纯水应用中五种脱气装置的比较

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溶媒脱气仪和传统脱气仪的对比

溶媒脱气仪和传统脱气仪的对比

溶媒脱气仪和传统脱气仪的对比在做溶出试验时,溶出介质中如果含有溶解的空气,在测定样品时,样品无论是片剂、胶囊的粉末或颗粒都具有孔隙率,孔隙中的空气就是气化中心,溶解的空气会在这些气化中心大量析出,限制药物的溶出和水分进入片剂、颗粒的内部,大幅度降低溶出度,从而影响整个溶出过程。

所以必须对溶出介质进行脱气。

那么传统脱气方式和溶媒脱气仪(又称溶媒制备仪)的脱气方式有什么区别呢?传统煮沸的脱气方式1、操作复杂,需要多人配合。

体积大,移动困难。

储液罐体积大,移动困难,功能单一。

2、无法预先配置处理对象只能处理水先对水进行脱气,配置溶出介质后加入溶出杯中时容易导致溶氧值上升,影响实验数据的准确性。

3、处理溶出介质的体积受储液罐体积限定4、处理溶出介质的体积受储液罐体积限定,而且储液罐一般均为密封仓,易生菌,清洗困难。

在保质期内,厂家负责免费清洗。

超过保质期,清洗以及储液罐的更换都需高昂的费用。

5、无法预加热需在对溶出介质脱气时进行加热,等待时间长,降低脱气效率。

6、无定量供液功能需人工手动完成溶出介质的加注工作,自动化程度低。

7、无法对供液进行定量分配人工分配耗时耗力(供液分配时外洒等),供液分配不会直接影响实验数据。

MTQ-15溶媒脱气仪(溶媒制备仪)1、设计紧凑:通过手柄供液,方便对溶出杯直接加注2、操作简便:液晶屏显示和触控操作,交互界面简单直观。

同时还支持手柄直接操作和控制,单人即可独立完成溶出介质脱气和加注工作。

3、在线加热:溶出介质在脱气前进行预加热(高可达45°C),提高了脱气效率。

同时节约了溶出介质在溶出仪中的加热等待时间。

4、高精度供液:溶出介质加注体积精度为设定体积的±1%(250~1000ml)。

5、可变的分配体积:进行系统校准后,可在250ml到1000ml范围内进行快速设定。

6、可处理多种溶出介质:溶出试验常用的水、盐酸溶液、磷酸盐缓冲溶液溶出介质均可进行脱气。

脱气方法及工作原理

脱气方法及工作原理

脱气方法及工作原理一、引言脱气是指从液体或固体中除去气体的过程,常用于工业生产中的各种液体和固体的处理过程中。

本文将详细介绍脱气的方法和工作原理,以及不同方法的适用范围和优缺点。

二、脱气方法1. 真空脱气真空脱气是一种常用的脱气方法,通过降低系统内的压力,使气体从液体或固体中释放出来。

真空脱气可分为常压脱气和低压脱气两种方式。

常压脱气适用于一些易挥发的液体,如溶剂、溶解气体等。

低压脱气则适用于高沸点液体或固体,如油脂、树脂等。

2. 气体置换法气体置换法是通过将气体从液体或固体中驱除出来,然后用惰性气体取代原有气体。

常用的置换气体有氮气、氩气等。

气体置换法适用于一些对气体敏感的物质,如食品、药品等。

通过将氧气置换为惰性气体,可以延长物质的保鲜期。

3. 超声波脱气超声波脱气是利用超声波的振动作用将气体从液体中释放出来。

超声波的高频振动可以破坏气泡的稳定性,使其破裂并释放气体。

超声波脱气适用于一些高粘度液体,如涂料、胶水等。

超声波的振动能够穿透液体,将气泡从内部破坏,提高脱气效果。

4. 膜分离法膜分离法是利用特殊的膜材料,通过渗透作用将气体从液体中分离出来。

膜分离法可以分为渗透膜法和扩散膜法两种方式。

渗透膜法适用于气体分压差较大的情况,如气体浓度较高的液体。

扩散膜法适用于气体分压差较小的情况,如气体浓度较低的液体。

