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《航天標(biāo)準(zhǔn)化》2017年第1期

摘要：結(jié)合航空電子場(chǎng)所生產(chǎn)用水，對(duì)高純水制取的幾個(gè)關(guān)鍵流程進(jìn)行闡述分析，當(dāng)原水水質(zhì)不同時(shí)，采用相對(duì)應(yīng)的處理工藝，以滿足對(duì)高純水水質(zhì)的需求。

關(guān)鍵詞：高純水；反滲透；離子交換；消毒；工藝流程

1水質(zhì)和應(yīng)用

航空電子場(chǎng)所的生產(chǎn)，需要用高純材料、高純?cè)噭⒏呒儦怏w和高純水。如果在制作過(guò)程中帶入過(guò)量的雜質(zhì)，就會(huì)破壞器件結(jié)構(gòu)的完整性，影響其性能，嚴(yán)重的污染還可導(dǎo)致器件完全失效。因此提高水質(zhì)和制取高純水是一項(xiàng)十分重要的基礎(chǔ)技術(shù)。高純水是指化學(xué)純度極高的水，用水的導(dǎo)電性指標(biāo)表示。電阻的大小反映了離子的多少，反映了水的純度。斷面1cm×1cm、長(zhǎng)1cm體積的水（25℃）所測(cè)得的電阻稱為電阻率，單位為“歐姆•厘米”（Ω•cm）。電阻率越高，水越純，通常絕對(duì)純水的電阻率約為18.3MQ•cm。

2水中的雜質(zhì)

水中的雜質(zhì)包括懸浮物質(zhì)、膠體、溶解物質(zhì)等，泥土、砂、浮游生物、微生物均屬懸浮物，膠體包括無(wú)機(jī)膠體和有機(jī)膠體，溶解物質(zhì)包括溶解鹽類、溶解氣體、溶解性有機(jī)物，均會(huì)對(duì)水的電阻率產(chǎn)生影響。

3預(yù)處理

為全部或部分去除源水中的機(jī)械雜質(zhì)、懸浮物、微生物、膠體、溶解氣體及部分無(wú)機(jī)、有機(jī)雜質(zhì)，對(duì)水進(jìn)行預(yù)處理，為脫鹽和后處理工序創(chuàng)造條件，包括凝聚與混凝、過(guò)濾、吸附、軟化、脫氣等。

3.1混凝凝聚水

中粗分散系雜質(zhì)由于顆粒大，易于通過(guò)沉淀過(guò)濾除去，高分散系雜質(zhì)一般可通過(guò)脫鹽工藝除去，膠體雜質(zhì)主要通過(guò)混凝凝聚、澄清、過(guò)濾工藝去除。

3.2過(guò)濾

源水經(jīng)過(guò)沉淀或澄清處理后，部分大顆粒雜質(zhì)被除去，進(jìn)一步提高水質(zhì)還需要用過(guò)濾的方法除去細(xì)小的雜質(zhì)顆粒。對(duì)于高純水處理，一般采用多級(jí)過(guò)濾器，級(jí)數(shù)越多，則懸浮雜質(zhì)過(guò)濾越徹底。

3.3吸附

活性炭是高純水制取中吸附法中廣泛使用的主要吸附劑，其主要有效粒徑為0.4～1.0mm，均勻系數(shù)為1.4～2；有粒狀和粉狀兩種結(jié)構(gòu)，吸附能力以物理吸附為主；主要作用為降低水的氧化要求，避免有機(jī)物進(jìn)入，除去水中殘留的氯，除去水中的三鹵化物。活性炭吸附的設(shè)置位置可根據(jù)源水水質(zhì)情況，需保護(hù)陽(yáng)床時(shí)宜設(shè)在陽(yáng)床前，需保護(hù)反滲透膜時(shí)宜設(shè)在反滲透工藝前。源水中含有較大的顆粒物時(shí)，必須先通過(guò)過(guò)濾去除大顆粒后才可進(jìn)入活性炭，以免堵塞活性炭的微孔。

3.4軟化

為保護(hù)水處理系統(tǒng)中的過(guò)濾膜，防止產(chǎn)生水垢，預(yù)處理中需要對(duì)水進(jìn)行軟化處理。加藥軟化法適用于非堿性水，硬度在75～175mg/l。離子交換法可對(duì)水進(jìn)行軟化處理，通常采用鈉離子交換劑或氫離子交換劑，用鈉離子或氫離子將水中的鈣、鎂離子置換出來(lái)，降低水的硬度。因用氫離子交換樹脂處理后的水呈酸性，一般將其與鈉離子交換樹脂聯(lián)合使用。

3.5脫氣

水中含有溶解氣體，有O2，CO2、CH4等，脫氣可減少系統(tǒng)水對(duì)用水設(shè)備的腐蝕，減少陰離子樹脂的負(fù)荷，提高出水水質(zhì)指標(biāo)。脫氣裝置通常放在陽(yáng)離子交換樹脂之后，陰離子交換樹脂之前。我國(guó)有些地區(qū)，水中碳酸氫根含量不高，可以不設(shè)脫氣裝置。

4去除溶解雜質(zhì)

在高純水制備中，用單一的工藝方法制取的純水，電阻率指標(biāo)較低，通常聯(lián)合應(yīng)用幾種工藝方法，以獲取高電阻率指標(biāo)。

4.1蒸餾法

蒸餾法采用氣液相變法和分離法的原理對(duì)原料水進(jìn)行化學(xué)和微生物的純化，經(jīng)一次蒸餾所得的水電阻率一般不超過(guò)0.5MQ•cm，經(jīng)三次蒸餾所得的水在2MQ•cm左右。現(xiàn)今采用的一般為多效蒸餾水機(jī)，水通過(guò)多效蒸發(fā)和冷凝、排除不凝性氣體和雜質(zhì)，獲得高純度純水。蒸餾法耗能高，但通過(guò)蒸餾法至少能減少原料水中的99.99%內(nèi)毒素含量，其制備的水是熱水系統(tǒng)，能有效的抑制生物的繁殖。

