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反渗透(RO)技术


  反渗透是用足够的压力使溶液中的溶剂(一般常指水)通过反渗透膜(一种半透膜)而分离出来与渗透方向相反,可使用大于渗透压的反渗透法进行分离、提纯和浓缩溶液。反渗透膜的主要分离对象是溶液中的离子范围。

  反渗透,英文为Reverse Osmosis,是花费数亿美元并经过多年精心研制而成的高科技水处理技术。这种薄膜分离技术,是依靠渗透膜在压力下使溶液中的溶剂与溶质进行分离的过程。渗透是一种物理现象。反渗透就是在有盐份的水中(如原水)施加比自然渗透压力更大的压力,使水由浓度高的一方渗透到浓度低的一方,把原水中的水分子压到膜的另一边变成纯净水,而原水中的细微杂质、胶体、有机物、重金属、细菌、病毒及其他有害物质都统统截留下来并经污水出口排放掉。由于反渗透膜的孔径仅 0.0001微米,一个细菌要缩小4000倍,过滤性病毒也要缩小200倍以上才能通过,所以其有效去除率高达96%以上。



反渗透法分离过程有如下优点:
①不需加热、没有相变;
②能耗少;
③设备体积小、操作简单,适应性强;
④对环境不产生污染。

  反渗透纯水系统根据不同的原水水质采用不同的工艺。一般自来水经一级反渗透系统处理后,产水电导率<10μS/cm,经二级反渗透系统后产水电导率 <5μS/cm甚至更低,在反渗透系统后辅以离子交换设备或EDI设备可以制备超纯水,使电阻率达到18兆欧姆(电导率=1/电阻率)。

反渗透纯水系统常见应用范围
电子工业用水 集成电路、硅晶片、显示管等电子元器件冲洗水
制药行业用水 大输液、针剂、片剂、生化制品、设备清洗等
化工行业工艺用水 化工循环水、化工产品制造等
电力行业锅炉补给水 火力发电锅炉、厂矿中低压锅炉动力系统
食品工业用水 饮用纯净水、饮料、啤酒、白酒、保健品等
海水、苦咸水淡化 海岛、舰船、海上钻井平台、苦咸水地区
饮用纯净水 房产物业、社区、企事业单位等
其它工艺用水 汽车、家电涂装、镀膜玻璃、化装品、精细化学品等

  反渗透是20世纪60年代发展起来的一项膜分离技术,是依靠反渗透膜在压力下使溶液中的溶剂与溶质进行分离的过程。
  要了解反渗透的原理,先要了解“渗透”的概念。渗透是一种物理现象,当两种含有不同浓度盐的水的中间用一张半渗透膜分开就会发现,含盐量少的一边的水会透过膜渗到含盐量高的水中,而所含的盐分并不渗透,直到两边的含盐浓度融和到均等为止。如果在含盐量高的水侧施加一个压力,其结果也可以使上述渗透停止,这时的压力称为渗透压。如果施加的压力再加大,可以使水从含盐量高的一侧向含盐量低的一侧,而盐分截留住。因此,在含有盐分的水中施加比自然渗透压力更大的压力,使渗透向相反的方向进行,把原水中的水分子压到膜的另一侧,得到除去盐分和微生物与有机物等物质的纯净水,这就是反渗透的原理。

  反渗透技术的特点
  反渗透(RO)技术是一种高效节能技术。它依靠压力推动将水和离子分离,从而达到纯化和浓缩的目的。
  该过程无相变,一般不需加热,能耗低,具有运行成本低,无污染,操作方便运行可靠,产水水质高等诸多优点,而成为海水和苦咸水淡化最节能的技术。目前已广泛应用于医药、电子、化工、食品、海水淡化等诸多行业。反渗透技术已成为现代工业中首选的水处理技术。反渗透(RO)技术成为膜分离技术的一个重要组成部分。
反渗透技术的用途:
  (1)苦咸水、海水的淡化;
  (2)去除水中有机物、细菌和胶体及溶于水中的其它杂质;
  (3)废水处理回用;
  (4)作为一种浓缩方法,能回收溶解在溶液中有价值的成份。
反渗透技术适合应用行业: (1)电力工业:锅炉补给水;
  (2)电子工业:半导体工业超纯水、集成电路清洗用水;
  (3)食品工业:配方用水、生产用水;
  (4)饮料工业: 配方用水、生产用水、洗涤用水;
  (5)制药行业:工艺用水、制剂用水、洗涤用水、注射用水、药物浓缩分离;
  (6)化学工业:生产用水、废水处理 、有价值的物质的浓缩分离;
  (7)饮水工程:纯水制备、饮用水净化;
  (8)石油化工:油田注入水、石化废水深度处理;
  (9)海水淡化:海岛地区、沿海缺水地区、船舶、海水油田等生产生活用水。

纯水机是通过什么途径将自来水变成纯净水的呢?