三、脱气工作原理1. 脱气的基本原理脱气的基本原理是通过降低气体的溶解度或通过物理、化学的方式将气体从液体或固体中释放出来。

不同的脱气方法采用不同的原理,但目的都是相同的。

2. 真空脱气的工作原理真空脱气通过降低系统内的压力,使气体从液体或固体中释放出来。

当系统内的压力降低到一定程度时,气体的溶解度会降低,从而实现脱气的效果。

3. 气体置换法的工作原理气体置换法通过将气体从液体或固体中驱除出来,然后用惰性气体取代原有气体。

惰性气体具有较低的溶解度,可以有效替代原有气体。

4. 超声波脱气的工作原理超声波脱气利用超声波的振动作用将气体从液体中释放出来。

定压补水排装置比较表

定压补水排装置比较表

Reflex定压补水排气装置微机定压补水装置备注外形
配置内容
定压补水装置,软化水装置,软化水罐,
水箱液位传感器,泄水控制装置。

只有微机定压补水,其它另需配套(软化水箱,软化水装置,液位传感器,泄水装
置)
功能
定压,补水,安全,排气(排除系统高点空
气,全封闭系统)。

开式系统,只能定压补水,无其它功能。

开式系统
效果完美的补水方式,循环水为全封闭,与空气不断地向系统补充氧气与氮气,氧气是管
定压补水排气技术总结:一:
二:
三:
四:
定压补水排气装置已在欧洲90%的循环水系统中使用。

在中国,已经在几千个项目中使用。

效果良好。

大连地区用户:大连中远船务,大连安达圣岛集团,大连船用阀门有限公司,大连英特工厂。

goalpure-超纯水反渗透、电去离子、膜脱气系列产品说明书

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艾科国际贸易(海南)有限公司P R O D U C T D E S C R I P T I O N产品说明书水处理药剂系列产品公司简介GOALPURE是高频科技设立的产品独立子品牌,专注于超纯水与循环再生解决方案中的关键工艺产品及化学药剂的研发、推广和应用,以高频科技全资子公司艾科国际贸易(海南)有限公司为主体进行市场推广和行业应用。

我们立足自身在半导体高端制造行业超纯水领域的工艺经验和技术能力,分别与全球知名卷式膜分离制造商、国内反渗透膜龙头企业,中国离子交换树脂行业副理事长单位、国内吸附分离材料的龙头企业,以及中国膜接触器技术的“黄埔军校”、中国中空纤维膜接触器技术起源的专业化企业携手同行,聚焦于半导体超纯水工艺中反渗透、离子交换、膜脱气三大关键技术,联合研发并定向生产GOALPURE系列反渗透膜元件、树脂系列产品和气液分离膜接触器,更加精准且持续满足半导体超纯水系统中高端工艺和技术演进的要求。

此外,我们与国家科学技术进步奖获得单位、多项国家/行业标准制定单位、自然资源部直属科研机构携手,专注于半导体水处理化学药剂使用的特殊行业属性,联合研发并定制半导体制程过程中必不可缺的水处理化学药剂及相关解决方案,不断应对半导体生产高速增长、特别是高阶制程带来的多样化、高挑战的应用需求。

高频科技(高频美特利环境科技(北京)有限公司)成立于1999年,是国家高新技术企业和中关村高新技术企业。

公司专注于芯片、显示等半导体高端制造业二十多年,拥有资深的专业技术团队,立足超纯工艺能力,不断融汇国内外先进的水处理技术,积累了丰富的行业经验,长期服务于中芯国际、德州仪器、康宁、有研、燕东、格科、积塔、通威等国内半导体领域的顶级客户,同时也为饮料、医药等轻工行业提供专业水服务,获得荣获不同行业客户的高度认可。

在快速变化和发展的新时代背景下,我们秉承专业敬业,正直担当,持续精进,成就彼此的企业价值观,稳稳扎根,不惧困难,探索前行,致力于持续优化并赋能行业领先的超纯水与循环再生解决方案,为客户创造洁净、可持续的水环境。

