[发明专利]一种防止电去离子装置结垢的超纯水制备系统及方法

权利要求书

1.一种防止电去离子装置结垢的超纯水制备系统，它主要由原水预处理系统、反滲透系统、电去离子系统组成，其特征在于：

所述的原水预处理系统包括原水增压泵、机械过滤器、活性炭过滤器及精密滤器，原水通过管道进入增压泵，增压泵后依次连接机械过滤器、活性炭过滤器及精密滤器；

所述的反滲透系统包括高压泵、膜组件、膜壳、管阀件以及控制系统，所述精密滤器相接于高压泵，该高压泵后面相接有由膜组件、膜壳、管阀件以及控制系统构成的一级反渗透装置；

所述的电去离子系统包括淡水泵、EDI膜堆及整流器；一级反渗透装置后面配置的产水箱经所述淡水泵连接于EDI膜堆，并由整流器提供电场形成膜堆电流，EDI膜堆中的离子交换树脂通过离子交换不断去除水中的阴阳离子，从而产生超纯水；

所述的电去离子系统配置有浓水处理系统，该浓水处理系统由软化器和精密滤器组成；从EDI膜堆之后接出的浓水管道通过一浓水泵依次连接所述的软化器和精密滤器，经过精密滤器之后一路回流管路连接所述的电去离子系统，另一路通过排放管进行排放或处理。

2.根据权利要求1所述的防止电去离子装置结垢的超纯水制备系统，其特征在于所述增压泵与机械过滤器中间的管道上串接有加入絮凝剂的计量泵，所述的机械过滤器内填装有用于过滤去除水中悬浮物和胶体的无烟煤和石英砂滤料；所述的活性炭过滤器内填充有用于去除水中有机物和余氯的活性炭滤料；所述的精密滤器内装有微滤滤芯；

所述的反渗透装置是在膜壳内串联安装反渗透膜组件构成，所述的软化器内装有阳离子交换树脂；所述的连接于软化器之后的精密滤器内装有微滤滤芯或超滤膜。

3.一种利用权利要求1或2所述防止电去离子装置结垢的超纯水制备系统进行超纯水制备的方法，其特征在于所述的超纯水制备方法包括：

a）原水预处理：包括自来水、地下水的原水经过絮凝、机械过滤及活性炭吸附处理，去除原水中的悬浮物、胶体、有机物和余氯，满足反渗透系统的进水要求，防止反渗透膜的污染和EDI膜堆的污染；

b）反渗透处理：预处理后的水由高压泵加压进入反渗透膜组件，反渗透膜组件能连续除去水中的绝大部分无机盐及溶解性有机物、胶体、微粒、病毒和热源杂质，反渗透产水不但含盐量大为降低，而且可大幅度降低对电去离子系统污染的中性或弱电性有机物含量；

c）电去离子处理：合格的反渗透系统产水经淡水泵增压进入电去离子系统，整流器提供电场形成膜堆电流，EDI膜堆中离子交换树脂通过离子交换不断去除水中的阴、阳离子产生超纯水，而通过膜堆电流持续电离部分水分子，使之产生H⁺和OH^-离子，电离产生H⁺和OH^-离子将再生离子交换树脂，同时交换下来的阴、阳离子经过阴膜和阳膜进入浓水室；EDI膜堆的淡水和浓水采用同方向流动形式，有利于淡水室和浓水室的压力差较均匀，EDI膜堆进口压力要求较低；

d）浓水处理：所述的进入浓水室的浓水经过浓水处理系统处理，处理后的浓水用浓水泵循环回流以保持浓水的导电性能，部分浓水以及极水排放。

4.根据权利要求3所述超纯水制备的方法，其特征在于所述浓水处理系统中的软化器内填充凝胶型或大孔型强酸性阳离子交换树脂，处理流速10-30m/h；通过离子交换将浓水中大部分的Fe²⁺、Ca²⁺、Mg²⁺等阳离子去除，深度脱除浓水的硬度，减少水垢的形成；

所述浓水处理系统中的精密滤器中采用微滤滤芯或超滤膜；在浓水室形成Fe(OH)₃、CaCO₃、MgCO₃等沉淀物以微粒的形式存在，粒径一般在0.1-5.0微米之间；在浓水循环过程中进入精密滤器，通过筛分原理可以截留绝大部分微粒而不再进入到EDI膜堆中，从而减少结垢，同时也能截留运行过程中可能形成的破碎的离子交换树脂及其它杂质。