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(Reverse Osmosis, RO)和電離子技術(Electrodeionization, EDI)來實現水的深度凈化。其中,RO反滲透技術是最為常見且應用廣泛的一種。
1.1 RO反滲透技術
RO反滲透技術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向低濃度一側進行逆滲透,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。
1.2 EDI電離子技術
EDI電離子技術則是在反滲透技術基礎上進一步發展而來的高級水處理技術。它結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動下,通過離子交換樹脂層進行遷移,從而實現離子的深度去除。EDI技術不僅具有出水水質高、無需酸堿再生等優點,還能實現連續穩定運行,減少了傳統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)、后處理等多個環節,每個環節都直接關系到最終出水的水質。
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,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。- 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,為后續的RO或EDI處理提供良好的進水條件。- 軟化處理(視水質而定):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模塊結垢。- 加藥處理:根據需要加入阻垢劑、殺菌劑等藥劑,以防止膜污染、控制微生物滋生,保障系統的穩定運行。
2.2 反滲透(RO)處理經過充分預處理的水進入RO系統,在高壓泵的推動下,水分子通過反滲透膜的選擇透過性,實現與大部分溶解性固體、有機物、細菌及病毒的分離。RO系統通常設計為多級串聯,以提高脫鹽率和產水質量。同時,系統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,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標準。EDI模塊無需酸堿再生,操作簡便,出水水質穩定且連續,特別適用于對水質要求極高的場合,如半導體制造、醫藥生產等。
2.4 后處理后處理環節根據具體需求而定,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,各個環節緊密相連,共同作用,以確保最終出水的水質安全、穩定。隨著科技的進步和工藝的不斷優化,純水設備將在更多領域發揮重要作用,為現代工業生產和人類生活提供更加純凈、安全的水資源。