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反渗透纯水机的改进与发展方向
发布时间:2017-05-04   点击次数:897次
   反渗透纯水机的改进与发展方向
  我国是净水器包括反渗透纯水机的生产大国,并大量出口到世界各地。反渗透纯水机以其出水安全、卫生、可口而深受消费者喜爱和青睐。但我国很多企业生产的反渗透纯水机还有不少值得改进之处。本文将借鉴国内外反渗透纯水机的先进理念和设计,阐述反渗透纯水机的改进与发展方向,对反渗透纯水机生产企业研发新品、提高质量提供参考意见和建议,为经销商及消费者选择反渗透纯水机产品提供经验和知识。
  一、零部件的简约 反渗透纯水机的零部件多,接头也多,又是带泵耗电高压运行,很复杂,成本高,而且不可避免导致较高的故障率,反渗透纯水机零部件的简约不能理解为仅仅是降低生产成本,而更重要的是提高产品的性能、质量和减少故障。
  1、无泵
  RO机不用泵的好处在于,不用电,节约了能源,安全性大大提高,没有噪声,同时也减少了接头且降低了工作压力,减少了漏水概率,降低了RO机生产成本和用户制水运行成本。较早提出无泵技术并付诸实施的是若干年前上海某企业,但效果并不理想,即使是新机,冬天水温较低的时候出水也小得可怜,几乎无法使用,并无多大实用价值。
  随着膜技术的发展,RO膜工作压力会进一步下降,但超过渗透压加膜元件本身的阻力是底线,是不可突破的。此外,在现阶段,有的产品采用多支大通量的RO膜,在自来水水压下以膜的面积来换取较大的水通量,但这样的无泵RO机只适用于南方自来水TDS较低的地区。
  据了解,目前行业中有浙江某净水器生产企业已开发了一款采用普通RO膜,无泵无压力罐的反渗透纯水机,并申请了。由于三大件中少了二大件,低压开关、高压开关也都不需要了,RO机的成本大大降低。该机不用压力罐,而采用无压力的水箱,让制成的纯水慢慢流入水箱中。但如果是厨下式机型,则还是要用泵把制得的纯水从水箱中压出来,因此厨下式的机型并不是真正的无泵,只不过是把泵挪了个位置,从RO前挪到了RO后。但如是台上式或挂壁式,可用龙头让水箱中的纯水依靠本身重力流出。
  2、压力罐的改进和无罐RO机
  纯水机配压力罐旨在解决RO膜出水太慢的问题,在压力罐的改进上,如更换罐内胶囊的材质,把水罐换成可更换的塑料袋,或是采用大膜小罐,使纯水不久贮,常制常用,再有就是把压力罐外壳做成透明或半透明状,以便看到罐中水位(水量)的压力罐目前已有若干个企业在生产。有的厂家做得更彻底,不是大膜小罐,而是彻底取消了压力罐,省去后置活性炭,不但降低了成本,也解决了细菌污染问题。大膜无罐似乎已经成了反渗透纯水机的趋势和潮流,众多厂家争相推出此类产品。但不用压力罐,让水直接从RO膜出口处流出取用,就必须加大RO膜面积。我国轻工行业标准QB/T4144-2010“家用和类似用途反渗透净水机”(2011年4月1日实施)中规定:“5.4.1整机终端出水量:净水机终端出水量应不小于48L/h。”按此计算,如使用50G的RO膜,需要6支;或75GRO膜4支;或100GRO膜3支;或300GRO膜1支。此时取1L纯水需要1.27min;取一杯水(400mL)则需要0.5min(30sec),用户勉强能承受。但这是在水温25℃时的流速,如水温低,则流速要降低,取水时间则要延长。取消了压力罐和后置活性炭后,纯水随制随用,水质会更好。由于使用较多的RO膜,虽少了压力罐和后置活性炭,总的成本还是会提高一些。如要降低浓水比例,使用多支反渗透纯水机RO膜时可以采用一级多段设计。此外,无罐的RO机应选用流量较大的泵。
  在RO膜面积不增多的情况下要革除压力罐,那就只好采用另外的储水容器。前述浙江某净水器生产企业新开发的净水器也是无罐的,并代之以水箱来盛放制得的纯水。江苏某净水器生产企业开发并大批量生产无压力罐净水器更早,并提出“无罐一身清”的理念,以此为卖点吸引用户,RO出水流入称之为“RO机伴侣”中的PE储水袋中,该RO机伴侣放置在台上,依靠重力自然出水,还有加热罐,可出冷热纯水,PE储水袋设计成可拆卸的,便于拆除和安装,定期更换。
  3、电气元件集约化
  元件的集约化,曾见过把进水电磁阀和加压隔膜泵集成的,有几个泵厂试过,但不知什么原因,zui后都不了了之。zui近又有一家台湾企业把反渗透纯水机的高压开关、低压开关、进水电磁阀三者集成在一起成为一个“三合一”元件,并据说今后还要把“浓水比例器(亦有称“废水比”)”、逆止阀等也集成在内,组成“五合一”元件。但究竟实用价值如何?净水器生产厂是否愿用?仍需要经过实践的检验,需要经过较大规模、较长时间的试用和考验,和常规产品进行故障率对比,才能zui后得出结论。
