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反渗透滤水器是如何工作的?

作者:David Trinh
最后更新:
反渗透过滤器是如何工作的

近50年来,反渗透技术(RO)已被用于家庭、工业和医疗领域的水净化,甚至还被用于海水淡化(从海水中去除盐)。

但RO是什么,家用反渗透滤水器是如何工作的呢?

什么是反渗透?

反渗透是一种水净化过程,通过施加压力迫使水通过部分渗透膜来去除供水中的污染物。

膜的供应侧的水(称为给水)被推过,将悬浮污染物留在浓缩侧。膜上的小孔(称为孔)会让水分子通过,但不让构成水中杂质的分子通过。这些杂质可能包括海水淡化过程中的盐,或者家用反渗透过滤器中的污染物和沉积物

反渗透会在这个过程中产生两种液体——纯净水和一种被称为盐水的废水溶液,其中含有来自供水的所有不能通过膜的杂质。

反渗透系统是如何过滤水的?

在通常的渗透过程中,水分子自由地穿过膜从高浓度区域移动到低浓度区域,以平衡流体中分子的分布。

为了使这一过程在“相反”的方向上发生,对给水施加压力,导致高浓度盐水在膜的一侧容纳过滤后的污染物,另一侧是淡水。

反渗透水过滤的阶段

罗依图

1.沉积物预滤器

污物、铁锈和沉积物悬浮在供水系统的给水中进行过滤。

这些预过滤器通常可以去除直径小至5微米的颗粒(一根头发的直径大约是50微米!),还有各种不同类型的过滤器,但它们的工作原理都是一样的——当给水通过过滤器的孔隙时,较大的污染物颗粒被截留,而水和较小的分子可以通过。

2.碳预滤器

在第二阶段,水通过活性炭过滤器,类似于那些用于水槽或水龙头的水过滤器。

碳过滤器吸收污染物,将其吸收在孔隙结构中。

这一阶段去除味道、气味和化学物质,如氯。

3.半透膜

部分可渗透的反渗透膜由薄膜复合材料制成,可去除0.001微米以下高达98%的总溶解固体(TDS)。

这是反渗透过滤过程的关键部分,也是使它有别于其他过滤系统的要素。

4.存储

一旦淡水通过膜,它就会流到一个储存罐,在那里它被保存起来,直到需要的时候。

反渗透过程继续进行,直到这个水箱充满,此时自动关闭阀关闭,阻止任何更多的水流经半透膜,并关闭废水流向排水沟。

5.终滤器

过滤后的水通过储罐和出口之间的第二个碳过滤器(也称为抛光过滤器)去除任何可能通过其他过滤器或部分渗透膜的污染物。

你为什么需要一个储气罐?

反渗透的过程是非常缓慢的-你不会想要等待一个玻璃杯装满!

这意味着在反渗透过程中,需要一个缓冲器来弥补水龙头吸水速率和通过半透膜过滤等量水的速度之间的差距。

安装了储水罐后,水龙头会根据需要将水从储水罐中抽出,然后在水龙头关闭后继续补充。这使反渗透过滤系统有时间补充所用的水,以确保过滤水在需要时可用。

反渗透系统去除什么?

反渗透工艺在第一个预过滤阶段去除沉淀物、沙子和铁锈。

在第二个预过滤阶段,氯,挥发性有机化合物,沉积物和气味从水中去除。

盐、矿物质、氟化物、钙、砷、除草剂和杀虫剂都在半透过滤器中被去除,并被引导到废水中悬浮的排水沟,

标准反渗透水过滤系统的重要组成部分从水源中除去的是细菌和寄生虫。有可能购买反渗透系统,其中包含紫外线过滤,以消灭细菌和寄生虫,或者这些紫外线过滤器可以添加到进水供应。

反渗透的好处

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反渗透过滤系统是一些最彻底和全面的方法,可从供水系统中去除杂质和污染物。

反渗透系统可以去除高达98%的总溶解固体(TDS) -仅就系统提供的饮用水净化程度而言,与蒸馏过程相当。

反渗透系统可以:

  • 改善饮用水的口感、质量和纯度
  • 去除饮用水中的农药和污染物
  • 去除氟化物、氯和砷——这在其他类型的滤水器中是不常见的
  • 安装方便
  • 维护成本低
  • 适合你的家-通常在厨房的水槽下面
  • 产生的塑料垃圾比瓶装水少

为什么反渗透是一个很好的过滤选择相比其他?

