净水器原理(lǐ)、滤膜、滤料详解
净水行业品牌众多(duō),水处理(lǐ)方式复杂,有(yǒu)靠单一处理(lǐ)方式的,也有(yǒu)靠多(duō)种滤膜、滤料复合处理(lǐ)的。但是从技术的角度讲,万变不离其宗,今天小(xiǎo)编就带你了解一下这个“宗”是怎么回事,让你对各种净水技术、配置、优劣一目了然。
1.家用(yòng)、商(shāng)用(yòng)净水器原理(lǐ)
按滤膜的过滤孔径的精度和对溶解离子的去除能(néng)力分(fēn)类,净水滤膜包括微滤、超滤、纳滤、反渗透四大类。生活直饮水的主要过滤手段仅為(wèi)超滤、纳滤、反渗透三大类。其详解见下图:
1.1 超滤膜(UF)
中空纤维超滤膜丝:0.5-2.0mm,内径0.3-1.4mm,中空纤维管壁上布满微孔其过滤精度為(wèi)0.5-0.01微米,孔径以能(néng)截留物(wù)质的分(fēn)子量达几千至几十万。原水在膜外侧或内腔加压流动,分(fēn)别构成外压式与内压式。超滤是动态过滤过程,被截留物(wù)质可(kě)随浓缩小(xiǎo)排除,不致堵塞膜表面,可(kě)長(cháng)期连续运行。超滤膜是最早开发的高分(fēn)子分(fēn)离膜之一,能(néng)够去除细菌、胶體(tǐ)、有(yǒu)机物(wù)等大于0.01微米的杂质。
1.11 内压式超滤膜及原理(lǐ)
1.12 外压式超滤膜及原理(lǐ)
1.2 纳滤膜(NF)
纳滤(Nanofiltration)是介于超滤与反渗透之间的一种膜分(fēn)离技术,其截留分(fēn)子量在80-1000的范围内,孔径為(wèi)1纳米,因此称纳滤。纳滤技术是从RO技术中分(fēn)离出来的一种膜分(fēn)离技术,是超低压RO技术的延续和发展分(fēn)支。在过去的很(hěn)長(cháng)一段时间里,纳滤膜被称為(wèi)超低压反渗透膜(LPRO:Low Pressure ReverseOsmosis),现在,纳滤技术已经从反渗透技术中分(fēn)离出来,成為(wèi)介于超滤和反渗透技术之间的独立的分(fēn)离技术,己经广泛应用(yòng)于饮用(yòng)水制备、医药用(yòng)水制备、食品工业、环境保护等诸多(duō)领域,成為(wèi)膜分(fēn)离技术中的一个重要的分(fēn)支。
原理(lǐ):纳滤膜与超滤及反渗透膜分(fēn)离过程一样,也是以压力差為(wèi)推动力的膜分(fēn)离过程,是一个不可(kě)逆过程。其分(fēn)离机制可(kě)以运用(yòng)電(diàn)荷模型(空间電(diàn)荷模型和固定電(diàn)荷模型)、细孔模型以及近年来才提出的静電(diàn)排斥和立體(tǐ)阻碍模型等来描述。
优点:与其他(tā)膜分(fēn)离过程比较,纳滤的一个优点是能(néng)截留透过超滤膜的小(xiǎo)分(fēn)子量的有(yǒu)机物(wù)和高价离子,又(yòu)能(néng)透析反渗透膜所截留的部分(fēn)无机盐、矿物(wù)质——也就是能(néng)使“浓缩”与脱盐同步进行。能(néng)最大限度的去处水中一切污染物(wù)又(yòu)能(néng)保留人體(tǐ)适量的矿物(wù)质需求。
1.3 反渗透膜(RO)
RO是英文(wén)Reverse Osmosis Membrane的缩写,中文(wén)意思是:反渗透/逆渗透,一般水的流动方式是由低浓度流向高浓度,水一旦加压之后,将由高浓度流向低浓度,亦即所谓逆渗透原理(lǐ)。由于RO膜的孔径是头发丝的一百万分(fēn)之五( 0.0001 微米) , 一般肉眼无法看到,细菌、病毒是它的5000倍,因此,只有(yǒu)水分(fēn)子能(néng)够通过,其它任何杂质、离子、及重金属均由废水管排出,产水為(wèi)纯净水。所有(yǒu)海水淡化的过程,以及太空人废水回收处理(lǐ)均采用(yòng)此方法,因此RO膜又(yòu)称體(tǐ)外的高科(kē)技“人工肾脏”。目前國(guó)内外,医學(xué)军用(yòng)民(mín)用(yòng)领域,都采取顶级RO膜进行高分(fēn)子过滤。中怡康也曾权威发布,2013年反渗透净水设备同比增速高达77.6%。未来,反渗透膜处理(lǐ)技术将成為(wèi)最主流的产品技术。
2. 净水器辅助滤料
水处理(lǐ)的主要净化手段是膜过滤技术,但是辅助滤料也非常关键,其作用(yòng)是能(néng)够低成本定向去除水中部分(fēn)杂质,还能(néng)对主要的高精度滤膜起到保护作用(yòng)。