脱气方法及工作原理

脱气方法及工作原理

脱气方法及工作原理一、引言脱气是指将气体从液体或固体中去除的过程,它在各个行业中都有广泛的应用。

本文将介绍脱气的常用方法以及其工作原理,以帮助读者更好地理解和应用脱气技术。

二、常用脱气方法1. 真空脱气法真空脱气是利用真空泵将容器内的气体抽出,使容器达到一定的真空度,从而实现脱气的目的。

真空脱气法适用于液体和固体的脱气,常见的应用场景包括化工、食品加工、电子制造等领域。

2. 溶解气体脱气法溶解气体脱气法是通过加热或减压等方式,使溶液中的气体逸出,从而实现脱气。

这种方法适用于溶液中含有大量气体的情况,例如饮料生产中的二氧化碳脱气。

3. 膜分离脱气法膜分离脱气法是利用特殊的膜材料,通过渗透和扩散作用,将气体从液体或气体中分离出来。

这种方法具有操作简单、效率高等优点,广泛应用于气体分离、水处理等领域。

4. 气体置换脱气法气体置换脱气法是通过将含有气体的容器与气体置换装置相连,将气体置换为其他气体,从而实现脱气。

这种方法适用于液体或固体中的气体含量较低的情况,常见的应用场景包括食品包装、化学实验等。

三、脱气方法的工作原理1. 真空脱气法的工作原理真空脱气法利用真空泵将容器内的气体抽出,从而降低容器内的气体压力,使气体从液体或固体中逸出。

真空泵通过不断抽气,使容器内的气体逐渐减少,从而实现脱气的目的。

2. 溶解气体脱气法的工作原理溶解气体脱气法通过加热或减压等方式,改变溶液中气体的溶解度,使气体逸出,从而实现脱气。

加热可以增加溶液中气体的溶解度,减压则可以减少气体的溶解度,通过这些方式,溶液中的气体逐渐脱除。

3. 膜分离脱气法的工作原理膜分离脱气法利用特殊的膜材料,通过渗透和扩散作用,将气体从液体或气体中分离出来。

膜材料具有不同的渗透性,可以选择性地将某种气体分离出来,从而实现脱气的目的。

4. 气体置换脱气法的工作原理气体置换脱气法通过将含有气体的容器与气体置换装置相连,将气体置换为其他气体,从而实现脱气。

纯水应用中五种脱气装置的比较

纯水应用中五种脱气装置的比较

纯水应用中五种脱气装置的比较摘要:在纯水制造过程中,以前常常使用鼓风脱气和真空脱气装置,近年来,膜脱气工艺发展非常迅猛,在高纯水领域已经开始有了广泛应用,同时也有不少纯水工艺采用了树脂催化法除氧。

本文分别对五种不同的脱气装置作了介绍和对比。

关键词:脱气器;脱气塔;纯水;溶解氧;树脂中图分类号:TN305 文献标识码:A1 引言在当今信息化时代,微电子的产品周期每两年翻一番,对高纯水的要求也变得越来越高(见表1),从而促进了纯水处理技术的一次又一次的变革,水处理工艺越来越先进,脱气装置也不例外。

自然界中的水除了含有盐分、胶体、颗粒、微生物外,还溶解有很多气体,比如氧气,二氧化碳、氮气、甲烷等,由于一般水厂采用氯气消毒,从而产生氯仿、三卤甲烷(THM)等卤代烃。

有些气体的存在对集成电路的生产有着严重的影响,有些气体影响着其他后续设备的运行周期和产品水质。

从而,形形色色的脱气工艺产生了。

在锅炉、电厂等行业,溶解氧的存在是造成热力设备(如汽轮机等)腐蚀的主要原因,导致锅炉在运行或停用期间的氧腐蚀,所以国家对锅炉的补给水溶解氧也作出了相应规定,比如:锅炉额定蒸发量大于6m3/h的锅炉均要除氧,额定蒸发量小于6m3/h的锅炉应尽量除氧,而且16MPa以下的锅炉给水溶解氧含量必须小于lOOppb,1.6-2.5MPa的锅炉和供汽轮机用汽的锅炉给水含氧量必须小于50ppb,而一般高压锅炉的溶解氧含量需要小于7ppb。

由此可以看出,锅炉电力行业中,溶解氧含量已接近微电子行业的要求,脱气也成了其补给水处理的一项重要工艺。

2 技术背景2.1 道尔顿分压定律混合气体中气体的总压力和每种气体的分压遵循道尔顿分压定律,其具体含义是,气体的总压P总等于组成该混合气体的分压的总和,混合气体中各种组份的分压又与其所占的摩尔分数成正比,所以道尔顿分压定律可以用以下两个方程式来表示:其中ni为对应气体的摩尔分数根据该定律,我们可以在混合气体的组份含量(摩尔分数,见表2)与组分分压之间方便地进行互算。

