DOC《南京林业大学》

南京林业大学 本科毕业设计(论文) 题目:500L/h超纯水系统工艺初步设计 学院: 土木工程学院 专业: 给水排水工程 学号:

080605205 学生姓名: 指导教师: 职称: 二O一二 年五月十六 日 摘要 纯水和超纯水在电子元器件和电源电路、超高压锅炉,汽车喷漆、真空管加工制作等行业具有非常广泛的应用.

尤其是在高校科研院所,化学药品、生物制剂配制均离不开纯水,乃至超纯水.因此,生产高质量的纯水和超纯水,是科学研究的有力保障.针对给排水实验室实验需要,为有效提高实验准确度,提升科研水平,开展《500L/h超纯水系统工艺初步设计》十分必要. 论文介绍了超纯水的定义及制备技术的发展过程,简要阐述目前国内外制备超纯水技术中较为成熟先进的反渗透和电去离子法(Electrodeionization,简称EDI);

着重研究实验室纯水机的制备工艺,分析各工艺流程及其水质;

对实验室用水替代产品(市售纯净水)的水质作出评价,找出最适合替代实验用水的产品;

最后,对500L/h超纯水系统工艺初步设计,给出相关经济技术指标. 关键词:超纯水;

反渗透;

电去离子;

纯水机 Abstract Pure and ultra-pure water is widely used in some industries such as electronic components and power supply circuit, high pressure boiler, automobile paint, Vacuum tube processing and producing. Especially in university and scientific research institutions, the preparation of chemical medicine and biological agents can not do without pure water, even ultra-pure water. Therefore, producing high quality pure and ultra-pure water is a strong guarantee of scientific research. For the demand of Water supply and drainage laboratory experiments, to improve the experimental accuracy, enhance the level of scientific research, carrying out the research of "the preliminary design of 500L/h ultra-pure water system process" is necessary. The definition of ultra-pure water and development of preparation process were introduced in this paper, more mature and advanced reverse osmosis and electrodeionization method (Electrodeionization, referred to as EDI) in the preparation of ultra-pure water technology at home and abroad was briefly described. The preparation process of laboratory water purification machine , and water quality of different process flow were focused on. The water quality of the laboratory used alternative products (commercially pure water) was evaluated, and the most suitable alternative product of the experimental water was identified. Finally, 500L/h ultrapure water system process was preliminary designed, and interrelated economic and technological indicators were given. Keywords: Ultra-pure water;

Reverse Osmosis;

Electrodeionization;

Water Purifier 目录 摘要 i Abstract ii 目录 I

1 概述

1 1.1 超纯水简介

1 1.2 超纯水生产技术的发展过程

2 1.3 超纯水的用途

4 1.4 超纯水制备工艺

4 1.4.1 预处理

5 1.4.2 预脱盐

6 1.4.3 精处理

8 1.4.4 国外某电子工业超纯水制备实例

12 2实验室超纯水机的原理及其水质监测

14 2.1 实验室用水标准

14 2.2 实验室纯水机系统工艺简介及存在问题探讨

14 2.2.1 Alpha-Pure Plus(RO系列)增强型高纯水系统

14 2.2.2 AQUELIX实验室高纯水系统

16 2.2.3 实验室用水替代产品质量监测

18 3超纯水的工艺设计

21 3.1 系统概况

21 3.2 超纯水的制备系统的构建

21 3.3 工艺流程描述

21 3.3.1 预处理系统

21 3.3.2反渗透系统

22 3.3.3 EDI系统

22 3.3.4 供水系统

22 3.4 主要设备及技术参数

23 3.5 费用计算

24 3.5.1 投资费用

24 3.5.2 运行费用

24 参考文献

25 1 概述 1.1 超纯水简介 水的纯度即水的纯洁程度,指水中各种溶解物(包括盐类阴、阳离子和气体)及不溶物等杂志的总含量.水的溶解能力很强,很多物质在水中不仅溶解度很大,解离度也很高,所以它们在水中会大大影响水的纯度.在工业用水中,水的纯度常以水中含盐量或水的电阻率来衡量.显然,水的纯度越高,其中含盐量也就越低,反之则越高. 含盐量指单位体积水中解离成离子状态的溶解固体的总量[1].一般用重量法的毫克/升(mg/L)或当量法的毫克当量/升(meq/L)表示.用mg/L表示时,是指所有阴、阳离子的总量.用meq/L表示时,是指所有阳离子或所有阴离子的总量. 天然水中一般含有可溶性物质和悬浮物质(包括悬浮物、颗粒物、水生生物等).可溶性物质中的主要离子:钾离子(K+)、钠离子(Na+)、钙离子(Ca2+)、镁离子(Mg2+)、碳酸氢根离子(HCO3-)、硝酸根离子(NO3-)、氯离子(Cl-)和硫酸根离子(SO42-)为天然水中常见的八大离子,占天然水中离子总量的95%~99%,其总量可以粗略地作为水中的总含盐量. 总含盐量=[钙离子+镁离子+钠离子+钾离子] + [碳酸氢根离子+硫酸根离子+氯离子] 水分析的工作量较大,特别是对于超纯水,溶解的离子含量已经很小,要测定其质量比较困难,也不易准确.由于水中的各种盐类都是以离子状态存在,具有导电能力,水的含盐量与其导电能力呈正比关系,故可用水的导电能力表示含盐量. 电阻率是指断面1cm*1cm,长1cm体积的水所测得的电阻,国际制(SI)单位为欧姆・米(Ω・m),水质检验标准采用单位为欧姆・厘米(Ω・cm).理论上纯水在25℃时的电阻率为18.3*106Ω・cm. 电导率是电阻率的倒数,其国际制单位为西/米(S/m),或欧姆-1・厘米-1(Ω-1・cm-1). 水中离子迁移速度受水温影响,所以水的导电能力还与水温有关,在测定水的电阻率或电导率时,应同时记录记录水的温度,以便比较.理想纯水在不同温度时的电阻率见表1.1. 表1.1 理想纯水在不同温度时的电阻率 温度/℃ 理论电阻 (Ω・cm) 温度/℃ 理论电阻率(Ω・cm)

5 62.1*106

25 18.3*106

10 45.5*106

30 14.1*106

15 31.2*106

35 9.75*106

20 26.3*106

40 7.66*106 在工业上,根据对水质的不同要求,水的纯度可分为四种,见表1.2[2]. 表1.2 水的纯度类型 类型 淡化水 脱盐水 纯水 超纯水 含盐量/(mg/L)

16 >15 >10 总电解质/(μg/L)