4.2電滲析

電滲析是利用半透膜的選擇透過(guò)性，在電場(chǎng)作用下，溶液中的帶電的溶質(zhì)粒子通過(guò)膜進(jìn)行遷移，是20世紀(jì)50年代開展應(yīng)用的一種水處理技術(shù)，在當(dāng)今的高純水制取工藝中，由于其脫鹽率低，操作維護(hù)相對(duì)復(fù)雜，已較少應(yīng)用。

4.3反滲透

反滲透是一種精密的膜法液體分離技術(shù)，它能阻擋所有溶解性鹽及相對(duì)分子質(zhì)量大于100D的有機(jī)物。水分子能透過(guò)膜，雜質(zhì)離子透不過(guò)，在膜的一端加壓使水克服滲透壓到達(dá)膜的另一端，膜的兩端分別得到純水和濃水，將濃水排出，留下淡水。反滲透膜適宜的工作溫度為25℃左右，溫度低時(shí)膜的透水速度下降，產(chǎn)水量低；溫度過(guò)高時(shí)，膜的水解速度加快，會(huì)導(dǎo)致膜結(jié)構(gòu)不可逆的變化。反滲透技術(shù)對(duì)源水水質(zhì)要求高，需定期維護(hù)。

4.4離子交換離子交換就是水中所溶解的雜質(zhì)離子與交換樹脂上的陽(yáng)離子陰離子發(fā)生交換反應(yīng)，經(jīng)過(guò)處理后，雜質(zhì)離子被留在了樹脂分子上，水中剩下的為離子交換樹脂上的陽(yáng)離子和陰離子。離子交換法被廣泛用在水的軟化和純化工藝流程中。離子交換法處理后的水，電阻率很高，制備高純水通常需要在制水流程中采用離子交換工序。

5消毒

純水中細(xì)菌依然可以繁殖，微生物污染會(huì)影響高純水的水質(zhì)，因此高純水系統(tǒng)中必須進(jìn)行消毒滅菌。消毒滅菌的方式有加藥、高溫、紫外線照射和臭氧殺毒滅菌。加藥滅菌的藥劑種類有甲醛、雙氧水、次氯酸鈉等，因加入藥劑會(huì)對(duì)高純水水質(zhì)造成影響，所以加藥消毒滅菌常用在新設(shè)備試運(yùn)轉(zhuǎn)階段；加熱消毒滅菌效果明顯，但設(shè)備成本高，耗能高，殺菌時(shí)間長(zhǎng)，通常用在食品行業(yè)和制藥行業(yè)；紫外線消毒殺菌能力強(qiáng)，速度快，不需向水中投加藥劑，不改變水的化學(xué)成分，適合于純水制備系統(tǒng)；臭氧消毒滅菌能在多級(jí)水處理系統(tǒng)中除去細(xì)菌，氧化、分解水溶性的有機(jī)物，能夠連續(xù)的去除細(xì)菌和病毒，對(duì)水處理系統(tǒng)中的設(shè)備、管路，均起到消毒滅菌作用。過(guò)量的臭氧，可利用紫外線催化臭氧分解，用紫外線燈照射除去。

6應(yīng)用

某航空電子企業(yè)生產(chǎn)中需用18MQ•cm的高純水，以市政自來(lái)水為源水，設(shè)計(jì)為預(yù)處理過(guò)濾、超濾、加氧化劑、加阻垢劑、精密過(guò)濾、反滲透、電去離子、拋光混床（見圖1）。圖1高純水制取流程圖阻垢劑，去除有機(jī)物，保護(hù)反滲透膜，在反滲透膜前增加5um的保安過(guò)濾器，利用反滲透膜法去除溶解鹽類、雜質(zhì)，進(jìn)一步采用EDI電去離子裝置去除離子。然后經(jīng)過(guò)拋光精混床處理，最終出水電阻率未18MΩ•cm，高純水輸水管采用沒(méi)有添加劑、焊接時(shí)不用焊條、不用膠粘劑和任何溶劑的聚偏氟乙烯管，水質(zhì)輸送中無(wú)添加劑、增塑劑、著色劑和金屬離子析出，確保高純水系統(tǒng)制取出水合格，輸送管路不降低水質(zhì)，滿足用水指標(biāo)要求。

7結(jié)束語(yǔ)

純化水最初采用蒸餾方法制取，后來(lái)相繼出現(xiàn)了電滲析、離子交換、反滲透等處理方法，這些方法各有適用性，實(shí)際應(yīng)用中，需要根據(jù)源水水質(zhì)和用水水質(zhì)要求，有針對(duì)性地設(shè)計(jì)處理流程，使制水流程高效、經(jīng)濟(jì)、節(jié)能、易于操作管理。

參考文獻(xiàn)：

[1]馮敏.現(xiàn)代水處理技術(shù)[M].北京:化學(xué)出版社,2006.

[2]許保玖,安鼎年.給水處理理論與設(shè)計(jì)[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,1992.

[3]聞瑞梅,王在忠.高純水技術(shù)[M].北京:科學(xué)出版社.

作者：李穎華 單位：中國(guó)航空規(guī)劃設(shè)計(jì)研究總院有限公司