环境工程、科学专业毕业论文

1广州大学市政技术学院毕业设计课题名称：有限公司超纯水工艺运营系 部 环境工程系 专 业 环境工程技术 班 级 姓 名 指导教师 2014 年 4 月 12 日2摘要 有限公司以印制电路板样板、快件和小批量板的设计、制造服务商，主要生产高密度互连积层板高层快件和 HDI 刚挠板。在生产过程中要供应超纯水，现受该公司邀请，对其超纯水项目进行日常管理运行。本设计主要讲述通过运营管理预处理阶段、反渗透阶段和 EDI 处理阶段三个主要的过程确保超纯水生产系统正常运行，使出水水质达到生产用水的要求。进水是采用市政自来水管网的供水，或使用废水站回用水作为原水供水，进水电导率小于 300s/cm (25 1)C。根据业主提供的资料，超纯水总需求量为 51m3/h。其中，一期工程需求量为 42m3/h。EDI 系统供水处水质要求达到电子级水标准GB/T11446.11997 中的 EW-（电阻率为 12.0 15.0Mcm(251)），而车间用水点水质达到电阻率为 510Mcm(25 1)C。本设计主要讲述预处理阶段、反渗透阶段和 EDI 阶段的工作原理与作用、问题分析以及解决措施等。关键词： 超纯水，运营管理，预处理阶段，反渗透阶段，EDI 处理阶段 3目录1. 工程概况 .61.1. 工程背景 .61.2. 设计资料 .61.2.1. 依据 .61.3. 设计水质水量 .61.3.1. 进出水质 .61.3.2. 出水水质 .71.3.3. 纯水水量 .72. 工艺介绍 .72.1. 预处理系统 .72.1.1. 组成 .72.1.2. 作用 .72.2. 反渗透系统 .72.2.1. 组成 .72.2.2. 作用 .82.3. EDI 与终端系统 .82.3.1. 组成 .82.3.2. 作用 .82.4. 工艺流程说明 .93. 工艺参数说明 .103.1. 预处理系统 .103.1.1. 原水箱 .103.1.2. 多介质过滤器 .113.1.3. 活性炭过滤器 .113.2. 反渗透系统 .113.2.1. 保安过滤器 1.113.2.2. 一级 RO 膜系统 .123.2.3. 中间水箱 A.123.2.4. 保安过滤器 2.133.2.5. 二级 RO 膜系统 .133.3. EDI 与终端系统 .133.3.1. 中间水箱 B.133.3.2. EDI 膜堆 .143.3.3. 氮封水箱 .143.3.4. UV 杀菌器 .153.3.5. 终端精密过滤器 .154. 系统运行规律 .154.1. 系统启动规律 .1544.2. 多介质过滤器和活性炭过滤器运行规律 .154.3. 保安过滤器运行规律 .154.4. RO 系统运行规律 .164.4.1. RO 系统影响因素分析 .164.4.2. RO 系统控制规律 .174.5. EDI 与终端系统 .174.5.1. EDI 系统影响因素分析 .174.5.2. EDI 系统控制规律 .204.5.3. 终端系统 .204.6. 药剂 .215. 系统运行管理分析 .215.1. 系统的启动 .215.2. 过滤器的反冲洗控制 .225.3. 安保过滤器的滤芯更换 .225.4. RO 反渗透系统管理 .235.4.1. 监控参数 .235.4.2. 一般故障原因分析及解决措施 .235.5. EDI 与终端系统 .255.5.1. EDI 系统问题分析与解决措施 .255.5.2. 氮封水箱 .265.5.3. UV 杀菌器和终端过虑器 .265.6. 系统设备日常管理 .26致 谢 .27参 考 文 献 .285前 言现在很多的行业、领域都应用到超纯水，超纯水的水质已成为影响产品质量和生产成本的重要因素之一。例如，在生物化学、医药、电子和半导体行业电路板生产等行业都有利用到超纯水进行生产，所以超纯水工艺的运营管理正常与否已成为影响企业正常生产的重要因素。现阶段超纯水的生产工艺一般应用的有：“预处理、阳/阴床、混床”；“预处理、反渗透、混床”；或“预处理、反渗透、EDI”这三种。随着技术的发展，现在前两种超纯水生产工艺的应用逐渐减少，EDI 技术的发展日渐成熟，其在纯水生产方面的应用也日益广泛。而本次课题主要研究的是：“预处理、反渗透、EDI”这工艺的运营管理内容，分析其工艺本身的特点，以及生在产运营中出现的问题，分析总结其中原因和解决方法。在这个工艺当中，运行管理的重点在于预处理系统、RO 反渗透系统和 EDI 系统三者的管理控制，确保车间供水点的电阻率在510Mcm(25 1)C。61. 工程概况1.1. 工程背景有限公司一期建设项目选址于广州科学城科丰路与光谱中路交界以北地块，作为亚洲规模最大的印制电路板样板、快件和小批量板的设计、制造服务商，主要生产高密度互连积层板高层快件和 HDI 刚挠板。