一、純水設備的基本原理
純水設備主要依賴于反滲透膜技術(shù)(Reverse Osmosis, RO)和電離子技術(shù)(Electrodeionization, EDI)來實現(xiàn)水的深度凈化。其中,RO反滲透技術(shù)是最為常見且應用廣泛的一種。
1.1 RO反滲透技術(shù)
RO反滲透技術(shù)是一種利用半透膜的選擇透過性原理,通過施14加高于溶液滲透壓的壓力,使水分子從高濃度一側(cè)向低濃度一側(cè)進行逆滲透,從而分離出水中的溶解性固體、有機物、細菌及病毒等雜質(zhì)的過程。反滲透膜的孔徑極小,通常只有0.0001微米,遠小于細菌(0.4-1微米)和病毒(0.02-0.4微米)的尺寸,因此能夠有效截留這些微生物及大部分無機鹽類物質(zhì)。
1.2 EDI電離子技術(shù)
EDI電離子技術(shù)則是在反滲透技術(shù)基礎上進一步發(fā)展而來的高級水處理技術(shù)。它結(jié)合了電滲析和離子交換的原理,通過電場作用使水中的離子在電場力的驅(qū)動下,通過離子交換樹脂層進行遷移,從而實現(xiàn)離子的深度去除。EDI技術(shù)不僅具有出水水質(zhì)高、無需酸堿再生等優(yōu)點,還能實現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定運行,減少了傳統(tǒng)離子交換樹脂的再生和廢液處理問題。
純水設備的工藝原理復雜而精細,通常包括預處理、反滲透(或EDI)、后處理等多個環(huán)節(jié),每個環(huán)節(jié)都直接關系到最終出水的水質(zhì)。
2.1 預處理
預處理是純水制備過程中的第一步,也是至關重要的一步。其主要目的是去除原水中的懸浮物、膠體、有機物、余氯及部分硬度離子等,以減少對后續(xù)反滲透膜或EDI模塊的污染和損傷。預處理通常包括以下幾個步驟:
- 砂濾:通過石英砂過濾器去除水中的大顆粒雜質(zhì),如泥沙、懸浮物等。
- 活性炭過濾:利用活性炭的
強吸附性,去除水中的余氯、有機物、異味及部分色度,凈化水質(zhì)。- 精密過濾:采用孔徑更小的精密過濾器(如PP棉、微孔膜等),進一步截留微小懸浮物、膠體等,為后續(xù)的RO或EDI處理提供良好的進水條件。- 軟化處理(視水質(zhì)而定):對于硬度較高的水源,還需進行軟化處理,以減少鈣鎂離子的含量,防止反滲透膜或EDI模塊結(jié)垢。- 加藥處理:根據(jù)需要加入阻垢劑、殺菌劑等藥劑,以防止膜污染、控制微生物滋生,保障系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。
2.2 反滲透(RO)處理經(jīng)過充分預處理的水進入RO系統(tǒng),在高壓泵的推動下,水分子通過反滲透膜的選擇透過性,實現(xiàn)與大部分溶解性固體、有機物、細菌及病毒的分離。RO系統(tǒng)通常設計為多級串聯(lián),以提高脫鹽率和產(chǎn)水質(zhì)量。同時,系統(tǒng)配備有自動沖洗裝置,定期清洗膜表面,延長膜的使用壽命。
2.3 EDI處理(若采用)若采用EDI技術(shù),則水在RO處理基礎上進一步進入EDI模塊。在電場作用下,水中的離子通過離子交換樹脂層進行遷移,被深度去除,從而達到更高的水質(zhì)標準。EDI模塊無需酸堿再生,操作簡便,出水水質(zhì)穩(wěn)定且連續(xù),特別適用于對水質(zhì)要求極高的場合,如半導體制造、醫(yī)藥生產(chǎn)等。
2.4 后處理后處理環(huán)節(jié)根據(jù)具體需求而定,可能包括紫外線消毒、臭氧氧化、混床(混床離子交換器)等步驟,以進一步殺滅或去除殘留的微生物、有機物等,確保出水水質(zhì)達到或超過用戶要求的標準。
純水設備的工藝原理是一個復雜而精細的過程,各個環(huán)節(jié)緊密相連,共同作用,以確保最終出水的水質(zhì)安全、穩(wěn)定。隨著科技的進步和工藝的不斷優(yōu)化,純水設備將在更多領域發(fā)揮重要作用,為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)和人類生活提供更加純凈、安全的水資源。