辅助滤料包括但不限于:活性炭、KDF、树脂、PP棉、金属滤网、石英砂等作為(wèi)辅助净水手段达到综合处理(lǐ)的目的。
2.1 PP棉
PP棉滤芯以聚丙烯(PP)热熔方式制作而成,其精度為(wèi)1um至 5um。是一种高效率、低压差、使用(yòng)寿命長(cháng)且适用(yòng)性广泛的滤芯。
主要功能(néng):通过物(wù)流拦截筛除大于滤孔直径的物(wù)理(lǐ)性污染物(wù).去除水中大于5微米的颗粒状杂质, 如:悬浮物(wù)、泥沙、红虫、铁锈、胶體(tǐ)等大體(tǐ)积的物(wù)质,降低水的浊度。
使用(yòng)范围:广泛运用(yòng)纯水、食品饮用(yòng)水前置过滤处理(lǐ);配合RO反渗透膜、纳滤膜、超滤膜等作為(wèi)前置过滤预处理(lǐ)等。
更换周期:处理(lǐ)水量一般為(wèi)5吨,更换周期3-6个月為(wèi)宜,具體(tǐ)根据源水水质和用(yòng)水量而定。
2.2 活性炭
制造工艺:水处理(lǐ)活性炭一般以优质椰子壳為(wèi)原料,经系列生产工艺精制而成,外观呈黑色。优点是孔隙结构发达,比表面积大,吸附性能(néng)强,1克椰壳活性炭的过滤孔隙展开面积大约為(wèi)2000平米。库层阻力小(xiǎo),化學(xué)性能(néng)稳定,易再生。根据需要有(yǒu)制作成粉末状、颗粒状、烧结棒状或者纤维状。不同的水处理(lǐ)场合适用(yòng)于不同的活性炭性状
主要功能(néng):通过超强吸附能(néng)力去除余氯、异色、异味、除重金属等有(yǒu)毒有(yǒu)害物(wù)质,并能(néng)改善水的口感。
使用(yòng)范围:广泛运用(yòng)纯水、食品饮用(yòng)水的处理(lǐ)过程中;配合纳滤膜、RO反渗透膜、超滤膜等作為(wèi)前置过滤预处理(lǐ)等。
2.3 铜锌合金(KDF)
KDF是一种高纯度的铜锌合金,具有(yǒu)使用(yòng)寿命長(cháng),可(kě)重复循环使用(yòng)的特点.KDF处理(lǐ)水的原理(lǐ)是利用(yòng)氧化还原反应,KDF与水中氧化性有(yǒu)害物(wù)质进行電(diàn)子交换,把许多(duō)有(yǒu)害物(wù)质变為(wèi)无害物(wù)质。把重金属离子和锌离子置换达到去除重金属离子的目的。
2.4 软化树脂
简介:软化,即降低水的硬度。软化水系统包括三部分(fēn),即离子交换部分(fēn)、盐再生部分(fēn)和控制部分(fēn)。离子交换技术是软化系统的工作原理(lǐ),它的主體(tǐ)是离子交换树脂,由于水的硬度主要由钙、镁形成及表示,故一般采用(yòng)阳离子交换树脂,将水中的Ca2+、Mg2+(形成水垢的主要成份)置换出来,随着树脂内Ca2+、Mg2+的增加,树脂去除Ca2+、Mg2+的效能(néng)逐渐降低。因此,当软化水设备使用(yòng)一段时间后,需用(yòng)25%浓度NaCl再生部分(fēn)对树脂进行再生处理(lǐ),恢复树脂的效能(néng),提高树脂的使用(yòng)寿命。控制部分(fēn)可(kě)实现整套系统的自动运行,根据系统的运行时间或通过水量来自动进行盐再生。
2.5 硅磷晶
硅磷晶由苏打﹑磷酸﹑碳酸钙等活性成份原料在1200-1700℃高温技术烧制而成的玻璃状小(xiǎo)球。对水系统防腐、阻垢、延長(cháng)设备使用(yòng)寿命起到了积极的作用(yòng)。
2.6 软水剂(高纯度氯化钠)
软水盐,又(yòu)名离子交换树脂再生剂。其主要化學(xué)成分(fēn)為(wèi)氯化钠(NaCl),含量在99.5%以上,一般形状為(wèi)球剂。
当软水设备的树脂吸附的杂质越来越多(duō)时,其吸附能(néng)力会逐渐降低,而要清除树脂吸附的杂质(主要為(wèi)钙Ca,镁Mg离子),就需要用(yòng)钠离子(Na),通过反冲洗的方法,通过离子交换而把树脂吸附的杂质离子(主要為(wèi)钙Ca,镁Mg离子),置换出来,从而恢复树脂的吸附能(néng)力,这个过程也叫离子交换树脂再生。
2.7 其他(tā)辅助滤材
包括金属滤网、石英砂、矿化球、麦饭石等。
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