本實(shí)用新型涉及水處理及純水制備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種采用二級(jí)EDI膜堆的小流量型超純水一體機(jī)。

背景技術(shù)：

超純水是指將水中的導(dǎo)電介質(zhì)幾乎完全去除，并將水中不離解的膠體物質(zhì)、氣體及有機(jī)物均去除至很低程度的水，超純水的電阻率通常大于18MΩ.cm，18.3MΩ.cm為極限值。超純水廣泛應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室分析化學(xué)試驗(yàn)、基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)及細(xì)胞培養(yǎng)等生命科學(xué)研究中；在集成電路工業(yè)中，用于半導(dǎo)體原材料和所用器皿清洗、光刻掩模板的制備和硅片氧化用的水汽源等。此外，其他固態(tài)電子器件、厚膜和薄膜電路、印刷電路、真空管等制作也都要使用超純水。由于對(duì)超純水的需求量較大而且使用地點(diǎn)分散，特別需要一種能夠利用自來水或相近水源作為原水，方便制備超純水的一體化設(shè)備。

超純水機(jī)是一種用于將自來水等原水加工成超純水的水處理設(shè)備；現(xiàn)有的超純水機(jī)在制備超純水的過程中，主要應(yīng)用的工藝包括；蒸餾工藝、全離子交換工藝、電滲析+離子交換工藝、反滲透+一級(jí)EDI(電去離子)+拋光樹脂工藝；具體如下：

蒸餾工藝超純水機(jī)：采用蒸餾方法制備純水，可分一次和多次蒸餾。其缺點(diǎn)在于制水速度慢，水質(zhì)純度有限，取用不方便，且運(yùn)行成本高，需專人看管。

全離子交換工藝超純水機(jī)：利用離子交換柱的陰陽(yáng)樹脂交換水中的離子完成對(duì)水進(jìn)行除鹽。其缺點(diǎn)在于設(shè)備初期投入低，但后期維護(hù)成本和制水成本高；操作過程復(fù)雜煩瑣、再生頻率高，危險(xiǎn)系數(shù)大；自動(dòng)化操作難度大；系統(tǒng)需要酸堿再生，產(chǎn)生大量廢水、廢氣，對(duì)環(huán)境造成較大污染。

電滲析+離子交換工藝超純水機(jī)：利用膜法和離子交換工藝結(jié)合，操作簡(jiǎn)便；設(shè)備一次性投資大，能耗高，離子交換柱需要定期清理，或者更換樹脂，更換頻次高，且樹脂再生需要消耗大量酸堿溶液，產(chǎn)生大量污水。

反滲透+一級(jí)EDI+拋光樹脂超純水機(jī)：采用膜法、電去離子技術(shù)和離子交換技術(shù)，設(shè)備能生產(chǎn)超純水而無需化學(xué)劑再生，出水水質(zhì)穩(wěn)定。缺點(diǎn)在于產(chǎn)水量有局限性，且拋光樹脂為巨額耗材，制水成本高且不能再生，當(dāng)水質(zhì)低于產(chǎn)水要求時(shí)，未完全失效的拋光樹脂將一并更換，造成極大浪費(fèi)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型提供了一種采用二級(jí)EDI膜堆的小流量型超純水一體機(jī)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、占地面積小、自動(dòng)化程度高及運(yùn)行成本低的優(yōu)點(diǎn)，其產(chǎn)水量在30L/H～100L/H，出水質(zhì)量達(dá)到或接近18.2MΩ.cm，適用于用水量較小且水質(zhì)要求高的行業(yè)領(lǐng)域。

為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種采用二級(jí)EDI膜堆的小流量型超純水一體機(jī)，包括箱體及集成在箱體內(nèi)的預(yù)處理單元、反滲透單元、壓力儲(chǔ)罐及二級(jí)EDI膜堆；所述預(yù)處理單元內(nèi)部設(shè)有多級(jí)過濾器，其進(jìn)水端與原水進(jìn)水口相連，出水端連接反滲透單元的進(jìn)水端；反滲透單元的出水端分別連接壓力儲(chǔ)罐及二級(jí)EDI膜堆的進(jìn)水端，二級(jí)EDI膜堆的超純水出水端連接超純水出口，濃水出水端連接二級(jí)EDI濃水出口。