  它采用的是诞生于50年代的反渗透膜技术,这项技术目前广泛运用于医学(如肾病血液透析)、航天(宇航员体液循环)、海水淡化等高新科技领域,近年运用此技术又开发出运用于民间的水净化设备。它的工作原理是对水施加一定的压力,使水分子和离子态的矿物质元素通过一层反渗透膜,而溶解在水中的绝大部分无机盐(包括重金属)、有机物以及细菌、病毒等无法透过反渗透膜,从而肩透过的纯水和无法透过的浓缩水严格的分开;反渗透膜上的孔径只有0.0001um,而病毒的直径一般有0.02-0.4um,普通细菌的直径有0.4-1um,所以你尽可以放心大胆的饮用纯水机里流出的清泉。
  反渗透纯水机的正常工作有赖于一定的压力,这个压力必须大于渗透膜的渗透压,一般是2.8公斤/平方厘米。在水压或水压不稳定的地区,我们建议您一定要购买有增压泵的纯水机,它的工作压力可达6-9公斤/平方厘米,不受自来水压限制,制水效率高、速度快、排浓缩水少,日产水量200升左右,完全能满足家庭日用水所需。
  和其他的水处理机相比,纯水机加工的水质高度纯净,不需加热即可饮用,也可以用来作饭烧菜,但其制水量小,而且会产生废水,因此也不适宜也不可能将全部的生活用水全部进行纯化。
  由于纯水机是利用压力作用在RO膜上,太大的压力易造成膜的损坏,因此只能有有限的水分子渗透过RO膜,一部分水分子和杂质、细菌、病毒等物质以浓缩水的形式被排放掉,这就是所说的废水。一般来说产生一杯纯水会造成二到六杯废水(因不同产品而异)。目前,国外已经有企业在研制不产生废水的纯水机,这一技术将成为助推纯水机市场发展的又一动力。
  虽然我们尚不能认为纯水机是我们寻求安全饮水的最好方法,但与屡屡暴光的桶装水的二次污染、水质不达标的安全隐患来说,还是放心的多。同时,利用纯水机来制水,其平均成本要比买水划算的多。
  一般来说,纯水机都应该为五级过滤,第一级为滤芯,第二和第三级为活性炭,第四级为用RO逆渗透膜,第五级为精致活性炭,主要用于改善口感。可加第六级放置麦饭石。要保证水质的纯净,也必须对滤芯进行定期的清洗和更换,一般来说厂商都会定期的上门对用户的水质进行检测,为用户定期更换滤芯和滤膜,据特丽洁纯水机市场部负责人刘彦刚先生介绍,一般来说,纯水机需要一年零四五个月换一次RO膜,低级滤芯5个月换一次,活性炭一年换一次,全套换下来费用在180元左右。如果厂商能够派专业人士对滤膜进行清洗,还可以延长其使用寿命。
  纯水机的过滤装置滤芯是有使用期限的,纤维滤芯一般能用6个月,活性炭滤芯一般12个月,它们的寿命完全取决于当地水质、水压和用水量的大小;在定期更换滤芯的情况下,反渗透膜保质期为2年,如果前处理较为充分其实际使用寿命可达到8年,去除率可达99%以上。消费者在选购纯水机时常会因为滤芯是消耗材料而放弃购买,其实可以先考虑一下销售商的售后服务情况再做出决定,因为不同的品牌,在售后的承诺上有着很大的不同。

