工作原理
反渗透原理:把相同体积的稀溶液(如淡水)和浓液(如海水或盐水)分别置于一容器的两侧,中间用半透膜阻隔,稀溶液中的溶剂将自然穿过半透膜向浓溶液侧流动,形成渗透压。若在浓溶液侧施加一个大于渗透压的压力,浓溶液中的溶剂会向稀溶液流动,这一过程称为反渗透。RO 反渗透膜孔径小至纳米级,在一定压力下,H₂O 分子可通过 RO 膜,而源水中的无机盐、重金属离子、有机物、胶体、细菌、病毒等杂质无法通过,从而实现纯水和浓缩水的分离。
设备组成
预处理系统:通常由聚丙烯纤维(PP)过滤器和活性炭(AC)过滤器组成,对硬度较高的原水还需加装软化树脂过滤器。PP 滤芯可去除原水中 5μm 以上的机械颗粒杂质、铁锈及大的胶状物等污染物。AC 活性炭滤芯可吸附原水中余氯和部分有机物、胶体。软化树脂可脱除原水中大部分钙镁离子,防止后续 RO 膜表面结垢堵塞。
反渗透纯化系统:是设备的核心部分,主要由反渗透膜组件、高压泵等组成。在高于原水渗透压的操作压力下,水分子通过 RO 半透膜产出纯水,原水中的大量无机离子、有机物、胶体、微生物等被 RO 膜截留。
超纯化后处理系统:通过多种集成技术进一步去除反渗透纯水中尚存的微量离子、有机物等杂质。例如混床离子交换纯化柱,由阴离子交换树脂和阳离子交换树脂按比例混合而成,可深度去除 RO 纯水中的微量离子;EDI 装置可连续去除水中的阴阳离子,产出高纯度超纯水;还有除热原超滤膜、紫外线杀菌灯、终端过滤器等,可去除水中的热原、微生物,滤除微米级污染物。
性能特点
脱盐率高:反渗透复合膜脱盐率一般大于 98%,能有效去除水中的各种盐分,使产水达到较高的纯度。
杂质去除范围广:可阻挡所有溶解性盐及分子量大于 100 的有机物,还能去除胶体、细菌、病毒等微生物,以及热原等杂质。
无相变:在常温下进行分离,适用于对热敏感物质的分离、浓缩,与有相变化的分离方法相比,能耗较低。
操作简便:利用低压作为膜分离动力,分离装置简单,操作、维护和自控简便,现场安全卫生。
水回用率高:可实现较高的水回用率,在一定程度上节约水资源,降低运行成本。
应用领域
电力工业:用于锅炉补给水、冷却水等,可防止锅炉结垢和腐蚀,提高锅炉的热效率和使用寿命。
电子工业:为半导体工业超纯水、集成电路清洗用水、配方用水等提供高质量的纯水,满足电子元器件生产对水质的高要求。
食品工业:应用于配方用水、生产用水、饮料用水的净化等,确保食品的质量和安全。
制药行业:可用于工艺用水、制剂用水、注射用水、无菌水制备等,保障药品的质量和稳定性。
海水淡化:适用于海岛地区、沿海缺水地区、船舶、海水油田等生产生活用水的淡化,将海水转化为可饮用的淡水。
运行参数
SDI(污染指数):进水的 SDI 需小于 5,建议值一般小于 3,以防止悬浮物堵塞反渗透系统。
pH 值:不同的反渗透膜有其适宜的运行 pH 值范围,一般在 2 - 11 之间。
水温:对于有机膜,通常将温度控制在约 20 - 40℃范围内为宜,复合膜温度控制在约 5 - 45℃范围内为宜。
回收率:一般在 60% - 80% 左右,具体数值会因原水水质、设备配置等因素而有所不同。
维护保养
定期更换滤芯:根据设备使用情况和厂家推荐周期,定期更换预处理系统中的滤芯,如 PP 滤芯、活性炭滤芯等,以保证过滤效果。
清洗设备:定期对反渗透设备进行清洗,去除设备内部的杂质、污垢和微生物,防止膜表面污染和结垢,可使用专用清洗剂按照说明书要求进行操作。
检查设备密封性:定期检查设备的密封件是否完好,如有损坏及时更换,确保设备的密封性,避免漏水和压力损失。
检查设备压力:定期检查设备的压力表,确保设备在正常压力范围内运行,压力过高或过低都可能影响设备的性能和寿命。