脱气方法及工作原理

脱气方法及工作原理

脱气方法及工作原理一、引言脱气是指将气体从液体或固体中去除的过程,常用于工业生产和实验室操作中。

脱气的目的是提高液体或固体的纯度,减少气体对物质性质和性能的影响。

本文将详细介绍常见的脱气方法及其工作原理。

二、常见的脱气方法1. 真空脱气真空脱气是一种常用的脱气方法,通过降低环境压力,使气体从液体或固体中释放出来。

常见的真空脱气设备包括真空干燥器、真空抽滤器等。

真空脱气的工作原理是利用真空泵将容器内的气体抽出,使液体或固体中的气体分子逸出,从而达到脱气的目的。

2. 气体置换法气体置换法是将气体从液体或固体中排出,然后用惰性气体(如氮气)替代。

这种方法常用于液体储存罐或管道系统中。

工作原理是通过排放气体,让惰性气体进入容器或管道,从而将气体从液体或固体中驱除。

3. 加热脱气法加热脱气法是利用加热的方式将气体从液体或固体中驱除。

通过加热,液体或固体中的气体分子能够获得足够的能量,从而逸出。

常见的加热脱气设备包括加热板、加热炉等。

工作原理是通过加热使液体或固体中的气体分子运动加剧,从而使其逸出。

4. 膜分离法膜分离法是利用半透膜将气体从液体中分离的方法。

常见的膜分离设备包括膜过滤器、膜蒸馏器等。

工作原理是通过膜的选择性渗透性,使气体分子能够通过膜而液体分子无法通过,从而实现气体的脱除。

三、脱气方法的选择选择合适的脱气方法取决于物质的性质、脱气效果的要求以及工作条件等因素。

以下是一些常见的选择依据:1. 脱气效率要求:不同的脱气方法对气体的脱除效率有所差异,需根据实际需要选择合适的方法。

2. 物质的性质:不同的物质对脱气方法的适应性也有所不同,需根据物质的性质选择合适的方法。

3. 工作条件:包括温度、压力等因素,需根据实际情况选择适用的脱气方法。

四、脱气方法的应用领域脱气方法广泛应用于各个领域,包括但不限于以下几个方面:1. 化工工业:用于提高化工产品的纯度和质量,如有机溶剂、催化剂等。

2. 制药工业:用于去除药品中的气体,提高药品的稳定性和纯度。

脱气方法及工作原理

脱气方法及工作原理

脱气方法及工作原理
引言概述:
脱气方法是一种常用的工程技术,用于去除气体中的杂质和水分,以提高气体的纯度和质量。

本文将介绍脱气方法的工作原理以及常见的五种脱气方法。

正文内容:
1. 真空脱气方法
1.1 真空泵抽取气体
1.2 冷凝器冷却气体
1.3 吸附剂吸附气体
1.4 高温加热气体
1.5 气体份子扩散
2. 膜分离脱气方法
2.1 膜的选择与应用
2.2 膜分离过程
2.3 膜分离的优点和局限性
2.4 膜分离的应用领域
2.5 膜分离的发展趋势
3. 吸附脱气方法
3.1 吸附剂的选择和性能
3.2 吸附过程的原理
3.3 吸附脱气的优点和局限性
3.4 吸附脱气的应用领域
3.5 吸附脱气的发展前景
4. 冷冻脱气方法
4.1 冷冻器的选择和设计
4.2 冷冻脱气的原理
4.3 冷冻脱气的优点和局限性
4.4 冷冻脱气的应用领域
4.5 冷冻脱气的未来发展
5. 微生物脱气方法
5.1 微生物的选择和培养
5.2 微生物脱气的原理
5.3 微生物脱气的优点和局限性
5.4 微生物脱气的应用领域
5.5 微生物脱气的前景和挑战
总结:
脱气方法是一项重要的工程技术,通过不同的工作原理,可以去除气体中的杂质和水分,提高气体的纯度和质量。