RO vs软水器vs其他过滤器年代

反渗透过滤的独特之处在于它可以从供水系统中去除污染物的数量和百分比。

欧宝全站官网登录软水器不能像水过滤系统那样去除供水系统中的污染物。

欧宝全站官网登录软水剂中和了供水系统中导致家庭和工业管道系统水垢的矿物质。它们不能去除污染物、污染物、沉积物、细菌或寄生虫。

欧宝全站官网登录除了过滤系统外,软水器通常安装在水非常硬的地区,但是它们不应该被安装为水过滤器的替代品。

就其过滤能力而言,反渗透系统的主要缺点是无法从供水系统中去除细菌和寄生虫。如果水被井和钻孔等污染的风险较高,强烈建议安装紫外线过滤系统,因为这是处理有机污染物最有效的方法。抗菌素在线过滤器也可以有效地去除细菌和寄生虫。

在工业、采矿或农业活动水平较高的地区,反渗透系统是去除供水中的杂质和化学污染物最有效的方法。

水槽和水龙头下的水过滤器可以有效地提供清洁,优质的饮用水,并且可以比反渗透系统更实惠,但这些装置很少能在过滤性能方面与反渗透系统竞争。

反渗透对环境友好吗?

他们浪费水吗?

玻璃瓶的回收

反渗透系统产生的废水产品被直接送往排水,但这些水立即通过下水道返回到水处理厂。

由于废水中污染物含量较高,不适合用于消费或洗澡等家庭用途,但废水副产品可用于家庭周围,并用于某些工业过程中的冷却或冲洗。

废物率可高达75%(每净化1加仑,泵排泄3加仑),虽然这是很高的情况,如私人钻孔供水不收费,唯一额外使用的资源是运行泵和反渗透过程本身的少量能源。

如何减少废水

反渗透过程产生的废水不能减少,因为产生的量与所需过滤水的量直接相关,但它可以用于家庭周围的其他地方,以取代原本从供应中抽取的水。

屋内系统

虽然RO过程中喷出的盐水不能被人们用来饮用或洗涤,但它仍然可以在家里使用。

灰水系统通常是安装在家中的完全独立的水服务,用于冲洗厕所,供应洗衣机,并为洗车和浇花提供室外水龙头。

反渗透工艺的废水可以直接到灰水储罐而不是排水管,并用于这些工艺而不是给水。如果水箱满了,它会简单地将废水重新定向到排水沟,就像在其他情况下一样。

家庭清洁

从汽车到地板,再到露台,家里周围的一切都需要偶尔清洗,而RO的废水可以用于这些目的-只需将RO单元的排水管重新定向到存储中,而不是排水管,并在需要时使用。

洗衣

废水可以用来预漂洗脏衣服,以减少正常洗衣周期所需的水。

园艺

一旦废水从反渗透工艺中收集起来,灌溉植物,给水洒水器和清洁甲板都是安全的用途。

RO与瓶装水

在欧洲大部分地区,使用反渗透法生产瓶装水是非法的,这意味着只有矿泉水、过滤水和矿泉水才能以瓶装形式出售。

矿泉水有几个好处,因为它仍然含有许多有益的矿物质,这些矿物质在反渗透净化过程中从给水中去除。当RO被用来处理饮用水时,就有必要找到另一种这些矿物质的饮食来源,因为钠和钙对身体的正常功能至关重要。

然而,在美国,大多数瓶装水是通过反渗透生产的,但由于该过程的低效率,浪费的程度比国内的反渗透系统要大得多。

与瓶装水相比,反渗透油的主要好处是避免使用瓶装水而节省了大量塑料废物。考虑到塑料垃圾污染海洋、伤害海鸟的巨大问题,以及它在环境中的生存能力,这意味着它几百年都不会自然分解,任何减少塑料垃圾产生量的解决方案都将有所帮助,同时找到塑料问题的永久解决方案。

RO水对你有好处吗?

反渗透过滤过程去除饲料水中几乎所有的污染物。虽然我们通常认为这些污染物是污染我们饮用水的重金属、沉积物、细菌和杀虫剂,但其中一些对我们的健康有益。

盐、镁和钙尤其对身体机能至关重要,但这些都是矿物质,主要可以在食物或补充剂中找到。考虑到在健康的供水系统中发现的微量化合物,这些化合物的益处是微乎其微的。

然而,饮用被污染的水有潜在的严重后果。重金属与晚年的脑部疾病和痴呆有关,目前有许多法庭案件将农药与癌症和出生缺陷联系起来。

虽然说反渗透过滤的水对你有好处是不准确的,因为它只是水(家用过滤可获得的最纯净的水),我们的身体依赖于水来执行基本功能,当考虑到供水系统中污染物的潜在危害时,你喝未经过滤的水比喝使用反渗透净化的水更有可能受到伤害。

反渗透系统在哪里使用?

