反滲透純淨水設備

反滲透設備套用膜分離技術，能有效地去除水中的帶電離子、無機物、膠體微粒、細菌及有機物質等，是高純水製備、苦鹹水脫鹽和廢水處理工藝中的最佳設備。

基本介紹

• 中文名：反滲透純淨水設備
• 外文名：pure water one
• 作用：有效去除水中的帶電離子等
• 業務範圍：高純水製備、苦鹹水脫鹽廢水處理
• 推動力：壓力差為
• 潔淨度：幾乎達到100%
• 適用領域：電子、醫藥、食品、輕紡、化工等

背景

反滲透設備是將原水經過精細過濾器、顆粒活性碳過濾器、壓縮活性碳過濾器等,再通過泵加壓,利用孔徑為1/10000μm(相當於大腸桿菌大小的1/6000,病毒的1/300)的反滲透膜(RO膜),使較高濃度的水分開成極低濃度的水（也就是純淨水）和更高濃度的水，低濃度的水使用，高濃度的水排放或資源再利用，同時將工業污染物、重金屬、細菌、病毒等大量混入水中的雜質全部隔離，從而達到飲用規定的理化指標及衛生標準,產出至清至純的水,是人體及時補充優質水份的最佳選擇.由於RO反滲透技術生產的水純淨度是目前人類掌握的在飲用水製造方面的一切制水技術中最高的,潔淨度幾乎達到100%,所以人們稱這種產水機器為反滲透純淨水機。當然還有一些更高純度的純水製造技術（如EDI，拋光混床等）不適用於飲用水生產。

純淨水設備，簡單來說就是生產純淨水的設備。而純淨水又被我們廣泛用於：生活飲用、化工、醫療、養殖、種植、食品、飲料等。

反滲透設備套用膜分離技術，能有效地去除水中的帶電離子、無機物、膠體微粒、細菌及有機物質等。是高純水製備、苦鹹水脫鹽和廢水處理工藝中的最佳設備。廣泛用於電子、醫藥、食品、輕紡、化工、發電等領域。

反滲透又稱逆滲透，一種以壓力差為推動力，從溶液中分離出溶劑的膜分離操作。對膜一側的料液施加壓力，當壓力超過它的滲透壓時，溶劑會逆著自然滲透的方向作反向滲透。從而在膜的低壓側得到透過的溶劑，即滲透液；高壓側得到濃縮的溶液，即濃縮液。若用反滲透處理海水，在膜的低壓側得到淡水，在高壓側得到滷水。

反滲透時，溶劑的滲透速率即液流能量N為：

N=Kh(Δp－Δπ)

式中Kh為水力滲透係數，它隨溫度升高稍有增大；Δp為膜兩側的靜壓差；Δπ為膜兩側溶液的滲透壓差。稀溶液的滲透壓π為：

π=iCRT

式中i為溶質分子電離生成的離子數；C為溶質的摩爾濃度；R為摩爾氣體常數；T為絕對溫度。

反滲透通常使用非對稱膜和複合膜。反滲透所用的設備，主要是中空纖維式或卷式的膜分離設備。

反滲透膜能截留水中的各種無機離子、膠體物質和大分子溶質，從而取得淨制的水。也可用於大分子有機物溶液的預濃縮。由於反滲透過程簡單，能耗低，近20年來得到迅速發展。現已大規模套用于海水和苦鹹水（見滷水）淡化、鍋爐用水軟化和廢水處理，並與離子交換結合製取高純水，其套用範圍正在擴大，已開始用於乳品、果汁的濃縮以及生化和生物製劑的分離和濃縮方面。

設備系統構成

反滲透純淨水處理系統一般包括預處理系統、反滲透裝置、後處理系統、清洗系統和電氣控制系統等。 　預處理系統一般包括原水泵、加藥裝置、石英砂過濾器、活性炭過濾器、精密過濾器等。其主要作用是降低原水的污染指數和余氯等其他雜質，達到反滲透的進水要求。 　反滲透裝置主要包括多級高壓泵、反滲透膜元件、膜殼（壓力容器）、支架等組成。其主要作用是去除水中的雜質，使出水滿足使用要求。

