[发明专利]反渗透高纯水制造工艺

说明书

本发明涉及一种反渗透高纯水制造工艺

高纯水在电子、制药、化工等工业均有广泛应用。高纯水传统的制备方法是离子交换。离子交换中的离子交换树脂需经常用酸和碱再生，操作麻烦，费用高，并产生污水污染环境。

反渗透设备可以除去水中大部分杂质，不必酸和碱再生，是一种代替离子交换的有效方法。反渗透的除盐率一般为98-99％。为了提高除盐率，可以用一级反渗透设备除盐，再将其纯水作为另一个反渗透设备的给水进一步除盐。这种将两个反渗透设备联合使用的工艺称为双级反渗透工艺。两个反渗透设备分别称为一级和二级反渗透。但是，反渗透设备不能除去水中二氧化碳。水中二氧化碳可以增加水的电导率，因此用双级一反渗透方法制备的纯水电导率仍然较高。

由于美国药典(USP)规定反渗透纯水可以直接作为注射用纯水。美国药典还规定注射用纯水一级测试的电导率应小于1.1μs/cm。因此，一个以反渗透为主要设备来制备电导率小于1μs/cm(电阻率大于1MΩcm)纯水的工艺方法就尤其重要。当然，电导率小于1μs/cm之纯水除用于制药用水外还有很多其它用途。

美国专利US4574049提供了一种在一级反渗透纯水中加入碱，将其中二氧化碳转化成碳酸氢盐，再用二级反渗透除去的方法。该方法很难保证纯水的电阻率在1MΩ·cm以上。原因之一是当原水中二氧化碳含量较高时，需要添加较大量的碱，进而生成较大量的盐。二级反渗透又只能将这部分98-99％盐出去，剩余的1-2％会明显影响纯水电阻率。

美国专利US5338456提供了一种在一级反渗透之前安装传统吹气和抽真空脱气装置对原水进行脱气处理以提高反渗透纯水纯度的方法。由于一般原水pH较高，因此二氧化碳脱除率较低。该方法也很难保证纯水的电阻率在1MΩ·cm以上。

本发明的目的是提供一种用双级反渗透及辅助设施制备高纯水的方法，本发明的又一个目的是提供一种能够用双级反渗透及辅助设施制备电阻率在1MΩ·cm以上之纯水。

为达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：这种反渗透高纯水制造工艺：它包括以下几个步骤：原水预处理，预处理后进一级反渗透装置处理，再经二级反渗透装置处理，所述的一级反渗透水经脱气装置脱除二氧化碳后，加碱，然后进缓冲水箱，再进行二级反渗透处理。

图1表示本发明除预处理以外之工艺过程。

本发明适用于所有类型原水。在原水电导率小于1000μs/cm时，产品水电导率为大于1MΩ·cm。

本发明中提及的预处理设施1包括以下设施中的一个或几个：多介质过滤器、活性炭过滤器、阳离子交换软化器、阻垢剂添加设施、电磁阻垢器、酸添加设施、和精密过滤器和超率设施。预处理设施的选择应根据原水特性确定以保证一级反渗透正常运行。

一级反渗透设施2包括反渗透膜，一级反渗透高压给水设施及辅助设施。一级反渗透设备产生一级反渗透浓水和一级反渗透纯水。一级反渗透浓水排放，一级反渗透纯水入脱气装置。由于一级反渗透将水中大部分碳酸根和碳酸氢根清除，因此此时水的pH值较低。较低的pH值有利于二氧化碳的脱除。

中空纤维脱气设施3包括多个多孔中空纤维。中空纤维由疏水材料制成。中空纤维内部抽真空或吹气体或吹气体和抽真空并用。一级反渗透之纯水在中空纤维外部流过。也可以使一级反渗透纯水在中空纤维内部流过，而在中空纤维外部抽真空或吹气体或吹气体和抽真空并用。又可以实用脱气塔装置，水从塔上端淋下，另外一种脱气气体从塔底端吹入。水溶液中气体例如二氧化碳在与脱气气体如氮气接触中脱离水溶液，被脱气气体带出。为了增加气体与水溶液接触面积，脱气塔中经常添加填料。当然也可以用减压的方式使用脱气塔对水溶液脱气。

经脱气处理后水中二氧化碳含量应小于5ppm(毫克/升)。必要时可以采用多级脱气装置。向脱气后的水中加入氢氧化钠溶液，4为氢氧化钠贮罐，加入量为应将99％以上剩余二氧化碳中和成碳酸氢盐。

该水流进缓冲水箱5，以增加氢氧化钠与二氧化碳反应时间。缓冲水箱另外还用于平衡一级反渗透纯水流量与二级反渗透给水流量之间的差别。

二级反渗透设施6包括二级反渗透膜，二级反渗透高压给水装置及辅助设施。二级反渗透设备产生二级反渗透浓水和二级反渗透纯水。二级反渗透浓水返回一级反渗透给水，二级反渗透之纯水可以进入纯水缓冲水箱5，或直接被使用。

实施例1