常见的脱气方法包括真空脱气、膜分离脱气、吸附脱气、冷冻脱气和微生物脱气。

每种方法都有其独特的优点和局限性,并在不
同的应用领域中得到广泛应用。

随着科技的不断发展,脱气方法也将不断创新和改进,为各行各业提供更加高效和可靠的脱气解决方案。

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纯水应用中五种脱气装置的比较摘要:在纯水制造过程中,以前常常使用鼓风脱气和真空脱气装置,近年来,膜脱气工艺发展非常迅猛,在高纯水领域已经开始有了广泛应用,同时也有不少纯水工艺采用了树脂催化法除氧。

本文分别对五种不同的脱气装置作了介绍和对比。

关键词:脱气器;脱气塔;纯水;溶解氧;树脂中图分类号:TN305 文献标识码:A1 引言在当今信息化时代,微电子的产品周期每两年翻一番,对高纯水的要求也变得越来越高(见表1),从而促进了纯水处理技术的一次又一次的变革,水处理工艺越来越先进,脱气装置也不例外。

自然界中的水除了含有盐分、胶体、颗粒、微生物外,还溶解有很多气体,比如氧气,二氧化碳、氮气、甲烷等,由于一般水厂采用氯气消毒,从而产生氯仿、三卤甲烷(THM)等卤代烃。

有些气体的存在对集成电路的生产有着严重的影响,有些气体影响着其他后续设备的运行周期和产品水质。

从而,形形色色的脱气工艺产生了。

在锅炉、电厂等行业,溶解氧的存在是造成热力设备(如汽轮机等)腐蚀的主要原因,导致锅炉在运行或停用期间的氧腐蚀,所以国家对锅炉的补给水溶解氧也作出了相应规定,比如:锅炉额定蒸发量大于6m3/h的锅炉均要除氧,额定蒸发量小于6m3/h的锅炉应尽量除氧,而且16MPa以下的锅炉给水溶解氧含量必须小于lOOppb,1.6-2.5MPa的锅炉和供汽轮机用汽的锅炉给水含氧量必须小于50ppb,而一般高压锅炉的溶解氧含量需要小于7ppb。

由此可以看出,锅炉电力行业中,溶解氧含量已接近微电子行业的要求,脱气也成了其补给水处理的一项重要工艺。

2 技术背景2.1 道尔顿分压定律混合气体中气体的总压力和每种气体的分压遵循道尔顿分压定律,其具体含义是,气体的总压P总等于组成该混合气体的分压的总和,混合气体中各种组份的分压又与其所占的摩尔分数成正比,所以道尔顿分压定律可以用以下两个方程式来表示:其中ni为对应气体的摩尔分数根据该定律,我们可以在混合气体的组份含量(摩尔分数,见表2)与组分分压之间方便地进行互算。

2.2 亨利定律亨利定律定义了水中气体的溶解度与溶液表面该气体的分压成正比。

其表达式为:其中E为亨利系数,见表4NA为溶液中气体的摩尔分数P为溶液上方该气体的分压根据该定律和表4中的数据,只要知道溶液上方气体的分压,就能计算出水中溶解的气体的含量。

根据该定律,我们也可以按照气体的分压和表3计算出该气体的溶解度。

比如从表2可知,空气中的氧气含量或分压为20.99%,则在25℃时空气中1升水中的氧气溶解量为V=0.02831×20.99%=0.00594升。

再根据下面的克拉帕龙方程式计算出该1升水中的氧气含量为8.5毫克,即8.5ppm:式中:P为气体压力[Pa,这里为一个大气压,等于101325Pa]V为气体的体积[m3]m为气体的质量[g]M为气体的摩尔质量[g/mol,氧气为32g/m01]R为气体常数[8.314J/(K·mol)]T为开氏温度[K]2.3 催化原理化学反应能否进行要根据自由能的变化,但仅仅根据自由能的变化还不能判断反应能否完成,因为化学反应的完成还取决于反应的能垒,即如果反应能垒很高,则必须为其提供一定的能量,越过能垒,完成反应。