後處理系統是在反滲透不能滿足出水要求的情況下增加的配置。主要包括陰床、陽床、混床、殺菌、超濾等其中的一種或者多種設備。

清洗系統主要有清洗水箱、清洗水泵、精密過濾器組成。當反滲透系統受到污染出水指標不能滿足要求時，需要對反滲透進行清洗使之恢復功效。

電氣控制系統是用來控制整個反滲透系統正常運行的。包括儀錶盤、控制盤、各種電器保護、電氣控制櫃等。

特點

1.反滲透膜為進口卷式複合膜。膜材質：芳香族聚醯。

2.透水量大，脫鹽率高。正常情況下≥98%

3.對有機物，膠體、微粒、細菌、病毒、熱源等有很高的截留去除作用。

4.能耗小，水利用率高，運行費用低於其它脫鹽設備。

5.分離過程沒有相變，具有可靠穩定性。

6.設備體積小，操作簡單、容易維護，適應性強，使用壽命長。

設計特點

1、通過增大對水的壓力達到對水的深層過濾。反滲透純淨水設備除了包括一般的過濾器之外，還具有精細過濾器、顆粒活性炭過濾器和壓縮活性炭過濾器。精細過濾器具有比一般過濾器更精細的過濾功能，能更好地過濾水中的雜質。正如我們所知道的，活性炭具有良好地對異味、雜質的吸附過濾功能，反滲透式純淨水設備運用雙重活性炭過濾器實現了對原水的深層過濾加工，提高了設備的過濾效率。同時，通過增加水的壓力來增強過濾能力也是一種創新。

2、反滲透純淨水設備的核心是反滲透膜的套用。反滲透膜是一種孔徑極小的過濾膜，利用這種膜可以實現對原水的超精細過濾，同時可以把水分成較高濃度和低濃度。較高濃度的水可以被循環再利用，低濃度水就是純淨水，可以供人使用。

清洗方法

反滲透技術因具有特殊的優越性而得到日益廣泛的套用。反滲透淨水設備的清洗問題可能使許多技術力量不強的用戶遭受損失，所以要做好反滲透設備的管理，就可以避免出現嚴重的問題。

反滲透設備

定期對反滲透設備進行大流量、低壓力、低pH值的沖洗有利於剝除附著在膜表面上的污垢，維持膜性能，或當反滲透設備進水SDI突然升高超過5.5以上時，應進行低壓沖洗，待SDI值調至合格後再開機。

設備停運保護

由於生產的波動，反滲透設備不可避免地要經常停運，短期或長期停用時必須採取保護措施，不適當地處理會導致膜性能下降且不可恢復。

短期保存適用於停運15d以下的系統，可採用每1～3d低壓沖洗的方法來保護反滲透設備。實踐發現，水溫20℃以上時，反滲透設備中的水存放3d就會發臭變質，有大量細菌繁殖。因此，建議水溫高於20℃時，每2d或1d低壓沖洗一次，水溫低於20℃時，可以每3d低壓沖洗一次，每次沖洗完後需關閉淨水設備反滲透裝置上所有進出口閥門。

長期停用保護適用於停運15d以上的系統，這時必須用保護液(殺菌劑)充入淨水設備反滲透裝置進行保護。常用殺菌劑配方(複合膜)為甲醛10(質量分數)、異噻唑啉酮20mg/L、亞硫酸氫鈉1(質量分數)。

化學清洗

在正常運行條件下，反滲透膜也可能被無機物垢、膠體、微生物、金屬氧化物等污染，這些物質沉積在膜表面上會引起淨水設備反滲透裝置出力下降或脫鹽率下降、壓差升高，甚至對膜造成不可恢復的損傷，因此，為了恢復良好的透水和除鹽性能，需要對膜進行化學清洗。

一般3～12個月清洗一次，如果每個月不得不清洗一次，這說明應該改善的預處理系統，調整的運行參數。如果1～3個月需要清洗一次，則需要提高設備的運行水平，是否需要改進預處理系統較難判斷。

處理系統

反滲透系統是整個純淨水系統的核心部件，只有通過反滲透才能達到純淨水的標準。反滲透系統主要採用膜過濾工藝。然後水分子可以通過反滲透膜。其他一些如鈣、鎂、鈉等離子隨廢水一起排掉。下面本系統的組成部件。

