EDI 系统概述 |
半导体材料、器件、印刷电路板和集成电路及封装、液晶显示、高精度线路板、光电器件、各种电子器件、微电子工业、超大规模集成电路需用大量的高纯水、超纯水清洗半成品、成品。集成电路的集成度越高,对水质的要求也越高。目前我国电子工业部把电子水质技术分为五个行业标准,分别为1MΩ.cm、5MΩ.cm、10MΩ.cm、16MΩ.cm、18MΩ.cm,以区分不同水质。 |
制备电子工业用超纯水的工艺流程 |
电子行业制备超纯水的工艺大致分成以下几种: 1、采用离子交换树脂制备超纯水的其基本工艺流程为:原水→原水箱→原水泵→多介质过滤器→保安过滤器→阳床→阴床(复床)→混床→纯水箱→纯水泵→后置精密过滤器→用水点 2、采用反渗透水处理设备与离子交换设备其基本工艺流程为:原水→原水箱→原水泵→多介质过滤器→保安过滤器→高压泵→反渗透设备→RO水箱→混床泵→混床→纯水箱→纯水泵→后置精密过滤器→用水点 3、采用反渗透水处理设备与电去离子(EDI)设备,这是一种制取超纯水的最新工艺,也是一种环保,经济,发展潜力巨大的超纯水制备工艺,其基本工艺流程为:原水→原水箱→原水泵→多介质过滤器→精密过滤器→高压泵→反渗透设备→RO水箱→(EDI)泵→保安过滤器→紫外线→电去离子(EDI)→纯水箱→纯水泵→后置精密过滤器→用水点 |
EDI的基本工作原理 EDI(Electro-de-ionization)是一种将离子交换技术、离子交换膜技术和离子电迁移技术(电渗析技术)相结合的纯水制造技术。该技术利用离子交换能深度脱盐来克服电渗析极化而脱盐不彻底,又利用电渗析极化而发生水电离产生H和OH离子实现树脂自再生来克服树脂失效后通过化学药剂再生的缺陷,是20世纪80年代以来逐渐兴起的新技术。经过十几年的发展,EDI技术已经在北美及欧洲占据了相当部分的超纯水市场。 EDI装置包括阴/阳离子交换膜、离子交换树脂、直流电源等设备。其中阴离子交换膜只允许阴离子透过,不允许阳离子通过,而阳离子交换膜只允许阳离子透过,不允许阴离子通过。离子交换树脂充夹在阴 阳离子交换膜之间形成单个处理单元,并构成淡水室。单元与单元之间用网状物隔开,形成浓水室。在单元组两端的直流电源阴 阳电极形成电场。来水水流经淡水室,水中的阴 阳离子在电场作用下通过阴 阳离子交换膜被清除,进入浓水室。在离子交换膜之间充填的离子交换树脂大大地提高了离子被清除的速度。同时,水分子在电场作用下产生氢离子和氢氧根离子,这些离子对离子交换树脂进行连续再生,以使离子交换树脂保持最佳状态。EDI装置将给水分成三股独立的水流:纯水、浓水、和极水。纯水(90%-95%)为最终得到水,浓水(5%-10%)可以再循环处理,极水(1%)排放掉。图2表示了EDI的净水基本过程。 EDI装置属于精处理水系统,一般多与反渗透(RO)配合使用,组成预处理、反渗透、EDI装置的超纯水处理系统,取代了传统水处理工艺的混合离子交换设备。EDI装置进水要求为电阻率为0.025-0.5MΩ·cm,反渗透装置完全可以满足要求。EDI装置可生产电阻率高达18MΩ·cm以上的超纯水。 3.EDI装置的特点 EDI装置不需要化学再生,可连续运行,进而不需要传统水处理工艺的混合离子交换设备再生所需的酸碱液,以及再生所排放的废水。其主要特点如下: 图2.EDI的净水基本过程 ·连续运行,产品水水质稳定 ·容易实现全自动控制 ·无须用酸碱再生 ·不会因再生而停机 ·节省了再生用水及再生污水处理设施 ·产水率高(可达95%) ·无须酸碱储备和酸碱稀释运送设施 ·占地面积小 ·使用安全可靠,避免工人接触酸碱 ·降低运行及维护成本 ·设备单元模块化,可灵活的组合各种流量的净水设施 ·安装简单、费用低廉 ·设备初投资大 4.EDI装置与混床离子交换设备比较 EDI装置与混床离子交换设备属于水处理系统中的精处理设备,下面将两种设备在产水水质、投资量及运行成本方面进行比较,来说明EDI装置在水处理中应用的优越性。 (1)产水水质比较 EDI装置是一个连续净水过程,因此其产品水水质稳定,电阻率最高可达18.25MΩ·cm,达到超纯水的指标。混床离子交换设施的净水过程是间断式的,在刚刚被再生后,其产品水水质较高,而在下次再生之前,其产品水水质较差。 (2)投资量比较 与混床离子交换设施相比EDI装置投资量要高约20%左右,但从混床需要酸碱储存、酸碱添加和废水处理设施及后期维护、树脂更换来看,两者费用相差在10%左右。随着技术的提高与批量生产,EDI装置所需的投资量会大大的降低。另外,EDI装置设备小巧,所需厂房远远小于混床。 (3)运行成本比较 EDI装置运行费用包括电耗、水耗、药剂费及设备折旧等费用,省去了酸碱消耗、再生用水、废水处理和污水排放等费用。 在电耗方面,EDI装置约0.5kWh/t水,混床工艺约0.35kWh/t水,电耗的成本在电厂来说是比较经济的,可以用厂用电的价格核算。 在水耗方面,EDI装置产水率高,不用再生用水,因此在此方面运行费用低于混床。 至于药剂费和设备折旧费两者相差不大。 总的来说,在运行费用中,EDI装置吨水运行成本在1.8元左右,常规混床吨水运行成本在3.2元左右,高于EDI装置。因此,EDI装置多投资的费用在1-2年内完全可以回收。 5.结论 EDI装置属于水精处理设备,具有连续产水、水质高、易控制、占地少、不需酸碱、利于环保等优点,具有广泛的应用前景。随着设备改进与技术完善以及针对不同行业进行优化,初投资费用会大大降低。可以相信在不久的将来会完全取代传统的水处理工艺中的混合离子交换系统。 6.EDI技术的应用 EDI技术在国外广泛的应用有十几年的时间,大多用于制药行业、微电子行业、发电工业和实验室。在表面清洗、表面涂装、电解工业和化工工业的应用也日趋广泛。 EDI技术的应用 1、制药行业、微电子行业、发电工业和实验室。 2、在表面清洗、表面涂装、电解工业和化工工业的应用也日趋广泛。 |
1. 半导体材料、器件、印刷电路板和集成电路; 4、超纯材料和超纯化学试剂; 5、实验室和中试车间; 6、汽车、家电表面抛光处理; 7、光电产品; 8、其他高科技精微产品; 安装要求 1、无须专做安装基础,地基坚实水平即可 2、入水水压如低于0.2 Mpa需加装管道泵 3、使用前需先冲洗管道,避免杂质堵塞阀体,污染树脂 4、 不可用加碘盐、加钙盐作再生剂,定期向盐罐加盐,确保盐水饱和浓度(应保证溶 解时间不小于六小时)。 4、设备配置 1、全自动软水器由树脂罐、自动控制器、盐箱 三 大主要部分组成。 设备采用美国富莱克(FLECK)、阿图祖(AUTOTROL)全自动控制头,定时自动反洗, 吸盐等过程,无需人工操作,只需定期加盐;树 脂选用英国漂莱特食品级树脂,使用寿命长、交 换容量大,效果好,卫生安全;阀体材质采用高 强塑料或食品级黄铜;罐体采用玻璃钢、碳钢防 腐或不锈钢。 2、根据设计出水量的大小及安装现场的空间,软水器可单罐使用,可多罐、双罐并联使 用。再生控制方式分为定时型(时间控制型)和定量型(流量控制型)两种,控制器还具 有手动再生功能,为用户在超定量用水状态下增加再生提供方便。 5、其它说明 1、超大水量可采用多罐并联出水的组合形式。 2、本表所示软水器运行流量以25m/h的出水流速计算。 3、每升树脂再生一次需要0.14Kg盐,即100升要14Kg。 4、处理水量(升)=树脂量(升)×40300/总硬度(ppm-CaCO3)。 5、单罐时间控制一般用在用水要求不太严格的场合,在固定时间进行再生。 6、流量控制是根据实际用水量,按照进水硬度进行设定,出水稳定。 7、双罐分一用一备,和双罐同时运行,交替再生。 8、控制头为美国富莱克公司生产的系列。 9、树脂采用英国漂莱特树脂。 10、树脂罐为玻璃钢罐体。 |
EDI设备操作说明 |