所述預(yù)處理單元由依次連接的活性炭過濾器、軟化水過濾器和保安過濾器組成。

所述反滲透單元由依次連接的一級(jí)高壓泵、一級(jí)RO裝置、二級(jí)高壓泵和二級(jí)RO裝置組成，二級(jí)RO裝置的出水端通過三通分別連接壓力儲(chǔ)罐和二級(jí)EDI膜堆的進(jìn)水端；一級(jí)RO裝置和二級(jí)RO裝置的濃水排出端分別連接箱體上的一級(jí)RO濃水出口和二級(jí)RO濃水出口；二級(jí)RO裝置的濃水排出端另外通過濃水回流管與一級(jí)高壓泵的進(jìn)水口連接。

所述箱體為封閉式箱體，箱體正面的上部設(shè)控制面板，控制面板上設(shè)有的監(jiān)測(cè)儀表的顯示盤，控制面板上還設(shè)有電源開關(guān)按鈕及運(yùn)行啟動(dòng)按鈕；箱體背面底部設(shè)有電源接口、原水進(jìn)水口、一級(jí)RO濃水出口、二級(jí)RO濃水出口、二級(jí)EDI濃水出口及超純水出口。

所述監(jiān)測(cè)儀表包括壓力表、流量計(jì)、電壓表、電流表、一級(jí)RO出水電導(dǎo)率表、二級(jí)RO出水電導(dǎo)率表及超純水電阻率表；其中壓力表、流量計(jì)的測(cè)量端安裝在預(yù)處理單元的進(jìn)水端；電壓表和電流表的測(cè)量端設(shè)在電源線上；一級(jí)RO出水電導(dǎo)率表、二級(jí)RO出水電導(dǎo)率表的探頭分別設(shè)于一級(jí)RO裝置、二級(jí)RO裝置的出水端；超純水電阻率表的探頭設(shè)置在二級(jí)EDI膜堆的出水端。

所述箱體底部四角分別設(shè)萬(wàn)向滑輪。

所述箱體內(nèi)還設(shè)有電控箱及PLC控制系統(tǒng)；預(yù)處理單元、反滲透單元、壓力儲(chǔ)罐及二級(jí)EDI膜堆之間的連接管路，濃水回流管以及反滲透單元、二級(jí)EDI膜堆與對(duì)應(yīng)濃水出口之間的連接管路上分別設(shè)電動(dòng)閥門；預(yù)處理單元、反滲透單元、二級(jí)EDI膜堆的控制端，各電動(dòng)閥門的控制端及監(jiān)測(cè)儀表的輸出端分別連接PLC控制系統(tǒng)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：

1)采用二級(jí)EDI膜堆，可實(shí)現(xiàn)將不同水質(zhì)的自來水轉(zhuǎn)化為超純水，超純水電阻率最高可達(dá)18.2MΩ.cm；

2)與離子交換工藝相比，設(shè)備可連續(xù)運(yùn)行，不需要停機(jī)再生，設(shè)備再生不需要加酸堿溶液，無污水產(chǎn)生，且再生操作簡(jiǎn)單；

3)產(chǎn)水純度高，水質(zhì)穩(wěn)定，與反滲透+一級(jí)EDI+拋光樹脂工藝比，無需拋光樹脂巨額耗材，可降低制水能耗及成本；

4)二級(jí)RO裝置的出水通過二級(jí)EDI膜堆的流程及時(shí)間增加，因此離子遷移數(shù)量增加，所制純水的純度更高，EDI膜堆的使用壽命長(zhǎng)，更換頻次低；

5)適用范圍廣，滿足各行業(yè)對(duì)超純水的需求；

6)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，移動(dòng)方便，智能化程度高，低能耗，制水成本低；

7)通過監(jiān)測(cè)儀表，設(shè)備工作狀態(tài)能夠?qū)崟r(shí)顯示，具備自動(dòng)沖洗膜系統(tǒng)的功能，缺水時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)保護(hù)；出水水質(zhì)實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型所述采用二級(jí)EDI膜堆的小流量型超純水一體機(jī)的主視圖。

圖2是圖1的后視圖。

圖3是圖1的左視圖。

圖4是圖1的右視圖。

圖5是本實(shí)用新型所述采用二級(jí)EDI膜堆的小流量型超純水一體機(jī)的工藝流程框圖。

圖中：1.電源開關(guān)按鈕 2.運(yùn)行啟動(dòng)按鈕 3.一級(jí)RO電導(dǎo)率表 4.二級(jí)RO電導(dǎo)率表5.超純水電阻率表 6.電壓表 7.電流表 8.壓力表 9.流量計(jì) 10.活性炭過濾器 11.軟化水濾器 12.保安過濾器 13.萬(wàn)向滑輪 14.電源接口 15.原水進(jìn)水口 16.一級(jí)RO濃水出口 17.二級(jí)RO濃水出口 18.超純水出口 19.二級(jí)EDI濃水出口 20.一級(jí)高壓泵 21.一級(jí)RO裝置 22.二級(jí)高壓泵 23.二級(jí)RO裝置 24.壓力儲(chǔ)罐 25.二級(jí)EDI膜堆 26.電控箱及PLC控制系統(tǒng)