1.精密過濾器

主要過濾水中的大顆粒分子。

2.特種高壓泵

為反滲透設備提供強勁的動力。

3.反滲透膜

反滲透膜採用的是膜過濾技術。讓水分子通過其他一些離子不能通過達到淨化水的目的。

作為純淨水生產的依託是非常重要的。所以要生產純淨水一定是要選擇原水水質比較好的地方。如山泉、深井等。在這裡牽扯到一個非常重要的指數就是“電導率”。一般而言電導率，越低。水越純淨。採用的水處理工藝都是採用的反滲透系統。經過處理後的水一般能達到90%——99%的脫鹽率。下面我介紹一下這個系統的組成部件。

1.原水泵

原水泵是為原水預處理系統提供原水壓力的作用。如果原水有壓力就完全可以不用這個設備。一般要求原水壓力>=0.3MP

2.原水箱

原水箱的作用更簡單，是儲存原水用的。這是怕原水萬一供不上作一個中轉。

3.石英砂過濾器

這個設備主要是過濾水中的微生物、塵土使原水達到清澈的目的。

4.活性炭過濾器

該設備主要是過濾水中的余氯。

5.加藥系統（陽離子交換系統）

小型系統多使用陽離子交換系統；大型系統則多使用加藥系統直接向里添加阻垢劑。

主要工藝流程

原水罐

儲存原水，用於沉澱水中的大泥沙顆粒及其它可沉澱物質。同時緩衝原水管中水壓不穩定對水處理系統造成的衝擊。（如水壓過低或過高引起的壓力感測的反應）。

原水泵

恆定系統供水壓力，穩定供水量。

多介質過濾器

採用多次過濾層的過濾器，主要目的是去除原水中含有的泥沙、鐵鏽、膠體物質、懸浮物等顆粒在20um以上的物質，可選用手動閥門控制或者全自動控制器進行反衝洗、正沖洗等一系列操作。保證設備的產水質量，延長設備的使用壽命。

活性炭過濾器

系統採用果殼活性炭過濾器，活性炭不但可吸附電解質離子，還可進行離子交換吸附。經活性炭吸附還可使高錳酸鉀耗氧量（COD）由15mg/L(O2)降至2～7mg/L(O2)，此外，由於吸附作用使表面被吸附複製的濃度增加，因而還起到催化作用、去除水中的色素、異味、大量生化有機物、降低水的余氯值及農藥污染物和除去水中的三鹵化物（THM）以及其它的污染物。同時，設備具有自我維護系統，運行費用很低。

離子軟化系統

R/O裝置為了溶解固體形物的濃縮排放和淡水的利用，為防止濃水端特別是RO裝置最後一根膜組件濃水側出現CaCO3,MgCO3,MgSO4,CaSO4,BaSO4, SrSO4, SiSO4的濃度積大於其平衡溶解度常數而結晶析出,損壞膜原件的應有特性 ,在進入反滲透膜組件之前,應使用離子軟化裝置或投放適量的阻垢劑阻止碳酸鹽, SiO2,硫酸鹽的晶體析出.

精密過濾器

採用精密過濾器對進水中殘留的懸浮物、非曲直粒物及膠體等物質去除，使RO系統等後 　續設備運行更安全、更可靠。濾芯為5um熔噴濾芯、目的防止上級過濾單元，漏掉的大於5um的雜質除去。防止進入反滲透裝置損壞膜的表面，從而損壞膜的脫鹽性能。

反滲透系統

反滲透裝置是用足夠的壓力使溶液中的溶劑（一般是水）通過反滲透膜（或稱半透膜）而分離出來，因為這個過程和自然滲透的方向相反，因此稱為反滲透。 反滲透法能適應各類含鹽量的原水，尤其是在高含鹽量的水處理工程中，能獲得很好的技術經濟效益。反滲透法的脫鹽率提高，回收率高，運行穩定，占地面積小，操作簡便，反滲透設備在除鹽的同時，也將大部分細菌、膠體及大分子量的有機物去除。

