[发明专利]用于生产超纯水的方法

说明书

本发明涉及一种用于生产净化水的方法，所述方法包括使水通过超滤装置和包含孔径为20‑100 nm的珠的混合床离子交换剂的步骤，其中所述超滤装置位于所述混合床离子交换剂的上游，以及涉及包含超滤装置和混合床离子交换剂的模块，和包含超滤装置和混合床离子交换剂的用于生产超纯水的水处理系统。

本发明涉及一种用于生产净化水的方法，所述方法包括使水通过超滤装置和包含孔径为20-100 nm的珠的混合床离子交换剂的步骤，其中所述超滤装置位于所述混合床离子交换剂的上游，以及涉及包含超滤装置和混合床离子交换剂的模块，和包含超滤装置和混合床离子交换剂的用于生产超纯水的水处理系统。

通过若干技术的组合，由市政水制备实验室超纯水。通常，活性炭、反渗透、离子交换树脂、微过滤/超滤、紫外线照射和无菌级微过滤单独或组合用于净化水。超纯水精制(polishing)为水净化的最终的步骤。Milli-Q® (得自德国Darmstadt，Merck KGaA的商品)采用离子交换树脂、活性炭、光致氧化UV灯、微过滤和/或超滤。

超纯水(或1型水)通常通过大于18 MΩ·cm (在25℃下)的电阻率和小于20份每十亿(ppb)的总有机化合物(TOC)值来表征。2型水通常通过大于1.0 MΩ·cm的电阻率和小于50 ppb的TOC值来表征。3型水为最低级别实验室水，推荐用于例如玻璃器皿漂洗或加热浴，或供给1型实验室水系统。其通过大于0.05 MΩ·cm的电阻率和小于200 ppb的TOC值来表征。

由于污染物和/或颗粒污染，世界范围给水品质越来越受到挑战。此外，市政水品质可随着季节和水供应源而变化。在许多情况下，给水通过去离子(DI)简单地预处理。由于重复的再生过程，树脂可在供给DI瓶中被破坏，产生树脂副产物和破碎的树脂部份。此外，有机和污染物可累积，并且随着时间的逝去而释放。在一些地形中，自来水还可包含显著量的污染物。

将不良预处理的水供给超纯水生产系统可在系统中导致污染问题。这样的污染物可覆盖离子交换树脂的活性表面，并阻断或减慢离子传质。这可能是不可逆的，即，永久污染层沉积在树脂上，或者为可逆的，即，污染层脆弱，因此当水源品质改善时，容易除去。

当今存在若干方案来应对差品质的给水。通常，消耗性筒适合相应的给水品质：

对于与2型水(通过电去离子(EDI)处理的水)、3型水(通过反渗透处理的水)或蒸馏水进料连接的系统，筒通常含有规则离子交换树脂的组合。对于与DI水(去离子水)进料连接的系统，加入活性炭纤维过滤器，以降低有机物。最后，如果系统与具有高有机负荷的DI水进料连接，则使用组合沉积过滤器、大孔阴离子交换树脂(清除剂)和大孔混合床树脂的筒，以降低污染现象。

本发明的目的是提供一种改进的方法，以消除或降低超纯水生产系统中的污染，特别是在脏的去离子水进料的情况下。

意外地发现超滤装置和抗污染树脂诸如大孔类型混合床树脂的组合导致在水处理中非常好的性能和延长的寿命的消耗品。

WO 98/09916 A1描述了一种组合超滤步骤(18)和离子交换步骤(34，36)的超纯水生产系统。超滤模块位于流程图(18)的最上游位置。其目的是消除有机和无机胶体和溶质，允许在接下来的氧化步骤(30)之前降低有机负荷。离子交换步骤使用阴离子交换树脂颗粒和阳离子交换树脂颗粒的混合物(混合床)。

JP 10216721 A教导了通过超滤(UF)和阴离子交换剂的组合，以超痕量水平去除胶体物质。UF和阴离子交换剂的该组合显示最佳性能，以除去超痕量二氧化硅。

CN 202246289 U公开了一种家用饮用水系统构造。在该系统中，三个容器串联连接，含有沉积过滤器、活性炭和离子交换树脂床，其具有0.8-0.9 mm的珠直径和90 cm的床高。树脂应该是阳离子交换树脂，以软化水。UF用作最后一步用于病原性微生物去除。

CN 202881021 U描述了一种水净化装置，其包括石英砂过滤器、活性炭槽、超滤器和离子交换树脂床。