凈水器原理、濾膜、濾料詳解
凈水行業(yè)品牌眾多,水處理方式復雜,有靠單一處理方式的,也有靠多種濾膜、濾料復合處理的。但是從技術的角度講,萬變不離其宗,今天小編就帶你了解一下這個“宗”是怎么回事,讓你對各種凈水技術、配置、優(yōu)劣一目了然。
1.家用、商用凈水器原理
按濾膜的過濾孔徑的精度和對溶解離子的去除能力分類,凈水濾膜包括微濾、超濾、納濾、反滲透四大類。生活直飲水的主要過濾手段僅為超濾、納濾、反滲透三大類。其詳解見下圖:
1.1 超濾膜(UF)
中空纖維超濾膜絲:0.5-2.0mm,內(nèi)徑0.3-1.4mm,中空纖維管壁上布滿微孔其過濾精度為0.5-0.01微米,孔徑以能截留物質(zhì)的分子量達幾千至幾十萬。原水在膜外側(cè)或內(nèi)腔加壓流動,分別構(gòu)成外壓式與內(nèi)壓式。超濾是動態(tài)過濾過程,被截留物質(zhì)可隨濃縮小排除,不致堵塞膜表面,可長期連續(xù)運行。超濾膜是最早開發(fā)的高分子分離膜之一,能夠去除細菌、膠體、有機物等大于0.01微米的雜質(zhì)。
1.11 內(nèi)壓式超濾膜及原理
1.12 外壓式超濾膜及原理
1.2 納濾膜(NF)
納濾(Nanofiltration)是介于超濾與反滲透之間的一種膜分離技術,其截留分子量在80-1000的范圍內(nèi),孔徑為1納米,因此稱納濾。納濾技術是從RO技術中分離出來的一種膜分離技術,是超低壓RO技術的延續(xù)和發(fā)展分支。在過去的很長一段時間里,納濾膜被稱為超低壓反滲透膜(LPRO:Low Pressure ReverseOsmosis),現(xiàn)在,納濾技術已經(jīng)從反滲透技術中分離出來,成為介于超濾和反滲透技術之間的獨立的分離技術,己經(jīng)廣泛應用于飲用水制備、醫(yī)藥用水制備、食品工業(yè)、環(huán)境保護等諸多領域,成為膜分離技術中的一個重要的分支。
原理:納濾膜與超濾及反滲透膜分離過程一樣,也是以壓力差為推動力的膜分離過程,是一個不可逆過程。其分離機制可以運用電荷模型(空間電荷模型和固定電荷模型)、細孔模型以及近年來才提出的靜電排斥和立體阻礙模型等來描述。
優(yōu)點:與其他膜分離過程比較,納濾的一個優(yōu)點是能截留透過超濾膜的小分子量的有機物和高價離子,又能透析反滲透膜所截留的部分無機鹽、礦物質(zhì)——也就是能使“濃縮”與脫鹽同步進行。能最大限度的去處水中一切污染物又能保留人體適量的礦物質(zhì)需求。
1.3 反滲透膜(RO)
RO是英文Reverse Osmosis Membrane的縮寫,中文意思是:反滲透/逆滲透,一般水的流動方式是由低濃度流向高濃度,水一旦加壓之后,將由高濃度流向低濃度,亦即所謂逆滲透原理。由于RO膜的孔徑是頭發(fā)絲的一百萬分之五( 0.0001 微米) , 一般肉眼無法看到,細菌、病毒是它的5000倍,因此,只有水分子能夠通過,其它任何雜質(zhì)、離子、及重金屬均由廢水管排出,產(chǎn)水為純凈水。所有海水淡化的過程,以及太空人廢水回收處理均采用此方法,因此RO膜又稱體外的高科技“人工腎臟”。目前國內(nèi)外,醫(yī)學軍用民用領域,都采取頂級RO膜進行高分子過濾。中怡康也曾權威發(fā)布,2013年反滲透凈水設備同比增速高達77.6%。未來,反滲透膜處理技術將成為最主流的產(chǎn)品技術。
2. 凈水器輔助濾料
水處理的主要凈化手段是膜過濾技術,但是輔助濾料也非常關鍵,其作用是能夠低成本定向去除水中部分雜質(zhì),還能對主要的高精度濾膜起到保護作用。
