傳統的飲用水處理主要是通過絮凝、沈澱、砂濾和氯化消毒去除水中的懸浮物和細菌,而對各種可溶性化學物質的去除效果很低。隨著水源環境汙染的加劇和各國飲用水標準的提高,能去除各種有機物和有害化學物質的“飲用水深度處理”越來越受到人們的重視。
2.深水凈化技術
目前,深度處理方法主要有活性炭吸附、臭氧處理和膜分離。膜分離中的微濾和超濾不能去除各種低分子物質,單獨使用時不能稱為深度處理。
凈水器采用凈水行業最先進的反滲透技術。反滲透膜可以截留水中的各種無機離子、膠體物質和大分子溶質,從而獲得純凈水。也可用於大分子有機溶液的預濃縮。反滲透因其工藝簡單、能耗低,近20年來發展迅速。目前已廣泛應用於海水和苦鹹水(見鹽水)的淡化、鍋爐水的軟化和廢水處理,並與離子交換結合生產高純水。目前其應用範圍不斷擴大,已開始用於乳制品和果汁的濃縮,以及生化和生物制劑的分離濃縮。
二、反滲透膜的工作原理
將等體積的稀溶液(如淡水)和濃溶液(如海水或鹽水)放在壹個容器的兩側,中間用半透膜(反滲透膜)堵住。稀溶液中的溶劑會自然通過半透膜流向濃溶液側,濃溶液側的液面會比稀溶液高出壹定高度,形成壓力差達到滲透平衡。這種壓力差意味著滲透壓取決於濃縮液的類型、濃度、溫度和濃度。如果在濃溶液壹側施加大於滲透壓的壓力,濃溶液中的溶劑會流向稀溶液,而這種溶劑的流向與原來的滲透方向相反。這個過程叫做反滲透。通過反滲透過程,我們可以使水從高濃度溶液流向低濃度溶液。因為無機離子、膠體物質、大分子溶質都無法通過反滲透膜,在這個過程中,我們把不需要的物質留在高濃度溶液的壹端,低濃度端就是我們得到的凈化液。
三、為什麽要在出水機工作過程中排放廢水?
從前面的介紹中我們已經知道,凈水器的核心部件反滲透膜的工作過程,其實就是壹個液體濃縮的過程。隨著水流過反滲透膜表面,水中的鹽含量增加,水的滲透壓也增加。當滲透壓增加到增壓泵的壓力時,水不能通過反滲透膜流入凈化水端。此外,由於水中礦物質濃度不斷增加,壹些物質(如碳酸鈣、硫酸鈣和矽)會沈積在反滲透膜表面,堵塞反滲透膜的孔隙,導致產水率和脫鹽率(反滲透膜去除水中無機鹽的能力)下降。凈水器運行過程中應避免上述現象,所以所有在用的反滲透膜都有壹個能使進水變成產品水的比值,稱為“回收率”。
回收率=產品水÷進水量×100%
如果反滲透系統的產水量很高,說明反滲透膜系統的回收率很高。通常我們可以通過串聯增加反滲透來提高系統的回收率,但是國內的凈水器通常只用壹個反滲透膜,也就是說目前市面上幾乎所有凈水器的合理系統回收率都是壹樣的,任何高於這個合理值的產品都是以降低反滲透膜的使用壽命為代價的不合理設計產品。目前合理經濟的回收率為30%。
4.有什麽辦法可以減少凈水器的廢水量?
目前市面上有很多聲稱無廢水或廢水很少的純水機產品。目前市場上常用的方案有三種。現在我們來分析壹下可行性。
1.通過將廢水返回到凈水器的進水端。
通過前面的介紹,我們已經知道反滲透產水的過程實際上是壹個濃縮的過程。在制水過程中,必須排出系統中的濃鹽,以維持系統的穩定。如果凈水器的廢水回流到凈水器的進水端,就意味著對於凈水器系統來說,只有鹽流入,凈水器中水的含鹽量會迅速增加,最終導致水的滲透壓超過增壓泵提供的壓力,導致凈水器不出水。同時,由於含鹽量的增加,壹些不溶性礦物質開始沈積在膜表面,導致反滲透膜的堵塞和損壞。這種損壞通常是不可逆的,只能更換反滲透膜。
2.定期間歇排放廢水。
市場上有很多這樣的產品。凈水器工作幾分鐘,排出廢水幾十秒。這種方法也不可取。凈水器不排放廢水期間,反滲透膜回收率為100%。目前世界上沒有壹種反滲透膜能達到100%的回收率。這種使用的結果是水中的微量不溶性鹽迅速沈積在膜表面,導致反滲透堵塞,嚴重縮短反滲透膜的使用壽命。對於這種型號的飛機,用戶通常要在六個月內更換反滲透膜,而壹個合理的系統,反滲透的使用壽命通常是三年左右。
3.儲存廢水以備他用。
這個方法就是把廢水儲存在壹個大的壓力桶裏,需要的時候再放出來。這種方法是目前唯壹可行的方法,因為本質上並沒有改變凈水器的運行參數。