纯水系统技术手册上讲义

纯水系统技术手册上純水系統常用水質名詞解釋1.總溶解固體(TotalDissolvedSolids，簡稱T.D.S)：指水中溶解的無機物和有機物的總量，使用單位為ppm，或毫克/公升(mg/l)。總溶解固體是測量進水和產水水質最方便快速的方法，而且它和滲透壓及離子強度有密切的關係，因此是很重要的水質項目。2.導電度與比電阻值(ConductivityandResistivity)：導電度與電阻值均用來表示水中導電物質的多寡。導電度的單位是Microsiemens/cm，比電阻值的表示單位是ohms-cm。導電度與比電阻兩者互為倒數。一般處理水的導電度較高，因此水質可以用導電度來表示；至於純水，尤其是超純水，由於導電度極低，因此以比電阻值來表示較方便。3.鹼度（Alkalinity)：鹼度是指水中可以和酸中和之成分的含量，主要成分為氫氧根(OH-)，碳酸根(CO3,)及碳酸氫根(HCO3-)，由於碳酸鈣是最主要的結垢來源，因此分析水中的鹼度對結垢預測是非常重要的。4.硬度(Hardness)：硬度最主要來源為鈣和鎂，因此在水質分析上鈣硬度和鎂硬度兩者的總和稱為總硬度，常用的硬度單位為ppmasCaCO3，硬度成分依能否以加熱方式去除而被分為永久硬度和暫時硬度，永久硬度是指鈣，鎂的氯化物、矽酸鹽和硫酸鹽等，硬度成分在水被加熱的過程中不會沉澱下來，暫時硬度主要係指碳酸鈣，這些成分在加熱時會結晶析出形成沉澱物。5.酸鹼值(pHValue)：酸鹼值是溶液中酸或鹼濃度的表示法，其定義為水中氫離子濃度的負對數值，在25℃，中性水的酸鹼值為7，7以上至14為鹼性，7以下至0為酸性。6.濁度(Turbidity)：濁度指水中引起光散射之懸浮顆粒的量；懸浮顆粒包括黏土(Clay)<2um，淤泥(Silt)2~20um及微生物等。濁度單位依測量方法可分為三種：JTU、FTU以及NTU(NephelometricTurbidityUnit)。NTU是唯一目前被美國環保署認可的方法，也是RO膜廠商一般使用的指標。7.淤泥污堵指數(SiltDensityIndex,SDI)：濁度和淤泥密度指數都是用來表徵懸浮顆粒含量的水質項目，濁度針對固體顆粒，懸浮密度指數則是針對不易過濾分離的膠體顆粒，因此SDI可用於預測RO膜受到膠體污垢(ColloidalFouling)的潛在性。8.矽石(silica，二氧化矽)：矽石在水中的溶解度和溫度及pH值有關，pH在大約8以上時，pH值愈高，則溶解度愈大，而在中性時，矽石的溶解度最低。由於RO膜表面的矽石沉積幾乎不可能被清洗去除，所以RO系統濃縮液須注意不要超過矽石的最大溶解極限。11.餘氯(FreeChlorine)：餘氯(自由氯)是指氯加入水中後解離成具有強殺菌效力的HOCl(次氯酸)或OCl的形式，由於餘氯是一種強氧化劑，因此會破壞大多數聚醯胺類材質(RO膜的主要結構化學組成)。12.總有機碳(TotalOrganicCarbon,T.O.C.)：總有機碳又稱總可氧化碳，它是測定水中有機物置於燃燒室被分解成二氧化碳的量，對於高純度的純水，總有機碳的去除和控制非常重要。什麼是導電率(Conductivity)及阻抗值(Resistivity)？水中的離子含量也就是導電物質的總含量，可用電子導電率來加以表示。電子導電率，即電子流動“容易”的程度，與水中離子含量成正比關係。而阻抗值（＝比阻抗值）則表示電子流動“困難”的程度，其值隨著水中離子含量減少而增加。因此，比阻抗值與導電率呈倒數關係。由於自來水、蒸餾水中含有較多的離子，因此以導電率來表示，而超純水所含離子較少，以比阻抗值來表示。檢測原理是，在水中將距離1cm的兩片表面積為1cm2大小的電極加以通電，來檢測兩極間的導電率與電阻值，其單位表示如下。比阻抗值的表示單位：MΩ・cm（megaohm-centimeter）導電率的表示單位：μS/cm（microSiemenspercentimeter）水的解離常數(Ksp)會隨著水溫而改變，因而比阻抗值會受到水溫的影響而變化（圖１）。例如，25℃的超純水，其比阻抗值為18.2MΩ．cm，但在0℃時則為84.2MΩ．cm，100℃則為1.3MΩ．cm。在25℃附近時，溫度每上升1℃，其比阻抗值則下降0.84MΩ．cm。因此，一般使用溫度補償至25℃的比阻抗值來做衡量標準。　　　　　　　ImpuritiesandRemovalPerformance純水系統流程C/WTankPretreatedTankDIWaterTankRelayTankMMFACF+2B3TRO+SF+UV+HEXHEX+TOC-UV+CP+UFMDG+MB+TOC-UVUPWTankPOUReg.TankPCW+MAUReclaimCubReuseTankMMFPRETREATMENTSYSTEMFLOWDIAGRAMACF2B3TCityWaterTankF.W.TankDITankFMRFWellWaterTankWellWater(Emergency)CityWaterToMakeupSystemNote:FMRF:Fe-MnRemovalFilterMMF:MultiMediaFilterACF:ActivatedCarbonFilter2B3T:IonExchanger(Include:CationExchanger,Degasifier,AnionExchanger)(RemovedFe,Mn)(Removed>20µmsizeParticle)(RemovedTOCinwater)(MostPartIonicExchange)TOC:TotalOrganicCarbonNaClOHClPACNaClOHClNaOHMAKEUPSYSTEMFLOWDIAGRAMH.E.U.V.SFROROTankSB-PN2DegasifierFromPretreatmentSystemToPolishingSystemNote:U.V.:UltravioletLampSF:SafetyFilter(10µmporesize)RO:ReversedOsmosisSB-P:StrataBedPolisherIonExchanger(RemovedTOC)(RemovedDO)DO:DissolvedOxide(T=24±1℃)(Removed>10µmsizeparticle)(ToDecomposeBacteria)PFPF:PostFilter(1µmporesize)(Removed>1µmsizeparticle)(IonicExchange)HCLNaOHPOLISHINGSYSTEMFLOWDIAGRAMH.E.U.V.CPUFH.E.U.V.CPMFFABFromMakeupSystemNote:CP:CartridgePolisherIonExchangerUF:UltraFilter(0.1µmporesize)MF:MicroFilter(0.1µmporesize)(T=23±1℃)(T=23±1℃)(IonicExchange)(IonicExchange)(Removed>0.1µmsizeparticle)(Removed>0.1µmsizeparticle)(ToDecomposeBacteria)(ToDecomposeBacteria)UPWTank(UPWR)(DIWR)(DIWS)(UPWS)(UPWN)(DIWN)UPWS(orDIWS):UPW(orDIW)SupplyUPWR(orDIWR):UPW(orDIW)Return(AvoidableincreaseBacteria)UPWN(orDIWN):UPW(orDIW)Net=UPWS-UPWR(orDIWS-DIWR)純水設備單元目的MMF自動砂濾機去除水中較大之顆粒ACF多層活性碳除氯及吸附有機物增加RO壽命自動軟水機去除水中陽離子避免RO結垢2B3T系統去除水中離子降低導電度RO系統去除水中鹽類、有機物及顆粒達到水純化減低MBorEDI負荷MB混床系統去除水中剩餘之離子穩定水質EDI系統去除水中剩餘之離子穩定水質UV殺菌機殺死水中細菌1μm過濾器去除水中較小之顆粒PlisherResign穩定水質16~18MΩ-CM25℃0.2μm過濾器過濾細菌及0.2μm微細顆粒UFSYSTEM過濾細菌及0.05μm微細顆粒管路Loop的设计根据整个FAB各User分布，UPW通过Loop送到各区域。管径应根据各区域用量进行计算。每个Loop和机台的Take-off点都必须设supply和return。整各Loop的循环水量必须大于20%，防止细菌的滋生。Loop供水和回水应安装流量计，两者之差即为该区域的用量。UF出口压力为0.5~0.6Mpa，Loop压力通过机械压力调节阀开度来控制。Loop供应压力通常控制在0.4Mpa左右。每个Loop的回水应设电阻率仪，Loop回水的电阻率小于15MΩ.cm切去前处理。回水总管设TOC仪，如有回水出现异常状况可手动切去前处理或废水处理系统。金属管材C.S--碳钢管SGP-热镀锌钢管S.S---不锈钢管C.S/R.L-碳钢衬胶管工业纯水制备系统中常用管材非金属管材PVC-聚氯乙烯UPVC-改性聚氯乙烯CPVC-氯化聚氯乙烯PVDF-聚偏氟乙烯PP—聚丙烯PE—聚乙烯PFA-偏聚二氟乙烯纯水系统设计中管材的选用预处理系统SGP镀锌管道C.S/R.L钢衬胶管道UPVC管道S.S不锈钢管道初级处理系统(一级除盐)C.S/R.L钢衬胶管道UPVC管道CPVC管道PP管道纯水系统设计中管材的选用终端处理系统(超纯水)CPVC管道PP管道PVDF管道PFA管道SS316L不锈钢管道废水排放系统PVC管道(含有腐蚀性液体)HT铸铁管道C.S碳钢管道UPVC与CPVC管道在使用中的区别材料基体基本是一致的UPVC管道内壁为一般光滑，常用于普通纯水系统中CPVC管道内壁为特殊处理，非常光滑，常用于纯水指标有Particle要求的系统中UPVC管道在生产完成后直接进行包装出厂CPVC管道在生产完成后进行洁净处理封装出厂纯水处理系统中管道的设计常用管道流速介质管道种类允许流速（m/s）介质管道种类允许流速（m/s）盐溶液压力管1~2.4稀碱液1~2污水≥0.9水离心水泵进水管0.5~1浓酸0.5~1离心水泵出水管及压力水管1.5~3稀酸1~2虹吸管<0.8~1浓碱液0.5~1Q&A謝謝！