EDI设备操作手册是由我司进行EDI超纯水设备操作维护使用的一本操作规范。该手册内容涵盖EDI设备参数及EDI操作运行维护手册。以下为具体内容: 一、设备参数 EDI 单元 进水流量( m3/h) : 3.63 产水流量 ( m3/h) : 3.30 浓水流量( m3/h) : 0.33 EDI 模块型号 -LXM30X 设备外形 665.3×605.5×318.4 设备自重 123kg 淡水接口 D32 浓水接口 D20 动力配备 电压 交流220伏特 50赫兹 功率 5KW 二、EDI操作运行维护 EDI设备的良好的长期运行不仅依赖于系统的初期设计,而且取决于正确的运行和维护。这包含系统的初期启动和运行过程中的启动/停机。为了保持系统的长期良好运行,需要对系统运行数据进行定期记录,以便日后日常运行维护。而且日常运行维护数据对于在设备故障判断和决定采取何种措施方面有重要意义。 1、启动前的检查通过运行反渗透装置,将其处于回流状态。 测试EDI进水水质的下列指标: 进水水源 二级反渗透产水 进水当量电导率(包括CO2与Si) <40μS/cm 硅 <1.0 ppm 以SiO2计 铁,锰,硫 <0.01 ppm 氯/氯化物 <0.02 ppm以Cl2计 硬度 <1.0 ppm以CaCO3计 溶解的有机物 <0.5 ppm TOC中的C计 PH 值 4-11 最大进水压力 bar (1-45℃) 标准流量下压差 1.4-2.1 bar 标准回收率 90-95% 最高进水温度 45℃ 最低进水温度 5℃ 直流电压(V) 0-600 直流电流(A) 0-6 2、检测流量开关动作以及相关连锁动作是否正确(若需要的话,RO连锁动作也需要测试 3、设定报警控制值; 4、初次启动 正确的EDI设备启动对于准备将EDI投入正常运行操作和防止EDI模块由于流量过大,水锤或电流过载而损坏是非常必要的。遵守以下程序也能有助于保证系统处于系统设计参数下运行从而获得符合设计要求的产水。对于系统的启动运行,首次系统运行的数据是一个重要的组成部分。在启动EDI系统之前,RO系统, EDI模块的安装,仪表的校正工作,其他系统的检查都应当已经完成。接下来是推荐的EDI系统启动程序; 5、EDI启动程序 在将管路连接至CEDI之前,请先确认所有前级预处理设备和管路已符合清洁要求。 确保所有连接至CEDI模块的管路连接正确, 管路已符合清洁要求。 检查所有相关的手动阀门处于正确的位置和开启/关闭状态。进水阀、产水阀、超纯水箱进水阀和浓水流量控制阀处于完全开启状态。 在冲洗过程中,检查所有管路连接和阀门,确保无泄漏。如果必要的话,锁紧连接部分。 确认CEDI模块至电源供电模块的接线正确。 启动RO产水输送泵。调节阀门开度至设计流量和设计压力。检查设计回收率和实际回收率。一直注意检查系统压力,同时确保系统运行压力不超过模块的最高运行压力极限。 在设计流量下,调节阀门直至产水压力比浓水排放压力高2-5psig。 重复以上步骤,直至系统运行符合设计产水量和浓水流量。计算系统回收率,与设计值比较。 开启模块电源开关,缓慢调节显示板直流电源至需要数值。注意观察出水水质。 记录所有运行数据。 测试所有流量限位开关和相关连锁动作。确保当浓水循环流量不足时, EDI供电模块断电。 继续将CEDI处于循环状态,直至产水指标达到要求。 一旦EDI出水指标达标,将EDI产水阀(至后级水箱)打开,将EDI产水回流阀(至RO水箱)关闭。再次确认产水压力比浓水排放压力高2-5psig。将系统运行值与设计值比较;在系统运行稳定后(水质和流量),在日常运行数据记录表中记录运行数据。将运行模式选定在自动模式。 在系统运行的第1周,定期检查系统的运行情况以确保系统正常可靠的运行。 6、运行启动 一旦EDI系统已经启动,(实际上,EDI系统不可避免的会或多或少的停机和重启动。)