主要用途

1、製取電子工業生產如顯像管玻殼、顯像管、液晶顯示器、線路板、計算機硬碟、積體電路晶片、單晶矽半導體等工藝所需的純水、高純水；

2、製取熱力、火力發電鍋爐，廠礦企業中、低壓鍋爐給水所需軟化水、除鹽純水；

3、製取醫藥工業所需的醫用大輸液、注射劑、藥劑、生化製品純水、醫用無菌水及人工腎透析用純水等；

4、製取飲料（含酒類）行業的飲用純淨水、蒸餾水、礦泉水，酒類釀造水和勾兌用純水；

5、海水、苦鹹水製取生活用水及飲用水；

6、製取電鍍工藝用去離子水；電池（蓄電池）生產工藝的純水；汽車、家用電器、建材產品 　表面塗裝、清洗沌水；鍍膜玻璃用純水；紡織印染工藝所需的除硬除鹽水；

7、石油化工業如化工反應冷卻水；化學藥劑、化肥及精細化工、化妝品製造過程用工藝純水；

8、賓館、樓宇、社區機場房產物業的優質供水網路系統及游泳池水質淨化；

9、線路板、電鍍、電子工業廢水處理及回用；

10、生活、醫院、製革、印染、造紙工業廢水及垃圾滲瀝液的處理；

濃度極化危害

反滲透膜分離過程中，水分子透過以後，膜界面中含鹽量增大，形成較高的濃水層，此層與給水水流的濃度形成很大的濃度梯度，這種現象稱為膜的濃差極化（concentration polarization）。濃度極化會對運行產生有害的影響。

（1）由於界面層中的濃度很高，相應地就會使滲透壓升高。滲透壓升高后，勢必會使原來運行條件的產水量下降。為達到原來的產水量，就要提高給水壓力，使產品水的能耗增大

（2） 由於界面層中鹽的濃度升高，膜兩側的Δc增大，使產品水鹽透過量增大。

（3） 由於界面層的濃度升高，對易結垢的物質增加了沉澱的傾向，導致膜的垢污染。為了恢復性能要頻繁地清洗垢物，並可能造成不可恢復的膜性能下降。

（4） 形成的濃度梯度，歲採取一定措施使鹽分擴散離開膜表面，但膠體物質的擴散要比鹽分擴散速度小數百數千倍，因而濃度極化是促成膜表面膠體污染的重要原因。

濃差極化的結果是鹽水的滲透壓加大，因而反滲透所需要的壓力也得增大；此外，還可能引起某些難溶鹽（如CaSO4）在膜表面析出。因此，在運行中必須保持鹽水側呈絮流狀態以減輕濃差極化的程度。

工藝流程

源水箱→源水增壓泵→多介質過濾器→活性碳過濾器→陽樹脂軟化器→精密過濾器→一級RO反滲透純水系統→二級RO反滲透純水系統→水氣混合器→臭氧殺菌機→不鏽鋼純水罐→ 全自動灌裝線

操作注意事項

純淨水設備能否長久正常運行最重要的是維護，設備維護的細心，設備就得心應手。所以，在純淨水設備的運行是應該注意不要損壞機器。在純淨水設備的操作中應該注意
1.防止濾料進入反滲透裝置：選擇合適的過濾器出水裝置，防止過濾器漏砂漏活性炭；選擇合適的活性炭，防止使用過程中脫粉。
2.以自來水為水源的大型純淨水設備最好設立獨立的供水系統，這樣既可以保證供水系統的穩定運行，又可以減少RO系統啟停時對全廠供水管網造成的瞬間衝擊。當RO裝置直接從原水管網上取水時，應設定高低壓保護設施，因為大多數自來水管網壓力波動較大。
3.首先應考慮藥劑與藥劑之間的兼容性，其次應考慮藥劑與膜材料的兼容性。例如，RO系統中經常同時使用混凝劑，助凝劑，殺菌劑，還原劑和阻垢劑。由於天然水中的肢體一般帶負電荷，所以通常使用帶正電荷的陽離子型混凝劑。為了防止R0裝置結垢，RO的進水端幾乎都考慮了投加阻垢劑的措施，這些阻垢劑幾乎都是帶有負電荷的。因此，應避免陽離子型混凝劑與陰離子型的阻垢劑發生反應，防止反應生成的膠體化合物在膜面沉積。
在純淨水設備的使用過程中以上幾點極為重要，既是對設備的保護，也是成產的保證。