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(fù)雜,有靠單一處理方式的,也有靠多種濾膜、濾料復(fù)合處理的。但是從技術(shù)的角度講,萬(wàn)變不離其宗,今天小編就帶你了解一下這個(gè)“宗”是怎么回事,讓你對(duì)各種凈水技術(shù)、配置、優(yōu)劣一目了然。
1.家用、商用凈水器原理
按濾膜的過(guò)濾孔徑的精度和對(duì)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(guò)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(guò)濾精度為0.5-0.01微米,孔徑以能截留物質(zhì)的分子量達(dá)幾千至幾十萬(wàn)。原水在膜外側(cè)或內(nèi)腔加壓流動(dòng),分別構(gòu)成外壓式與內(nèi)壓式。超濾是動(dòng)態(tài)過(guò)濾過(guò)程,被截留物質(zhì)可隨濃縮小排除,不致堵塞膜表面,可長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行。超濾膜是最早開發(fā)的高分子分離膜之一,能夠去除細(xì)菌、膠體、有機(jī)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(shù),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(shù)是從RO技術(shù)中分離出來(lái)的一種膜分離技術(shù),是超低壓RO技術(shù)的延續(xù)和發(fā)展分支。在過(guò)去的很長(zhǎng)一段時(shí)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(shù)已經(jīng)從反滲透技術(shù)中分離出來(lái),成為介于超濾和反滲透技術(shù)之間的獨(dú)立的分離技術(shù),己經(jīng)廣泛應(yīng)用于飲用水制備、醫(yī)藥用水制備、食品工業(yè)、環(huán)境保護(hù)等諸多領(lǐng)域,成為膜分離技術(shù)中的一個(gè)重要的分支。
原理:納濾膜與超濾及反滲透膜分離過(guò)程一樣,也是以壓力差為推動(dòng)力的膜分離過(guò)程,是一個(gè)不可逆過(guò)程。其分離機(jī)制可以運(yùn)用電荷模型(空間電荷模型和固定電荷模型)、細(xì)孔模型以及近年來(lái)才提出的靜電排斥和立體阻礙模型等來(lái)描述。
優(yōu)點(diǎn):與其他膜分離過(guò)程比較,納濾的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是能截留透過(guò)超濾膜的小分子量的有機(jī)物和高價(jià)離子,又能透析反滲透膜所截留的部分無(wú)機(jī)鹽、礦物質(zhì)——也就是能使“濃縮”與脫鹽同步進(jìn)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(dòng)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(wàn)分之五( 0.0001 微米) , 一般肉眼無(wú)法看到,細(xì)菌、病毒是它的5000倍,因此,只有水分子能夠通過(guò),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(guò)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(guó)內(nèi)外,醫(yī)學(xué)軍用民用領(lǐng)域,都采取頂級(jí)RO膜進(jìn)行高分子過(guò)濾。中怡康也曾權(quán)威發(fā)布,2013年反滲透凈水設(shè)備同比增速高達(dá)77.6%。未來(lái),反滲透膜處理技術(shù)將成為最主流的產(chǎn)品技術(shù)。
2. 凈水器輔助濾料
水處理的主要凈化手段是膜過(guò)濾技術(shù),但是輔助濾料也非常關(guān)鍵,其作用是能夠低成本定向去除水中部分雜質(zhì),還能對(duì)主要的高精度濾膜起到保護(hù)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(dá)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(zhǎng)且適用性廣泛的濾芯。
主要功能:通過(guò)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(yùn)用純水、食品飲用水前置過(guò)濾處理;配合RO反滲透膜、納濾膜、超濾膜等作為前置過(guò)濾預(yù)處理等。
更換周期:處理水量一般為5噸,更換周期3-6個(gè)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(diǎn)是孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá),比表面積大,吸附性能強(qiáng),1克椰殼活性炭的過(guò)濾孔隙展開面積大約為2000平米。庫(kù)層阻力小,化學(xué)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(chǎng)合適用于不同的活性炭性狀
主要功能:通過(guò)超強(qiáng)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(yùn)用純水、食品飲用水的處理過(guò)程中;配合納濾膜、RO反滲透膜、超濾膜等作為前置過(guò)濾預(yù)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(zhǎng),可重復(fù)循環(huán)使用的特點(diǎn).KDF處理水的原理是利用氧化還原反應(yīng),KDF與水中氧化性有害物質(zhì)進(jìn)行電子交換,把許多有害物質(zhì)變?yōu)闊o(wú)害物質(zhì)。把重金屬離子和鋅離子置換達(dá)到去除重金屬離子的目的。
2.4 軟化樹脂
簡(jiǎn)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(shù)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(yáng)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(lái),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(dāng)軟化水設(shè)備使用一段時(shí)間后,需用25%濃度NaCl再生部分對(duì)樹脂進(jìn)行再生處理,恢復(fù)樹脂的效能,提高樹脂的使用壽命??刂撇糠挚蓪?shí)現(xiàn)整套系統(tǒng)的自動(dòng)運(yùn)行,根據(jù)系統(tǒng)的運(yùn)行時(shí)間或通過(guò)水量來(lái)自動(dòng)進(jìn)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(shù)燒制而成的玻璃狀小球。對(duì)水系統(tǒng)防腐、阻垢、延長(zhǎng)設(shè)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(xué)成分為氯化鈉(NaCl),含量在99.5%以上,一般形狀為球劑。
當(dāng)軟水設(shè)備的樹脂吸附的雜質(zhì)越來(lái)越多時(shí),其吸附能力會(huì)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(guò)反沖洗的方法,通過(guò)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(lái),從而恢復(fù)樹脂的吸附能力,這個(gè)過(guò)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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