每次的停机和重启动都意味着压力和流量的变化,以及对EDI模块的机械性冲击。因此,系统的停机和重启动的次数应当尽可能的少,以保证EDI系统的平稳运行。 在系统启动之前和过程中的检查应当作为一种日常工作进行,并且做好工作记录。仪表的校正,报警,安全设备和管路泄漏性检查也应当作为一种日常工作进行。 7、停机 将电流和电压调至为0,关闭EDI模块的供电电源。 停运反渗透产水输送泵。 关闭每个EDI模块的进水阀。 关闭EDI模块的隔离阀 8、系统停机后的再次开机 将EDI系统阀门运行状态处于EDI循环状态; 启动反渗透产水输送泵; 按照EDI启动程序逐项检查,启动EDI系统; 如果有必要,请参见EDI供应商(en-link上海)文件对EDI进行杀菌消毒处理; 9、运行记录 为了能够更好的跟踪EDI的运行情况,必须收集EDI的运行的相关数据,并记录在日常运行表格中。除了能够跟踪EDI的运行情况,运行数据对于EDI故障的判断和排除,都非常有价值。 |
故障 | 可能原因 | 解决办法 |
产品水流量低 | 进水压力低 | 检查给水泵及管线 |
阀门半开状态 | 所有需要开启的阀门都正常开启 | |
流量开关 | 检查流量开关的是否设定正确、运作正常 | |
模块堵塞 | 不同品牌的EDI有差别,请咨询专业技术人员 | |
产 品 水 水 质 差 | 进水水质超出允许值 | 检查进水水质,CO2 是水质差的常见影响因素 |
电压太低或太高 | 把直流电压调到规定范围 | |
模块电流低 | 调整EDI电源 | |
浓水压力比给水和产品水压力高 | 重新设定浓水压力以获得0.30 到1.0 bar 的压差 | |
仪表显示问题 | 校验电导率或电阻率表及其温度补偿 | |
螺栓扭矩不够或不均匀 | 查看说明书调整扭矩 | |
离子交换膜结垢或污染 | 不同品牌的EDI有差别,请咨询专业技术人员 | |
给水流量不正常 | 把流量调到合理范围 | |
模块压差高 | 模块堵塞 | 判别污染类别,按照相对应的流程清洗 |
流量过高 | 调节流量到规定范围 | |
极水 流量 低 | 检查给水泵及管线 | 检查浓水循环泵是否运行正常 |
流量开关 | 检查流量开关的位置和接线 | |
模块堵塞 | 不同品牌的EDI有差别,请立即咨询专业技术人员 | |
阀门关闭 | 检查极水出口 | |
问题 | 可能原因 | 正确解决的方法 |
产水电阻率低 | 电源: A:电极端没有电。 B:电压设定过低或过高 C:一个或多个电极头发生松动。 D:电极的极性接反 水流量: A:流过模块的水流量低于最小值 B:流过模块的水流量高于最大值 进水:不符合进水规范要求 模块:堵塞或结垢 | 打开电源 查电极电压 确保电极连接正常 确保电极性正确 重新调节浓水、极水、和进水压力 检查RO产水品质,尤其是TDS、Cl2、CO2等 清洗膜堆 |
产水流量低 | 淡水室:污堵 进水压力:太低 温度:太低 | 检查进水中的有机污染物浓度。 是否有前置过滤器防止杂质进入EDI。 增加进水流速 注意进水温度时水的粘度 |
没有浓水或浓水流量偏低 | 相关的阀门没有设置好 浓水室结垢 | 调节阀门增加流量 检查RO产水中的TDS、硬度、CO2、PH值。 |
膜块逸出的太多气体 | 电压:电压设定太高 | 降低电压 |
产水的PH值过高或过低 | 电压设定太高 | 降低电压 |
模块流过过多的电流 | 电导率:进水电导率过高 没有水流过模块 | 检查RO产水的TDS 确保有水流过组件,否则模块会被损块 |
加药机不工作 | 药剂箱内药剂储量过低 加药机进口管路有空气 | 补足药剂 调节加药泵出口回流阀将空气排出 |
本文发布于:2024-09-20 12:21:06,感谢您对本站的认可!
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