该能垒被称为活化能。

而催化剂的作用就是降低该活化能,使之在相对不苛刻的环境下发生化学反应。

比如氢气和氧气的化学反应:水中溶解氧的标准电极电位由此计算出的自由能变化ΔG=-nFε=-2×96500×1.229=-237kJ式中F为法拉第常数96500Cn为参与反应的电子数,本式中等于2由于ΔG<0,而且很大,所以反应应能非常快地自动进行,但是在常温下反应却始终不可能完成,必须有火花等将之引燃,反应所产生的能量才能将反应继续下去。

某种涂钯的树脂能起到催化剂作用,使氢气和氧气在常温下就能够化合生成水。

据此原理,通过向溶解有氧气的水中通人适量氢气,在与催化剂的充分接触后,化合生成水,从而起到除氧的目的。

3 四种常见的脱气装置按照脱氧器工艺,我们可以分为大气式、真空式、膜分离式、棚旨催化方式;热力式五大类,大气式又可以分为鼓风式、抽风式、鼓泡式。

在以往的工艺过程中,最常用的脱气方式是鼓风式和真空式。

3.1 鼓风脱气由于二氧化碳在空气中含量只占0.03%,我们可以由方程式(4)算出,常压下二氧化碳在水中的饱和含量在0.5ppm 左右。

二氧化碳在水中主要以C02、HC0-3、C02-3三种形态存在,而一般水中都具有一定的碱度,所以还存在许多由HC0-3、C02-3形式而存在的二氧化碳,三者在水中形成平衡:当pH值小于4.3时,二氧化碳全部转化为分子状态存在,从而可以从水中逸出。

同时我们鼓人新鲜的空气,使二氧化碳转入空气中,从而起到除二氧化碳的目的。

由于该类脱气塔工作时的pH值要求小于4.3,所以一般它与复床联合使用,工艺位置一般处于阳床后面,因为阳床出口水的pH值正好能满足其pH要求,避免了加酸。

在进水的最大碳酸盐硬度不超过7.5mgN/1的系统中,为保证脱气塔的正常工作,首先在塔体内采用瓷环或空心球为填料,将水分散成水滴或水膜,填料高度根据需要为1.6-4.0米;同时将脱气塔淋洗密度控制在60m3/m2·h左右,气水比值控制在20-30m3/m3水,因为过高的淋洗密度不容易使水分散,过低的气水比不能将二氧化碳等带出塔外。

正确设计的脱气装置可以使脱气塔出口水二氧化碳浓度控制在5-10ppm。

鼓风脱气虽然能除去水中的二氧化碳,但同时将水中的氧气、氮气含量提到了最高,它的脱气机理决定了它对其它气体无脱除功能,虽然在鼓风机人口都安装了0.3μm高效空气过滤器以净化空气,然而,空气中的颗粒等物质还将被带入水中,在某种程度上将增加对水的污染。

3.2 真空脱气从上述的两个定律不难看出,在理想状态下,即当溶液表面的气体分压等于零,并且水的表面积足够大,水膜厚度达到分子厚度并能与真空直接接触时,水中的气体将全要逸出,浓度降低到零。

图2是一个典型真空脱气装置的工艺图,图中采用了两级联合真空,脱气塔底部是一个与脱气塔连成一体的缓冲水箱。

真空脱气塔的一个重要附件是真空泵或射流装置,它们工作时所能达到的最低绝对压力取决于真空发生系统的水的饱和蒸汽压(见表5)比如在25℃时,水的饱和蒸汽压为23.7mmHg,所以真空系统在该温度下所能达到的最低绝对压力为23.7mmHg,假如真空脱气塔的工作时所处理水的温度也为25℃,则溶液表面水蒸气分压为23.mmHg(3164Pa),其它气体(如空气)的分压总和仅仅是泄漏等原因进入塔体的微量空气,我们可以不难估算出氧气、氮气、二氧化碳的分压和水中的溶解量已经是很低很低。

由此我们还可以看出,若将真空发生系统的密封的密封水温度控制得更低,可取得更高的真空度,以获得更高气体去除率。

在通常意义上,所设计的真空脱气塔的淋洗密度为50m3/m2·h,通过选择合适的填料高度,可以使脱气塔后的出水二氧化碳残余量低于3ppm,氧气残余量(溶解氧)低于50ppb。

