工作原理
反滲透原理:把相同體積的稀溶液(如淡水)和濃液(如海水或鹽水)分別置于一容器的兩側,中間用半透膜阻隔,稀溶液中的溶劑將自然穿過半透膜向濃溶液側流動,形成滲透壓。若在濃溶液側施加一個大于滲透壓的壓力,濃溶液中的溶劑會向稀溶液流動,這一過程稱為反滲透。RO 反滲透膜孔徑小至納米級,在一定壓力下,H?O 分子可通過 RO 膜,而源水中的無機鹽、重金屬離子、有機物、膠體、細菌、病毒等雜質無法通過,從而實現純水和濃縮水的分離。
設備組成
預處理系統:通常由聚丙烯纖維(PP)過濾器和活性炭(AC)過濾器組成,對硬度較高的原水還需加裝軟化樹脂過濾器。PP 濾芯可去除原水中 5μm 以上的機械顆粒雜質、鐵銹及大的膠狀物等污染物。AC 活性炭濾芯可吸附原水中余氯和部分有機物、膠體。軟化樹脂可脫除原水中大部分鈣鎂離子,防止后續 RO 膜表面結垢堵塞。
反滲透純化系統:是設備的核心部分,主要由反滲透膜組件、高壓泵等組成。在高于原水滲透壓的操作壓力下,水分子通過 RO 半透膜產出純水,原水中的大量無機離子、有機物、膠體、微生物等被 RO 膜截留。
超純化后處理系統:通過多種集成技術進一步去除反滲透純水中尚存的微量離子、有機物等雜質。例如混床離子交換純化柱,由陰離子交換樹脂和陽離子交換樹脂按比例混合而成,可深度去除 RO 純水中的微量離子;EDI 裝置可連續去除水中的陰陽離子,產出高純度超純水;還有除熱原超濾膜、紫外線殺菌燈、終端過濾器等,可去除水中的熱原、微生物,濾除微米級污染物。
性能特點
脫鹽率高:反滲透復合膜脫鹽率一般大于 98%,能有效去除水中的各種鹽分,使產水達到較高的純度。
雜質去除范圍廣:可阻擋所有溶解性鹽及分子量大于 100 的有機物,還能去除膠體、細菌、病毒等微生物,以及熱原等雜質。
無相變:在常溫下進行分離,適用于對熱敏感物質的分離、濃縮,與有相變化的分離方法相比,能耗較低。
操作簡便:利用低壓作為膜分離動力,分離裝置簡單,操作、維護和自控簡便,現場安全衛生。
水回用率高:可實現較高的水回用率,在一定程度上節約水資源,降低運行成本。
應用領域
電力工業:用于鍋爐補給水、冷卻水等,可防止鍋爐結垢和腐蝕,提高鍋爐的熱效率和使用壽命。
電子工業:為半導體工業超純水、集成電路清洗用水、配方用水等提供高質量的純水,滿足電子元器件生產對水質的高要求。
食品工業:應用于配方用水、生產用水、飲料用水的凈化等,確保食品的質量和安全。
制藥行業:可用于工藝用水、制劑用水、注射用水、無菌水制備等,保障藥品的質量和穩定性。
海水淡化:適用于海島地區、沿海缺水地區、船舶、海水油田等生產生活用水的淡化,將海水轉化為可飲用的淡水。
運行參數
SDI(污染指數):進水的 SDI 需小于 5,建議值一般小于 3,以防止懸浮物堵塞反滲透系統。
pH 值:不同的反滲透膜有其適宜的運行 pH 值范圍,一般在 2 - 11 之間。
水溫:對于有機膜,通常將溫度控制在約 20 - 40℃范圍內為宜,復合膜溫度控制在約 5 - 45℃范圍內為宜。
回收率:一般在 60% - 80% 左右,具體數值會因原水水質、設備配置等因素而有所不同。
維護保養
定期更換濾芯:根據設備使用情況和廠家推薦周期,定期更換預處理系統中的濾芯,如 PP 濾芯、活性炭濾芯等,以保證過濾效果。
清洗設備:定期對反滲透設備進行清洗,去除設備內部的雜質、污垢和微生物,防止膜表面污染和結垢,可使用專用清洗劑按照說明書要求進行操作。
檢查設備密封性:定期檢查設備的密封件是否完好,如有損壞及時更換,確保設備的密封性,避免漏水和壓力損失。
檢查設備壓力:定期檢查設備的壓力表,確保設備在正常壓力范圍內運行,壓力過高或過低都可能影響設備的性能和壽命。