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步說明：

如圖1-4所示，本實(shí)用新型所述一種采用二級(jí)EDI膜堆的小流量型超純水一體機(jī)，包括箱體1及集成在箱體1內(nèi)的預(yù)處理單元、反滲透單元、壓力儲(chǔ)罐25及二級(jí)EDI膜堆26；所述預(yù)處理單元內(nèi)部設(shè)有多級(jí)過濾器，其進(jìn)水端與原水進(jìn)水口16相連，出水端連接反滲透單元的進(jìn)水端；反滲透單元的出水端分別連接壓力儲(chǔ)罐25及二級(jí)EDI膜堆26的進(jìn)水端，二級(jí)EDI膜堆26的超純水出水端連接超純水出口19，濃水出水端連接二級(jí)EDI濃水出口20。

所述預(yù)處理單元由依次連接的活性炭過濾器11、軟化水過濾器12和保安過濾器13組成。

所述反滲透單元由依次連接的一級(jí)高壓泵21、一級(jí)RO裝置22、二級(jí)高壓泵23和二級(jí)RO裝置24組成，二級(jí)RO裝置24的出水端通過三通分別連接壓力儲(chǔ)罐25和二級(jí)EDI膜堆26的進(jìn)水端；一級(jí)RO裝置22和二級(jí)RO裝置24的濃水排出端分別連接箱體1上的一級(jí)RO濃水出口17和二級(jí)RO濃水出口18；二級(jí)RO裝置24的濃水排出端另外通過濃水回流管與一級(jí)高壓泵21的進(jìn)水口連接。

所述箱體1為封閉式箱體，箱體1正面的上部設(shè)控制面板，控制面板上設(shè)有的監(jiān)測(cè)儀表的顯示盤，控制面板上還設(shè)有電源開關(guān)按鈕2及運(yùn)行啟動(dòng)按鈕3；箱體1背面底部設(shè)有電源接口15、原水進(jìn)水口16、一級(jí)RO濃水出口17、二級(jí)RO濃水出口18、二級(jí)EDI濃水出口20及超純水出口19。

所述監(jiān)測(cè)儀表包括壓力表9、流量計(jì)10、電壓表7、電流表8、一級(jí)RO出水電導(dǎo)率表4、二級(jí)RO出水電導(dǎo)率表5及超純水電阻率表6；其中壓力表9、流量計(jì)10的測(cè)量端安裝在預(yù)處理單元的進(jìn)水端；電壓表7和電流表8的測(cè)量端設(shè)在電源線上；一級(jí)RO出水電導(dǎo)率表4、二級(jí)RO出水電導(dǎo)率表5的探頭分別設(shè)于一級(jí)RO裝置22、二級(jí)RO裝置24的出水端；超純水電阻率表6的探頭設(shè)置在二級(jí)EDI膜堆26的出水端。

所述箱體1底部四角分別設(shè)萬(wàn)向滑輪14。

所述箱體1內(nèi)還設(shè)有電控箱及PLC控制系統(tǒng)27；預(yù)處理單元、反滲透單元、壓力儲(chǔ)罐25及二級(jí)EDI膜堆26之間的連接管路，濃水回流管以及反滲透單元、二級(jí)EDI膜堆26與對(duì)應(yīng)濃水出口17、18、20之間的連接管路上分別設(shè)電動(dòng)閥門；預(yù)處理單元、反滲透單元、二級(jí)EDI膜堆26的控制端，各電動(dòng)閥門的控制端及監(jiān)測(cè)儀表的輸出端分別連接PLC控制系統(tǒng)。