反渗透系统可以用于任何需要水净化的地方,但是当考虑在家里使用时,有一些应用程序会比其他应用程序更有效。

水龙头

在水槽下面安装反渗透系统来供应饮用水是这项技术的绝佳部署。通过安装在水槽下,反渗透装置保持视线之外,使安装尽可能简单,同时仍然保持易于维护。

冰机

虽然看起来不同,但人们还是会从杯子里喝冰,所以应该像喝水一样过滤。

内置制冰机的冰箱通常离厨房水槽不远,因此将RO装置连接到制冰机的后面应该非常简单和不显眼。

井水

从井里取水是最自然的取水方式之一,人类用这种方式补水已经有几千年的历史了。

不幸的是,采矿和杀虫剂在过去的200-300年里一直在使用,所以你的井所抽取的地下水不像以前那么纯净了。

虽然细菌和寄生虫需要与反渗透过滤系统分开处理,但反渗透非常适合于井水饲料。

水族馆

鱼类和其他水生生物对环境条件极其敏感,有些物种在水族箱中很难生存。

通过使用反渗透过滤,几乎所有的污染物都可以从水箱水中去除,然后可以使用再矿化过滤器重新盐化(盐水鱼),为你的鱼创造一个完美的环境,没有污染物……你只需要记得喂它们!

工业过程

反渗透过滤可用于任何环境中,水的纯度是重要的。许多工业过程依赖于清洁的水来运行,而反渗透在这些情况下是非常宝贵的。

为确保反渗透过滤系统被正确地指定为正在进行的过程,应聘请专业承包商来执行和保证工程。

如何安装反渗透系统?

安装

一旦你买了反渗透系统,你应该参考制造商的指南。这将显示要安装的项目的示意图,并包括所需工具的概述。

对于这个例子,我们将假设您将安装在厨房水槽下面,并为RO电源安装一个新的水龙头。我们还假设您有足够的能力进行家庭周围的一般维护-如果您没有信心,请不要冒险联系管道工,他们可以在几个小时内完成安装。

  1. 首先,在你的水槽或工作台上为新水龙头挖一个洞。这个过程将取决于水槽的类型和所涉及的材料——我们建议单独查找这项任务的指南,因为有很多选择。
  2. 接下来,在现有的管道上切一个洞,以适应你的排水马鞍(它将从你的新RO单元中抽出废水),并使用提供的夹子将马鞍固定在洞上。这应该安装在离任何电器尽可能远的地方,并且在水槽的上游。
  3. 切断供水,排干家庭供水设施。
  4. 排水后,切断反渗透进料阀,并用扳手拧紧螺母。
  5. 将储水箱放置在水槽内,并连接到新的水龙头上。
  6. 定位反渗透装置,记住将来需要进行维护、更换过滤器等
  7. 使用所提供的软管,在RO装置上匹配颜色编码的快速连接,并完成与装置的连接
  8. 所有连接完成后,按照制造商的指示将预过滤器、抛光过滤器和膜插入各自的位置。
  9. 慢慢地重新打开供水系统,检查所有连接处是否有泄漏。如果发现漏水,请再次关闭水龙头,拧紧/检查连接,然后重新开始。
  10. 当系统充满水时,你可能会听到咯咯声和嘶嘶声——这是完全正常的,只是由空气逸出引起的。
  11. 让系统4-8小时来填充。当你听到水流入排水管的声音时,系统就满了。打开储罐上的排水阀,将系统完全冲洗至空。
  12. 让系统在一夜之后再次装满。
  13. 早上,当系统装满水后,将储槽完全排空,再次冲洗系统。
  14. 一旦第三次填满,系统就可以使用了。

如何维护反渗透系统?

过滤器/膜

过滤器通常需要每6-12个月更换一次,这取决于您安装的系统。一些过滤器可以使用长达两年,但过滤器的使用寿命通常在产品包装上显著显示。

半透膜通常可使用3年,但应每年检查一次。

年度维护

建议每年对反渗透系统进行一次全面维修,以检查过滤器、密封件、阀门和其他可能在故障情况下对财产或系统造成损坏的物品的状况。制造商的说明通常会建议这一点,许多人都有批准的安装方案,所以你可以确保从知识渊博的商人那里得到专业的服务。

反渗透系统能持续多长时间?

通过正确的维护,没有理由一个高质量的反渗透过滤系统不能持续20年或更长时间,但是你应该期望你的反渗透装置至少可以运行10-15年。

与所有过滤设备一样,使用批准的组件进行仔细的例行维护是系统寿命的关键,如果遵循制造商的说明,您的反渗透系统应该是可以安装的,几乎可以忘记!

结论

反渗透系统易于安装,价格实惠,是最有效的家庭水过滤手段,对于任何寻找永久,长期过滤解决方案的人来说,反渗透系统应该是高考虑因素,它将从饮用水中去除几乎所有杂质。

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作者
大卫陈
大卫是管道、加热、冷却和水处理方面的专家。他从管道业务开始,致力于解决各种类型的家庭装修问题,包括漏水、坏厕所、电器安装等等。随着时间的推移,他学到了很多关于为房主安装和选择正确的水处理产品的知识。

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