  二、浓水利用与减少 RO机是一个很好的分质供水系统,如何把RO浓水全部利用起来,做到零排放?也有很多种方法。
  一般的压力罐中只有一个橡胶囊,现有公司生产的一种压力罐,称为“纯浓水二合一储水压力罐”,横躺着放,皮囊在压力罐中部,左右二室分别为浓水室和纯水室,浓水室的体积是纯水室的二倍。二室都有出口,并分别用PE管接上鹅颈龙头。分别用高压开关自动控制泵,任一室水满了后,泵就自动停止运转。实际上是把二个压力罐“合二为一”了。因此更紧凑了,占地面积更小了。有的是在墙上挂一个硬质塑料水箱,水箱内有一密闭的透明厚壁软塑料袋。反渗透纯水机产的纯水进入塑料袋内,而浓水进入塑料袋外的水箱内,有二个龙头分别把塑料袋内的纯水(饮用水)和水箱内的浓水(洗用水)供用户取用。用浮球阀自动控制泵:无论塑料袋内的纯水还是水箱中的浓水满了后,顶起浮球阀,通过自控系统,泵就会自动停止运转;水用去后,浮球阀跌落,通过自控系统,泵就会自动运转制水。RO主机仍可放在厨下。这种方法还省却了储水压力罐,降低了生产成本和售价。
  另有人提出一种全新的方案,采用逆向思维,构思了一个大胆奇特并切实可行的方案:它没有纯水压力罐而设置浓水压力罐,把浓水储存于压力罐中,并称之为“净化水”用作洗用水。采用大通量膜(或多支膜),只要一开纯水龙头,通过自控系统,泵就会自动运转制水,所产纯净水(供饮用)的水流量很大,无需压力罐储水而开机时可以直接取用纯水。反渗透纯水机提高纯水产量是各品牌都努力提升的方向,主要有以下方式。
  (1)“减少浓水量型”:减小浓水比例,或将制纯水同时出浓水改为“制纯水时不出浓水,定时脉冲冲洗”。这二种方式实质是一样的,就是减少RO机浓水量,另一个特征是这些人仍然把RO浓水当作“废水”排放掉。不足之处是RO机出浓水的目的是为了不断冲洗RO膜,并把前三道过滤后尚存于水中的悬浊物、胶体、有机物和盐类等等通过浓水排放,保证RO正常工作和出水水质。减少了浓水的量,必然加重RO膜及泵的负担,缩短RO膜及泵的寿命,并影响RO出水水质。而把RO浓水当作“废水”排掉,同样是水资源的浪费。
  (2)“废水循环利用型”:RO浓水返回进水、注入自来水管中,与自来水混合参与循环制水或当作生活用水使用。当RO机不工作不制水时,此时无RO浓水。如使用生活用水龙头,此时无RO浓水,龙头中流出的全是自来水。当RO机工作制水时,如同时使用生活用水龙头,此时RO浓水混入自来水一同被作为生活用水利用。当RO机工作制水时,不使用生活用水龙头,此时RO浓水进入RO机循环制水。不足之处是RO机工作制水同时使用生活用水龙头,当RO机制满一桶水(12升水,约需1小时左右)的同时,反渗透纯水机使用生活用水龙头1小时的概率极低,几乎为零。这样,RO机工作时一般处于情况浓水无法排出,被反复循环浓缩,RO膜内水的TDS值很快超过RO膜工作的许可范围,不但导致RO机的产水TDS值超标,而且RO膜可能被堵塞,使用寿命短。进水浓度不断升高,渗透压也不断升高,泵也受不了,泵的使用寿命也受影响。
  (3)“使用生活用水时制纯水型”:RO浓水返回进水、注入自来水管中,与自来水混合。与前一种方案不同的是:利用电气程序控制,使用生活用水龙头时,RO机开始工作制水。停止使用生活用水时,RO机停止工作。这种解决方式,不使用生活用水龙头时,RO机不工作不制水。使用生活用水龙头时,RO机开始工作制水,此时RO浓水混合入生活用水一同被利用。停止使用生活用水龙头时,RO机停止工作。不足之处是使用生活用水龙头时间不足,会造成没有足够的纯水供饮用。反渗透纯水机由于家庭用水的特点是短时间多频次,这将造成水泵的频繁启动,严重影响水泵的使用寿命。
  (4)“部分废水循环利用型”:该工艺的要点是把部分浓水排放掉,部分浓水回流到RO膜前。这样,减少了浓水的排放量,增大了纯水量/排放浓水量的比例。由于加大了进RO膜的总进水量(自来水+部份回流浓水),增加了对RO膜的冲刷清洗力度,减小了浓差极化,使RO膜不易受胶体、有机物等污染,并辅之以其他手段(如磁化)防止难溶盐类的结垢。据该净水器企业称,用此工艺可以使RO机出水之纯水量:排放浓水量从普通RO机的1:3,提高到2:1,RO膜的寿命亦未见缩短。
  (5)反渗透纯水机“改进膜的性能”:对于企业本身是RO膜的生产企业,通过在膜上想办法,改进RO膜的性能,使RO机出水之纯水量:浓水量从普通RO机的1:3,提高到3:2。
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