如圖5所示，采用本實(shí)用新型所述一種采用二級(jí)EDI膜堆的小流量型超純水一體機(jī)制取超純水的過程由PLC控制系統(tǒng)自動(dòng)控制，首先按下箱體1控制面板上的電源開關(guān)按鈕2，裝置給電，然后按動(dòng)運(yùn)行啟動(dòng)按鈕3，裝置開始運(yùn)行。原水通過原水進(jìn)口16進(jìn)入預(yù)處理單元，當(dāng)進(jìn)水壓力滿足設(shè)置壓力時(shí)，進(jìn)水電磁閥開啟，原水依次經(jīng)過活性炭過濾器11，軟化水濾器12、保安過濾器13處理后，通過一級(jí)高壓泵21進(jìn)入一級(jí)RO(反滲透)裝置22，一級(jí)RO裝置22產(chǎn)出的純水直接通過管路進(jìn)入二級(jí)高壓泵23，然后進(jìn)入二級(jí)RO裝置24，一級(jí)RO裝置22產(chǎn)出的濃水通過一級(jí)RO濃水出口17排出；二級(jí)EO裝置24的產(chǎn)水大部分直接通過管路進(jìn)入二級(jí)EDI膜堆26，小部分進(jìn)入壓力儲(chǔ)罐25，二級(jí)RO裝置24產(chǎn)出的濃水通過二級(jí)RO濃水出口18排出；二級(jí)EDI膜堆26出水即為超純水，超純水通過超純水出口19排出，二級(jí)EDI膜堆26產(chǎn)出的濃水通過二級(jí)EDI濃水出口20排出。并且二級(jí)RO系統(tǒng)24設(shè)有一條濃水回流管與一級(jí)高壓泵21的進(jìn)水口連通。在超純水制取過程中純水的電導(dǎo)率、超純水的電阻率、原水的壓力及流量等參數(shù)在控制面板的監(jiān)測(cè)儀表顯示盤上均可看到，本裝置還設(shè)有斷電保護(hù)功能，遇到異常情況，能夠自動(dòng)停機(jī)。

本實(shí)用新型所述一種采用二級(jí)EDI膜堆的小流量型超純水一體機(jī)將預(yù)處理單元、反滲透單元，二級(jí)EDI膜堆26整合在一個(gè)封閉的機(jī)箱1內(nèi)，結(jié)構(gòu)緊湊、美觀整潔，能夠防止灰塵進(jìn)入，設(shè)備占地面積?。豢刂泼姘迳习惭b有多種監(jiān)測(cè)儀表顯示盤，操作方便，全自動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)無人值守操作。

二級(jí)RO裝置24設(shè)濃水回流管將產(chǎn)出的濃水返回一級(jí)高壓泵21，可減少濃水排放量，提高回收率，節(jié)省成本。

EDI膜堆是利用模塊兩端電極使水中的帶電離子移動(dòng)，并配合離子交換樹脂及選擇性樹脂膜，以加速離子移動(dòng)去除，進(jìn)而達(dá)到水的純化。而離子交換樹脂再生所需的氫根及氫氧跟則來自于高壓電下，由水中的解離所供給，這樣就無需用酸、堿來進(jìn)行再生還原。二級(jí)EDI膜堆的流程長(zhǎng)度是一級(jí)EDI膜堆的兩倍，RO出水在二級(jí)EDI膜堆中流過的時(shí)間長(zhǎng)，其中離子被去除的量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于一級(jí)EDI膜堆。因此二級(jí)EDI膜堆所制超純水的純度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于一級(jí)EDI膜堆。另外二級(jí)EDI膜堆在進(jìn)水電導(dǎo)率小于20us/cm的條件下仍然可以穩(wěn)定產(chǎn)出大于15MΩ.cm的超純水，具有極強(qiáng)的抗變能力，產(chǎn)品水的穩(wěn)定性極高；當(dāng)采用自來水作為原水時(shí)，其含鹽量的波動(dòng)大，一級(jí)RO產(chǎn)水電導(dǎo)率波動(dòng)也大，這將使一級(jí)EDI膜堆產(chǎn)水的電阻率達(dá)不到用水要求，甚至造成產(chǎn)水電阻率急劇下降，無法再生恢復(fù)。因而本實(shí)用新型采用兩級(jí)RO裝置+二級(jí)EDI膜堆的結(jié)構(gòu)形式，保證二級(jí)EDI膜堆26穩(wěn)定產(chǎn)出所要求的超純水。利用壓力儲(chǔ)罐25來穩(wěn)定二級(jí)EDI膜堆的進(jìn)水壓力，二級(jí)EDI膜堆進(jìn)水口前無須設(shè)增壓泵，解決了供水壓力問題

箱體底部安有萬(wàn)向滑輪14，便于移動(dòng)和運(yùn)輸。

以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的具體實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案及其構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。