现计划投资建设新项目，在生产过程中要供应超纯水，受该公司邀请，对其的超纯水生产工场进行日常运营管理。1.2. 设计资料1.2.1. 依据1) 业主提供的超纯水水质要求；2) 当地水质特征和自来水供应状况；3) 反渗透设备行业标准-CJ/T119-2000；4) 业主提供的资料；5) 其他相关资料。1.3. 设计水质水量1.3.1. 进出水质进水是采用市政自来水管网的供水。或使用废水站回用水作为原水供水。进水电导率小于 300s/cm (25 1)C。1.3.2. 出水水质EDI 系统产水出口处电阻率 1215M(25 1) C；超纯水系统设备出水口电阻率为 510Mcm(25 1)C。1.3.3. 纯水水量根据贵公司提供的资料，超纯水总需求量为 51m3/h。其中，一期工程需求量为42m3/h。超纯水水质要求2. 工艺介绍2.1. 预处理系统2.1.1. 组成7原水箱、多介质过滤、活性炭过滤器。2.1.2. 作用预处理主要是去除以下几个这些物质：易导致膜面结垢的物质，包括 CaCO3、CaSO 4、SrSO 4、CaF 2、SiO 2、铁铝氧化物等；胶体物质及悬浮固体微粒；水中残留的有机物及微生物；通过预处理，可以达到如下 RO 系统进水水质的要求：供水污染指数 SDI 4供水余氯 ppm 0.1供水浊度 1NTU浓水饱和指数 LSI 0供水 Fe3+ 0.01ppm供水水温适宜范围 5352.2. 反渗透系统2.2.1. 组成保安过滤器 1、一级 RO 膜系统、中间水箱 A、保安过滤器 2、二级 RO 膜系统。其中：膜组件选用美国陶氏公司生产的卷式膜元件。该元件由三层的薄膜复合，表面层为聚酰胺材质，并由一层微孔聚砜层支撑，可承受高压，对机械张力及化学侵蚀具较好抵抗性。压力膜管选用专用于卷式 RO 组件的 PVE-8040-5 型压力膜管，管内壁光滑装卸方便。每个压力膜管可安装 5 支膜元件。压力膜管选用英国WaveCyber 品牌。2.2.2. 作用1) 保安过滤器为防止水中微粒进入膜组件，特设置保安过滤器。RO 装置前配置一台不锈钢保安过滤器，5m 的聚丙稀微孔滤器。2) 反渗透 RO 系统反渗透装置是该项目预脱盐的心脏部分，经反渗透处理的水能去除绝大部分无8机盐、有机物、微生物及细菌等，它能阴挡所有溶解性盐及分子量大于 100 的有机物，但允许水分子透过。2.3. EDI 与终端系统2.3.1. 组成中间水箱 B、EDI 膜堆、氮封水箱、UV 杀菌器、终端过滤器。 其中：本项目 EDI 膜堆选用牌美国 Electropure(伊乐科)的 EXL-700 膜堆 7 组，并配备进口电源，每组膜堆产水量 78m3/h，以确保产水水质及水量。2.3.2. 作用1) EDI 膜堆EDI 技术是借助离子交换树脂的离子交换作用以及阴阳离子交换膜对阴、阳离子的选择性透过作用，在直流电场的作用下，实现离子定向迁移，从而完成对水的深度除盐。由于离子交换、离子迁移及离子交换树脂的电再生相伴发生，犹如一个边交换边再生的混和离子交换树脂柱，可以连续不断地制取高纯水。2) 氮封水箱减少超纯水与空气的接触机会，防止超纯水容器被空气污染。3) UV 杀菌器利用紫外灯发出的紫外线作用于细菌的细胞，使超纯水的细菌无法生存，从而达到彻底消除纯水中的细菌目的。4) 终端过滤器在车间的供水端前设置一台 1um 的聚丙稀微孔滤器，防止水中的微小颗粒、细菌等杂质进入到车间的用水端。2.4. 工艺流程说明自来水或废水站回用水经管道输送至原水箱，经增加泵提升经过多介质过滤器及活性炭吸附过滤器进行过滤，出水进入保安过滤器 1，后经高压泵输送至 RO 系统 A， RO 系统 A 产水进入 RO 中间水箱 A，浓水排放至集水箱，并泵送至废水站，向 RO 中间水箱 A 中投加一定量 NaOH 溶液，将水中 CO2 转变成碳酸，进而被下一级 RO 膜有效截留，RO 中间水箱 A 出水经泵输送至保安过滤器 2，后经高压泵输送至 RO 系统 B，同时中间水箱 A 的水也用于多介质过滤器和活性炭过滤器的反冲9洗，反冲洗污水排放到集水箱， RO 系统 B 产水进入 RO 中间水箱 B，浓水回流至原水箱。RO 中间水箱 B 出水经泵提升进入 EDI 系统， EDI 产水进入氮封水箱，浓水回流至 RO 中间水箱 A，氮封水箱出水经高压泵提升经过 UV 杀菌仪消毒及终端精密过滤器过滤，超纯水供应至车间。本系统反洗水及 RO 系统 1 浓水排放水经集水坑排水泵排放至废水站指定位置。另外反渗透装置系统和 EDI 装置系统附属系统包括药洗系统。药洗系统包括药洗水箱、药洗水泵和药洗保安过滤器各 1 台，及必要的管道、阀门及仪表。工艺流程图：（见下图）1