为什么要喝纯净水?
  因为身体在自身净化过程中,纯净水是最佳的溶剂。聚积在体内的矿物质被溶解后,通过温和的肌肉运动,能使溶解后的有毒物质由组织进到血液运载到排泄气管,最后排出体外。人之所以老化甚至死亡(除非意外事件),大多是因为体内废物及毒素未能排出体外而造成的。
  水是一切生命的源泉,含有矿物质的水孕育了一切生命,生命也因此赖于水而生存。占人体体重68%的是水,人的血液中83%也是水。
  然而今天,几乎所有的生命都被包裹在严重污染的水源、环境之中,令人憧憬的碧水蓝天似乎离我们越来越远。同时,我们也被五花八门的水所包围着,自来水,矿泉水,蒸馏水,太空水,离子水等随处可见。
  对于每个追求生活品质,渴望健康长寿的人,选择饮用什么样的水,已经不可回避了。
  水是人类赖以生存的最基本物质之一,然而并不是所有的水都适合人类饮用,在自然水源中,含很多对人体有害的杂质和矿物质。如长期饮用会引发多种疾病,例如水中含氟过高会使骨骼畸变,影响发育,使牙齿变黄,又如水中含盐过高会增加心血管疾病,高血压,动脉硬化及脑血栓的发病率。纯净水经过物理过滤制作,能防止自然污染和人为污染对人体的侵害。纯净水的矿物质含量一般很低,对减低人体肾脏的工作压力有利,同时较低的含盐率对结石病,心血管病,高血压病症的缓解也会有帮助。
  水是生命系统含量最多的物质。第一个生命就是来源于原始的海洋中,水可谓是所有生命体的伟大母亲,因为它孕育着所有的细胞,无论是营养素的运送,还是酶催化的代谢反应和输送化学能量,都是以水为介质。因此细胞的结构和功能各方面都要适应水的化学和物理性质。人体细胞是由有生命的原生质所构成。它在生活过程中最基本的功能是物质代谢。细胞不断地从周围环境中吸收水分,无机盐,有机物,合成细胞本身的物质(同化作用),同时也把细胞内的物质分解为水,二氧化碳和尿素并排出(异化作用),在分解过程中所产生的动力来源,只有通过物质代谢,细胞才有生长,繁殖,感应运动和衰老死亡等现象。

  直接饮用纯净水,美味甘醇,用于烧饭、煮汤、泡茶、冲咖啡,味道效果更佳。
  清洗瓜果蔬菜,更易浸泡出残留农药等污染物。
  用纯净水洗浴,可以清除皮肤上的杂质,滋润皮肤;用纯净水蒸脸及皮肤,有利美容。
  制造冰块不含杂质,晶莹剔透,无任何异味。
  烧开水,水壶或电暖瓶不会结水垢,可以提供给加热器、蒸汽熨斗、美容仪等小家电所需用水,决不会出现让人讨厌的白色粉末

反渗透家用纯水机的功能和结构

  纯水机制造的纯水不仅可用于日常的饮用,泡茶、冲咖啡、冲奶粉、制冷饮等,直接生饮效果更佳,用纯水制出冰块晶莹透明、干净卫生、纯水还可以用于蒸饭、煲汤、熬粥等,做出的食品味道纯正,需要生食瓜果蔬菜时,最好用纯水清洗最后一遍,吃起来更放心,纯水不会刺激皮肤,如果用它洗脸,能起到美容作用。
  纯水机的净水系统是以反渗透膜为核心的,反渗透膜之前的部分可称为前处理,反渗透膜之后称为后处理,下面对其进行分别介绍:

1、前处理
   前处理是对原水进行初级净化,为反渗透膜提供水源。其主要作用是保护反渗透膜。前处理必须具备的两级滤芯:沉淀滤芯、活性碳滤芯。
   前置活性碳芯不仅能去除原水中的异嗅、异味,还可对水的浊度、色度、有机物、铁、酚、F、As、Hg、Al、CHCl3、CCL4、余氯等具有明显降低作用。通过去除自来水中余氯,可防止氧化性极强的氯对反渗透膜的损坏。
   前处理还可以根据需要增加树脂滤芯,降低原水的硬度,防止反渗透膜表面结垢。


2、反渗透和反渗透膜
  渗透是一种自然现象,是指溶液中的溶剂通过半透膜,从低浓度溶液向高浓度溶液转移的现象。
  反渗透又称逆渗透,与渗透现象相反,是一种人为现象。反渗透是指在一定压力下,高浓度溶液中的溶剂通过半透膜向低浓度溶液转移的现象。
  反渗透膜是为了实现反渗透现象,采用特殊工艺合成的一种半透膜。它能去除水中的大颗粒杂质、胶体、微生物、有机物、重金属等,对溶解性固体(盐)也有较高的去除率。经反渗透膜处理后就可以得到安全、卫生的纯净水。

3、后处理

  纯水机的后处理可采用活性碳滤芯、紫外线灭菌灯等。
  后置活性碳滤芯的作用是将反渗透膜制造的纯水进行深度处理,去除水中挥发性有机物、气味、改善纯净水的口感。尤其是使用压力式储水桶的纯水机,后置活性碳能有效去除储水桶产生的橡胶味。
  紫外线灭菌灯经常在高档纯水机上使用,可防止纯净水被二次污染。

4、增压泵和控制系统
  由于反渗透膜需要0.4-0.8MPa的原水压力,所以纯水机净水系统必须加装专门的增压泵。增压泵一般采用24V直流电源,由水位开关或压力开关进行控制。

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