và chức năng sẽ được hoàn thành trước khi giao hàng.

• Cung cấp tài liệu như giấy chứng nhận trình độ thiết bị, chứng nhận vật liệu, sơ đồ điện, và hướng dẫn vận hành và bảo trì;

• Đơn vị chính của thiết bị bảo hành: 12 tháng (kể từ ngày chấp nhận thành công), có hỗ trợ kỹ thuật trọn đời;

• Cung cấp hướng dẫn lắp đặt, đào tạo vận hành thử và các dịch vụ phản hồi lỗi từ xa/trường;

• Cung cấp hàng tiêu dùng và phụ tùng dài hạn, bao gồm các bộ phận lọc, linh kiện màng và nhựa.

13. Bảng tóm tắt Thông số kỹ thuật