輔助濾料包括但不限于:活性炭、KDF、樹脂、PP棉、金屬濾網(wǎng)、石英砂等作為輔助凈水手段達到綜合處理的目的。
2.1 PP棉
PP棉濾芯以聚丙烯(PP)熱熔方式制作而成,其精度為1um至 5um。是一種高效率、低壓差、使用壽命長且適用性廣泛的濾芯。
主要功能:通過物流攔截篩除大于濾孔直徑的物理性污染物.去除水中大于5微米的顆粒狀雜質(zhì), 如:懸浮物、泥沙、紅蟲、鐵銹、膠體等大體積的物質(zhì),降低水的濁度。
使用范圍:廣泛運用純水、食品飲用水前置過濾處理;配合RO反滲透膜、納濾膜、超濾膜等作為前置過濾預處理等。
更換周期:處理水量一般為5噸,更換周期3-6個月為宜,具體根據(jù)源水水質(zhì)和用水量而定。
2.2 活性炭
制造工藝:水處理活性炭一般以優(yōu)質(zhì)椰子殼為原料,經(jīng)系列生產(chǎn)工藝精制而成,外觀呈黑色。優(yōu)點是孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達,比表面積大,吸附性能強,1克椰殼活性炭的過濾孔隙展開面積大約為2000平米。庫層阻力小,化學性能穩(wěn)定,易再生。根據(jù)需要有制作成粉末狀、顆粒狀、燒結(jié)棒狀或者纖維狀。不同的水處理場合適用于不同的活性炭性狀
主要功能:通過超強吸附能力去除余氯、異色、異味、除重金屬等有毒有害物質(zhì),并能改善水的口感。
使用范圍:廣泛運用純水、食品飲用水的處理過程中;配合納濾膜、RO反滲透膜、超濾膜等作為前置過濾預處理等。
2.3 銅鋅合金(KDF)
KDF是一種高純度的銅鋅合金,具有使用壽命長,可重復循環(huán)使用的特點.KDF處理水的原理是利用氧化還原反應,KDF與水中氧化性有害物質(zhì)進行電子交換,把許多有害物質(zhì)變?yōu)闊o害物質(zhì)。把重金屬離子和鋅離子置換達到去除重金屬離子的目的。
2.4 軟化樹脂
簡介:軟化,即降低水的硬度。軟化水系統(tǒng)包括三部分,即離子交換部分、鹽再生部分和控制部分。離子交換技術是軟化系統(tǒng)的工作原理,它的主體是離子交換樹脂,由于水的硬度主要由鈣、鎂形成及表示,故一般采用陽離子交換樹脂,將水中的Ca2+、Mg2+(形成水垢的主要成份)置換出來,隨著樹脂內(nèi)Ca2+、Mg2+的增加,樹脂去除Ca2+、Mg2+的效能逐漸降低。因此,當軟化水設備使用一段時間后,需用25%濃度NaCl再生部分對樹脂進行再生處理,恢復樹脂的效能,提高樹脂的使用壽命。控制部分可實現(xiàn)整套系統(tǒng)的自動運行,根據(jù)系統(tǒng)的運行時間或通過水量來自動進行鹽再生。
2.5 硅磷晶
硅磷晶由蘇打﹑磷酸﹑碳酸鈣等活性成份原料在1200-1700℃高溫技術燒制而成的玻璃狀小球。對水系統(tǒng)防腐、阻垢、延長設備使用壽命起到了積極的作用。
2.6 軟水劑(高純度氯化鈉)
軟水鹽,又名離子交換樹脂再生劑。其主要化學成分為氯化鈉(NaCl),含量在99.5%以上,一般形狀為球劑。
當軟水設備的樹脂吸附的雜質(zhì)越來越多時,其吸附能力會逐漸降低,而要清除樹脂吸附的雜質(zhì)(主要為鈣Ca,鎂Mg離子),就需要用鈉離子(Na),通過反沖洗的方法,通過離子交換而把樹脂吸附的雜質(zhì)離子(主要為鈣Ca,鎂Mg離子),置換出來,從而恢復樹脂的吸附能力,這個過程也叫離子交換樹脂再生。
2.7 其他輔助濾材
包括金屬濾網(wǎng)、石英砂、礦化球、麥飯石等。
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