反渗透概述

反渗透,也称为超滤光,代表水处理中的最新技术。反渗透(RO)是在1950年代后期在美国政府资助下开发的,是一种脱盐的海水。如今,反渗透已成为过滤水的最方便,最彻底的方法。大多数水瓶厂以及许多在制造业中需要超精水的行业都使用它。这项先进的技术也可用于饮用水过滤的家庭和办公室。

RO如何工作

要了解“反渗透”,最好从正常渗透开始。根据Merriam-Webster的大学词典的说法,渗透是“溶剂通过半透明的膜(作为活细胞)的运动转变为较高溶质浓度的溶液,该溶液倾向于在膜的两侧均衡溶质的浓度。半透明的膜是一种膜,它会通过一些原子或分子,而不是其他分子。萨兰™包裹是一种膜,但几乎我们通常会抛出的所有东西都无法渗透。半粘膜的最好的示例是,半透明的膜是衬里的衬里。您的肠子或细胞壁。Gore-Tex®是另一个常见的半透明膜。Gore-Tex®织物包含一种非常薄的塑料膜,切成了数十亿个小毛孔。毛孔足够大,可以让水蒸气通过,流过水蒸发,但是足够小以防止液态水通过。

在上图中,膜允许通过水分子而不是盐分子传递。理解渗透压的一种方法是考虑膜两侧的水分子。他们在不断运动。从咸的一面来看,一些毛孔被盐原子塞满,但在纯水侧没有发生。因此,更多的水从纯水侧传给了咸的一面,因为纯水侧有更多的毛孔以使水分子通过。咸边的水升起,直到发生两件事之一:

  • 盐浓度在膜的两侧变为相同(在这种情况下,这不会发生,因为一侧有纯水,另一侧有咸水)。
  • 随着盐水的高度上升,水压上升,直到等于渗透压。那时,渗透将停止。

顺便说一句,渗透是为什么喝咸水(如海水)会杀死您的原因。当您将咸水放入胃中时,渗透压开始从体内抽水以尝试稀释胃中的盐。最终,您脱水并死亡。

在反渗透中,这个想法是使用膜像极其细的过滤器一样起作用,从咸水(或其他污染)水中产生可饮用的水。将咸水放在膜的一侧,并施加压力以停止,然后逆转渗透过程。它通常需要很大的压力,并且相当慢,但是有效。

去除污染物

反渗透是一种极有效的技术,可以从饮用水中去除污染物。以下图表概述了RO关于特定污染物的一些功能:

尺寸RO系统

在尺寸的RO系统时,必须意识到,制造商作为状态的系统性能的信息将不会是安装在您家中的系统时实际意识到的。例如,让我们仔细研究一个示例,以在以下条件下找到RO系统的实际输出:

TDS = 200 ppm
水温= 5°C(41°F)
进入压力= 45 psi
规定的膜输出= 50 GPD

所有RO系统的输出均在25°C(77°F)和特定压力下进行测试,该压力可能因制造商而异(在这种情况下,Luminor将假设具有额定系统压力为50 psi的Filmtech膜)。所有这三个参数(TD,温度和压力)都将影响RO产生的水量。要回答这个问题,我们必须首先计算温度校正因子((TFC)膜的最大每日生产(以GPD为单位)。为此,我们需要参考下图,然后在41°F下选择薄膜膜的TFC,为2.58。现在我们接受额定压力((PR)并将其除以TFC,并获得17.4(45/2.58 = 17.4),因此,在这些给定的水条件下,TFC调整后的流量(膜的最大产生)现在为17.4 GPD,仅考虑冷水。

现在,我们将查看压力方面,但首先我们必须考虑TDS。对于RO的功能,每100 ppm的TDS需要1 psi的最小压力。在这种情况下,需要15 psi的压力来迫使一滴水穿过膜。这被称为渗透压((π),并由公式计算(π= TDS/100)。在这种情况下,渗透压为20 psi。接下来我们需要计算净压力等级((PR) 哪一个是额定系统压力((PS)减去渗透压(pr = ps -π)。在这种情况下,净压力等级为30 psi(50-20)。我们还需要计算净工作压力((PN) 哪一个是施加压力((PA)减去渗透压(pn = pa-π)。在这种情况下,净工作压力为25 psi(45-20)。

计算预期生产我们需要采取温度调整的流量并将其乘以净工作压力和净压力等级的划分(TFC调整后的流量X(PN/PR))。在这种情况下,预期流量总计为14.5 GPD(17.4 x(25/30))。因此,在这些条件下,该系统可以在24小时内生产的最大水最终是14.5加仑广告,您必须确定是否足够。最重要的是要意识到系统的额定容量和您从系统中获得的实际水量都无处可接近。

温度校正因子(TCF)

好处

使用反渗透技术来创建高质量成分水具有许多优势。其中一些如下:

  • 多种杂质的拒绝率很高
  • 产生高纯净水的经济有效手段
  • 对环境友好
  • 不使用或生产有害化学物质
  • 不需要电力才能运行(除非系统包含助推泵)
  • 需要最小的维护

缺点

尽管在寻找高质量饮用水时,反渗透是一个绝佳的选择,但确实有一些缺点:

  • 使用水来制作纯净的水(仅为5-15%作为纯净水返回)
  • 可以对化粪池征税
  • 在某些水条件下,RO膜可能会犯规
  • 流速有限(每天加仑)

影响膜生命的因素

有许多情况会导致逆渗透膜结垢,其中一些如下:

  • 悬浮固体
  • 二氧化硅
  • 胶体物质
  • 硫酸钙
  • 有机物
  • 微生物结垢
  • 氧化
  • 水解
  • 浓度极化

申请

反渗透的技术可用于家庭和工业的无数应用中。以下只是一些示例:

饮用水 准备食材 烹饪
PHTography 洗车 孵化场
餐馆 制冰 温室
锅炉水 实验室 肾脏透析
冲洗水 药物 半导体
金属电镀 预处理 治疗后
生物医学 电池水 加湿
水族馆 蒸汽熨斗 植物
婴儿配方奶粉 一尘不染的窗户洗涤 血液透析
化妆品 低钠饮食 减肥饮食
枫糖浆生产 废水处理 咖啡,茶和其他饮料