1992年中国华晶电子集团公司从加拿大引进的真空脱气塔,采用了两级真空联合脱气,设计淋洗密度最高达到78m3/m2·h,填料总高度为7.3米,出口的溶解氧设计值<lOOppb,实际运行时的淋洗密度峰值仅为50m3/m2·h,平均淋洗密度为30m3/m2·h,但最终出水的溶解氧长期<lOppb。

3.3 膜脱气膜脱气工艺首先是选择了一种微孔性聚丙烯憎水性膜,该膜表面对水没有亲和力,并有许多直径为0.03-0.04μm的小孔,气体能透过该膜而水却不行。

道尔顿分压定律和亨利定律表明如果溶液表面的气体分压越低,气体的溶解度就越低,膜脱气元件的制造商因此将该膜做成φO.03mm的纤维管,并采用了管壳式设计,使一种介质(一般为气或真空)在管程中流动,而另一介质(一般为水)在壳程中流动,这样就让两种介质分开,憎水膜成了水、气的分界面。

通过控制管程的气压或者用其它气体吹扫,降低溶液的溶解气体分压,将水中的溶解气体向管程渗透而除去。

为了增加水和气体的接触面积,膜组件没有采用传统的水分散工艺,而是利用了数千根直径很细的纤维管,也就是说,纤维管的表面积在事实上已等于了气相和液相的界面表面积,因此膜组件的膜面积成了其中一个重要技术参数。

为了充分发挥膜表面的作用,膜脱气元件在制造过程中,采用了中心管布水技术,使膜纤维管围绕分布在中心管周围,同时还采用膜体中间出水或者在膜体中间采用树脂挡板的方式,尽量让水流在壳程中保持湍流,使水呈辐射状流动(如图3所示),使水与膜表面充分接触,进一步提高除气效率。

膜脱气工艺可以采用吹扫、真空、复合式三种模式,吹扫模式是指在膜元件的气侧只使用气体吹扫,该方法使用比较简单,主要用于以空气为吹扫介质除二氧化碳。

真空模式是指膜元件的气侧只使用真空,真空通过真空泵或者射流装置获得,但由于真空系统中除水蒸气外,还存在一定数量的被除气体,所以还不能将该气体的浓度降到最低;复合式是在膜的产水侧用通人气体吹扫,在进水侧抽真空,这样由于液面有大量的吹扫气体,由液面逸出的被除气体浓度被大量稀释,气体分压急剧下降,因而可以获得更高的脱气效果,但吹扫气体一般为氮气或氢气等,而且其纯度相对要求比较高,获得比较困难,使用条件受到了一定限制。

当采用吹扫模式或者复合模式时,当其它气体被除掉的同时,产品水中吹扫气体的浓度就达了饱和状态。

膜脱气元件用于除氧时,每支膜的脱氧率可以在80-95%之间,这直接与吹扫气体纯净度、真空度和处理水的流量有关。

由于膜组件的运行压差很小,一般小于0.05Mpa,所以为了达到更低的溶解氧浓度,膜组件可以串联运行,实际工程表明,采用复合模式,用高纯氮气作为吹扫介质,三级串联的膜组件,可以将溶解氧降低到5.4ppb,四级串联的膜组件,可以将溶解氧降低到4ppb以下。

图4为典型的四级串联的复合式膜脱气工艺示意图。

膜组件在运行时,处理水中必须没有余氯、臭氧和其它氧化剂存在,有时为了处理自来水,组件也允许有lppm的余氯存在,但只能用于采用真空模式或复合模式的系统中,而且不管在停止还是运行状态,真空系统必须不间断运行。

另外,在运行过程中,吹扫气体的温度不要超过25℃,气体吹扫压力不得超过0.0069Mpa,并需经过0.2μm过滤器的过滤;在膜组件用于除二氧化碳肘,若吹扫介质使用压缩空气,则必须是无油的压缩空气。

在复合模式时推荐的真空度为710mmHg,即绝对压力为50mmHg。

膜组件在运行过程中,有可能会受到生物粘泥污染,当污染发生时,可以采用2%w/w的氢氧化钠或氢氧化钾在40-50℃下循环20-30分钟,冲洗干净后用5%w/w柠檬酸或2%的磷酸循环20-30分钟,再用纯水漂洗到pH呈中性,当发生矿物质沉积时,仅用5%w/w柠檬酸或2%的磷酸循环20-30分钟,再用纯水漂洗到pH呈中性。

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