反渗透净水机更新换代(第三版).doc

反渗透净水机更新换代(第三版) 作者杜弘道
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现代饮用水净化技术中以反渗透去除杂质精度等级最高,可以高效去除
有害成分,而且具有独特的脱盐功能,口感最好。但家用反渗透净水机(纯水机)尚存在回收率低耗水量大,净化功能欠完善存在二次污染风险,监测保护功能不完善存在安全隐患,硬水处理太麻烦实用面窄等先天不足。
产品的先进性、可靠性、经济性反映出产品的设计水平和制造质量。近年来水机市场在提高产品制造和外观质量方面成果颇丰,在诸如快装滤瓶、快接管件等局部创新上也成绩斐然,但在提高整体性能,更新产品结构方面却收效甚微,不少做工精细、外观华丽的产品存在的低效高耗、安全隐患问题却依然如故。头痛医头,脚痛医脚,穿新鞋走老路,治标不治本,已成为阻碍行业发展的瓶颈,严重地束缚了当代最先进的反渗透技术在民用领域的推广应用,产品更新换代势在必行。有必要从带有普遍性的问题着手找差距,辨症结,寻求解决之道。
一、膜的配置
反渗透装置回收率与给水流程长度有重要关系。串联膜数多给水流程长回收率高,反之回收率低。工业反渗透装置一个膜壳可串联6支膜,回收率75%
。由18支膜串联的多段反渗透装置回收率达90%。
按照反渗透系统水流量和物料平衡原理,在进水量和溶质含量不变的情况下,提高回收率则给水(浓水侧)量减少、溶质(主要是矿物盐,即TDS)含量增高;反之则给水量增大、溶质含量减少。当回收率为15%(透过产水的盐份忽略不计),回收率为20%,回收率为30%,回收率为40%,回收率为50%时给水被浓缩2倍,回收率为75%时给水被浓缩4倍,产水溶质含量也随给水浓缩度的增高而增高。回收率的极限值以膜装置不会因盐类等杂质过饱和发生沉淀为限。
回收率超过一定限度不仅使产水溶质含量增高,而且渗透压增高、工作压力上升、产水量减少、脱盐率降低、浓差极化加重、膜面结垢倾向加大,从而影响产水质量和膜的使用寿命。因此在提高回收率的同时还要采取膜的级、段组合以保证水质纯度(级,指将膜的产水进行重复过滤,重复一次为二级反渗透,重复二次为三级反渗透;段,指将前面膜排放的浓水作为后面膜的进水);串、并结合以保持每支膜给水相对均衡,做到无论膜数多少、怎样排列,单膜回收率都不应大于标准回收率等措施。
膜的回收率是根据原水水质和膜的承受能力确定的。多数家用反渗透膜标准测试条件为:~、水温25℃、测试液(NaCl)浓度250㎎/L、、脱盐率95~98%、回收率15%。
传统家用反渗透净水机基本上是单膜配置,标准回收率应为15%,如果原水水质较好,TDS低于150~200mg/L、污染密度指数(SDI)3~5,可放宽到20~30%(注:QB/T4144标准规定回收率为30%,建议增加水温、运行压力等工艺
条件)。这样每产出1升水就会排放3~5升浓水,传统水机没有浓水回收功能,很多被当成废水放掉,造成水资源极大浪费。回收率越低电耗越高,滤芯使用寿命越短。
为什么家用水机不能像工业反渗透那样采用级、段组合,串、并结合的办法来提高回收率呢?这是因为两种设备虽然原理一样但其用途、水质要求、使用对象、体型大小、复杂程度、生产成本等技术经济指标差异很大,决定了两者在产品结构、工艺配置上的差别。例如,二级反渗透能够大幅度地提高产水纯度、节水,但技术复杂,使用维护难度大,成本为一级反渗透的2~,迄今尚未发现有二级反渗透家用净水机产品。况且高纯度的水缺乏人体所需的矿物质对健康无益,国际上重来没有哪个权威机构将反渗透饮用水称为纯水,也不都是纯净水。
美国NSF国家标准将家用反渗透水质处理器的TDS降低能力定为≤75%,大大低于我。国家卫生部《生活饮用水反渗透处理装置卫生安全与功能评价规范(征求意见稿)》规定“出水水质溶解性总固体≤50mg/L”,矿物质含量为纯净水的10倍。只有单膜+活性炭的家用水机不可能制出真正意义上的纯水,对家用水机的水质要求是矿物质含量适中,安全健康、感官舒适,而不是纯度越高越好。
纯度不应成为提高反渗透净水机回收率的障碍,这是个观念问题,只有观念更新才能促进产品创新