?反滲透超純水設(shè)備的工作原理是通過(guò)多級(jí)過(guò)濾、反滲透膜的選擇性滲透及深度除鹽技術(shù),逐步去除原水中的雜質(zhì)(如離子、有機(jī)物、微生物等),最終產(chǎn)出高純度超純水。其核心邏輯是 “層層凈化”,從預(yù)處理到深度提純,每一步針對(duì)不同類(lèi)型的污染物,具體原理如下:
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一、預(yù)處理系統(tǒng):去除大顆粒與易損傷膜的雜質(zhì)
預(yù)處理是為了保護(hù)后續(xù)的反滲透膜(核心部件,成本高且易受污染),主要去除原水中的懸浮物、膠體、余氯、硬度等,原理包括:
石英砂過(guò)濾:利用石英砂顆粒的孔隙吸附和截留原水中的泥沙、鐵銹、藻類(lèi)等大顆粒雜質(zhì)(直徑≥10μm),降低水的濁度。
活性炭過(guò)濾:活性炭表面有大量微孔,通過(guò)物理吸附作用去除水中的有機(jī)物(如農(nóng)藥、腐殖質(zhì))、余氯(自來(lái)水消毒殘留,會(huì)氧化損傷反滲透膜)、異味和色素。
軟化處理:
若原水硬度高(鈣、鎂離子多),會(huì)在反滲透膜表面結(jié)垢,需通過(guò)離子交換樹(shù)脂(樹(shù)脂吸附鈣鎂離子,釋放鈉離子)或添加阻垢劑(阻止鈣鎂離子結(jié)晶)降低硬度。
精密過(guò)濾(保安過(guò)濾):使用 5-10μm 孔徑的濾芯(如 PP 棉),截留預(yù)處理后殘留的微小顆粒,避免劃傷反滲透膜表面。
二、反滲透(RO)系統(tǒng):核心的 “分子級(jí)過(guò)濾”
反滲透是設(shè)備提純的關(guān)鍵步驟,核心原理是利用反滲透膜的選擇性透過(guò)性和壓力驅(qū)動(dòng),分離水分子與絕大多數(shù)雜質(zhì):
反滲透膜的特性:膜孔徑僅 0.1-1 納米(相當(dāng)于頭發(fā)絲直徑的百萬(wàn)分之一),只能允許水分子、少量小分子有機(jī)物通過(guò),而水中的離子(如 Na?、Ca2?、Cl?)、細(xì)菌、病毒、膠體等雜質(zhì)無(wú)法透過(guò)。
壓力驅(qū)動(dòng):原水經(jīng)高壓泵加壓(壓力通常 1.0-1.5MPa,根據(jù)原水鹽度調(diào)整,如海水淡化需更高壓力)后進(jìn)入反滲透膜組件,壓力克服水分子透過(guò)膜的滲透壓,迫使水分子透過(guò)膜形成 “產(chǎn)水”(初級(jí)純水),雜質(zhì)則被截留并隨部分 “濃水” 排出(濃水含高濃度雜質(zhì),需排放或回收)。
產(chǎn)水純度:?jiǎn)渭?jí) RO 產(chǎn)水的電阻率約 0.1-1 MΩ?cm(TDS≤10 mg/L),若原水鹽度高或需更高純度,可增加 “二級(jí) RO”(產(chǎn)水電阻率提升至 5-10 MΩ?cm),通過(guò)兩級(jí)膜過(guò)濾進(jìn)一步降低雜質(zhì)含量。
三、深度除鹽系統(tǒng):將純水升級(jí)為 “超純水”
反滲透產(chǎn)水仍殘留微量離子(如 ppb 級(jí)的 Na?、SiO?2?)、總有機(jī)碳(TOC)等,需通過(guò)深度處理達(dá)到超純水標(biāo)準(zhǔn)(電阻率≥18.2 MΩ?cm),原理包括:
離子交換混床:由陽(yáng)離子交換樹(shù)脂(吸附陽(yáng)離子,如 Na?、Ca2?)和陰離子交換樹(shù)脂(吸附陰離子,如 Cl?、SO?2?)混合組成,通過(guò)離子交換反應(yīng)徹底去除殘留離子,產(chǎn)水電阻率可達(dá) 18 MΩ?cm 以上。但樹(shù)脂需定期用酸堿再生,產(chǎn)生化學(xué)廢液。
EDI(電去離子技術(shù)):替代傳統(tǒng)混床的更環(huán)保技術(shù),在電場(chǎng)作用下,水中離子通過(guò)樹(shù)脂遷移至濃水室被排出,樹(shù)脂可自動(dòng)再生,無(wú)需酸堿,連續(xù)產(chǎn)水且穩(wěn)定性高(電阻率穩(wěn)定在 15-18 MΩ?cm)。
紫外線(UV)氧化:
185nm 波長(zhǎng) UV 可分解水中的 TOC(有機(jī)碳),將其氧化為 CO?和水;
254nm 波長(zhǎng) UV 可破壞微生物(細(xì)菌、病毒)的 DNA,實(shí)現(xiàn)殺菌。
終端微濾 / 超濾:用 0.22μm 以下孔徑的濾芯,去除深度處理后可能殘留的微小顆粒物、細(xì)菌碎片,保證出水絕對(duì)潔凈。