一、反渗透技术的基本原理
1. 渗透与反渗透
反渗透技术是利用半透膜(即只能允许水分子通过,不允许其他分子或离子通过的膜)实现水与其他杂质分离的过程。其核心机制在于渗透和反渗透两种自然现象。
渗透:在没有外部压力的情况下,溶剂(通常是水)通过半透膜从低浓度溶液向高浓度溶液扩散,直到两侧浓度达到平衡。这种现象叫做渗透。
反渗透:在外界高压的作用下,水分子被迫反向穿过半透膜进入低浓度一侧,从而实现水质的净化。这一过程就是反渗透。
通过施加足够的压力,大于渗透压的方向相反的压力,使水分子透过反渗透膜而将污染物截留在膜的另一侧,从而实现对水的净化。反渗透膜的表面孔径非常小,因此只有水分子和少数微小离子能通过,而细菌、病毒、悬浮物等大颗粒物质以及有机物则被截留。
2. 反渗透膜的工作原理
反渗透膜的孔径非常小,通常在10Å(1Å=0.1纳米)以下,这使得它能够有效截留水中的溶解盐类、胶体、微生物、有机物等。当原水在高压泵提供的压力下通过反渗透膜时,水分子被压迫通过膜,从而将杂质截留在另一侧。
二、反渗透水处理设备的工艺流程
反渗透水处理设备的工作流程通常包括以下几个步骤,每个步骤都至关重要,以确保最终产出高质量的纯净水。
1. 进水系统
首先,原水经过原水箱储存,然后通过原水泵送入系统中。进水阀用于控制进水流量,确保系统的稳定运行。
2. 预处理系统
原水进入预处理部分,包括石英砂过滤器、活性炭过滤器及软化器等设备。石英砂过滤器主要用于去除悬浮物和机械杂质;活性炭过滤器则用于吸附余氯和有机物,降低浊度和色度,保护后续的反渗透膜;软化器用来处理硬水,防止钙镁离子结垢。
3. 保安过滤器
在进入反渗透主机之前,设置保安过滤器进一步滤除微小颗粒,确保进入反渗透膜的水尽可能纯净,保护反渗透膜不被污染和损坏。
4. 反渗透系统核心组件
反渗透主机包含增压泵、高压泵和反渗透膜壳等核心设备。增压泵提高水压,使水分子通过反渗透膜,而溶解在水中的盐分、胶体、微生物、有机物等杂质无法通过,被浓水侧排放出去。反渗透膜的选择直接影响产水质量和脱盐率,常见的有美国陶氏反渗透膜,其脱盐率可达95%以上。
5. 后处理系统
根据需求不同,反渗透装置产生的纯水可能需要进一步处理。例如,如果用于工业用途,可以直接使用;如果用于民用直饮水工艺,则需要连接紫外线杀菌灯或臭氧发生器进行消毒处理后再接入供水管道。
6. 清洗系统
为了保证系统的正常运行并延长膜的使用寿命,需要定期对反渗透膜进行化学清洗,去除结垢和污染物。
三、应用领域
反渗透水处理设备广泛应用于多个领域:
饮用水净化:家庭、办公楼等场所的直饮水净化。
工业用水:电子工业、化工行业等需要高纯度水的场合。
医药行业:制药过程中对水质有严格要求的环节。
食品饮料:饮料生产中对水质的高要求。
废水回用:工业废水的处理与再利用。
总的来说,反渗透技术以其高效、环保等特点成为现代水处理的重要手段之一,对于提升水资源的利用率具有重要意义。