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家用反渗透净水机节水之道

2015-10-29 11:20 来源:一分快3app-1分快三ios下载 作者:帅师 何耀华[ 收藏 ]

  净水机依据过滤精度主要分微滤机,超滤机,反渗透机。反渗透净水机因能有效滤除水中的溶解盐、胶体、有机物、细菌、病毒和重金属等杂质,更贴合中国市场的消费需求,被越来越多的消费者所接受,目前已经成为净水市场中的主流产品。

  据中怡康的监测数据显示,2014年,反渗透净水机的市场规模达到68亿元,在整体净水产品的零售量市场占有率也已超过半壁江山。

  但由于反渗透膜工作时,为保护自身的寿命,在制水时会排放一定比例的废水,会形成一定的浪费。而反渗透膜的特性又让其透水率会随着回收率的增加而下降,因而提高反渗透膜的产水率,减少费水也成为反渗透技术的瓶颈。而节水技术也成为了众净水厂家抢占市场份额的关键影响因素。

  目前,市场各净水厂家的节水解决方案主要是通过改变反渗透膜的进水流道,采用部分废水回流的系统设计,采用一级二段式过滤方式以及将废水接入生活用水龙头等几种方式。

  废水回流的系统设计

  对于采用传统反渗透膜的机器来讲,通过改变水系统设计,将反渗透膜产生的废水重新利用,通过选取一定大小的废水比,将废水回流至预处理之后,反渗透膜前,也可以提高整机的产水率,达到节水的效果。例如沁尔康微废水RO-150J等,这些机器的产水率均大于传统的反渗透机器的1:3的产水率。

  但废水回流的系统设计对反渗透膜元件的要求较高,如果是传统的反渗透膜膜元件的寿命一般为2年,在原水高硬度的地区,如北京,山东等地,废水回流必然会导致膜元件的寿命的损耗。北京石景山的自来水TDS约500~600ppm,采用传统的反渗透机器再加废水回流的话,其进膜的水质约800ppm以上,明显地增加了反渗透膜的处理负荷,使膜元件更易结垢,会降低了膜元件的寿命,导致后期机器滤芯更换频率增加,维护成本也相应地增加。

  一级二段式的过滤方式

  所谓一级二段式的过滤方式,就是将多支反渗透膜串联,前面一支膜产生的废水作为原水进后面一支膜,以提高整机的产水率。考虑到机器的尺寸及成本,一般只采用两支反渗透膜串联,来达到节水的目的,如Pentair Water PRF-RO纯水机等。该解决方案的不足之处在于,采用多只反渗透膜串联,管路复杂,连接点增多,增大了漏水风险,且机器尺寸偏大,另外RO膜容易堵塞,特别是后面的RO膜更容易结垢。

  改变预处理方式

  为达到节水的目的,必然需要减少废水的排放。而反渗透膜的寿命与废水排放量有着明显的关系,当废水排放少,膜的回收率偏高,膜元件更容易污染和结垢。所以当降低反渗透膜的废水排放时,必须提高进膜前的水质,以降低其结垢趋势。一般有采用软化树脂、硅磷晶以及其他滤料来降低原水的硬度,减缓膜的结垢趋势,同样这些预处理滤芯有吸附饱和的问题,需定期更换,后期维护成本费用高。

  反渗透膜元件流道的改进

  采用反渗透膜元件流道改进技术方案的代表品牌A.O.史密斯。市场上传统的反渗透膜的进水流道均是单侧进水,一端进水一端出水,A.O.史密斯研发的专利Max3.0侧流膜,则是打破了传统的膜元件进水方式,由一端进水变成两端进水。如图1、2所示,我们可以看出传统膜和侧流膜的水流方向的差异。两端进水可有效提高膜表面的流速,同时大大提高了膜片的产水率。

 

  图1、传统反渗透膜的进水流道

  图2、侧流反渗透膜的进水流道

  经过试验验证,传统的75G膜与Max3.0 75G侧流膜,在相同的进水条件下,连续运行1200H,其膜片表面结垢现象如图3、4所示,很明显侧流膜的膜片更耐污堵。该侧流专利技术大大提升了净水流道的长度,降低了反渗透膜结晶的倾向,有效延长了膜的寿命和滤芯寿命,降低滤芯更换频率,同时重磅提升净水产水率。

 

  图3、传统反渗透膜的污染图片

  图4、侧流反渗透膜的污染图片

  传统的反渗透净水器产出1杯纯净水的同时会浪费3杯废水,A.O.史密斯应用Max3.0侧流专利技术的反渗透净水机产水1杯纯净水时,只需排放1杯废水。以每个成年人每天消耗8杯水,每杯200ml为例,使用侧流专利技术的反渗透净水机每人每天节约16杯水,一年5840杯,一个五口之家每天节约16000ml,一年可省5.84吨,比一头成年亚洲象的平均重量(2~4吨)还要大,所以,通过改变反渗透膜元件的进水流道以及减小进水格网的阻力,不仅可以有效提高反渗透膜元件的产水率,提高膜元件的寿命,是一种经济、环保,有效的一种节水方案。但这种解决方案对卷膜的工艺要求较高,否则达不到预期效果。

  除以上一些节水解决方案以外,还可以通过把反渗透的浓缩水全部利用起来,如直接通过管路连接冲洗坐便器、安装生活用水龙头供初步洗涤或有直接用废水桶盛装拖地等等,将废水充分利用起来,以达到节水的目的。

  随着净水机的日益普及,尤其是在当今水危机极为严重的情况下,节水技术必然会成为反渗透净水机必须要突破的重要技术瓶颈。笔者认为,除以上节水解决方案之外,节水技术解决的发展方向,一方面是取决于核心原材料,反渗透膜的发展方向,通过对膜片表面进行亲水改性,电荷嫁接,以达到低压大通量,抗污染,耐氧化,高脱盐率,长寿命的效果。另一方面是通过寻找新的工艺,改进膜元件的进水流道及进水格网和产水导布的布局,以提高膜元件的产水率。再加上开发新的防垢材料等,相信反渗透净水机不会再浪费水资源很快将会实现。

网站编辑:石少菊
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