家用反滲透凈水機(jī)節(jié)水之道

　　凈水機(jī)依據(jù)過(guò)濾精度主要分微濾機(jī)，超濾機(jī)，反滲透機(jī)。反滲透凈水機(jī)因能有效濾除水中的溶解鹽、膠體、有機(jī)物、細(xì)菌、病毒和重金屬等雜質(zhì)，更貼合中國(guó)市場(chǎng)的消費(fèi)需求，被越來(lái)越多的消費(fèi)者所接受，目前已經(jīng)成為凈水市場(chǎng)中的主流產(chǎn)品。

　　據(jù)中怡康的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，2014年，反滲透凈水機(jī)的市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到68億元，在整體凈水產(chǎn)品的零售量市場(chǎng)占有率也已超過(guò)半壁江山。

　　但由于反滲透膜工作時(shí)，為保護(hù)自身的壽命，在制水時(shí)會(huì)排放一定比例的廢水，會(huì)形成一定的浪費(fèi)。而反滲透膜的特性又讓其透水率會(huì)隨著回收率的增加而下降，因而提高反滲透膜的產(chǎn)水率，減少費(fèi)水也成為反滲透技術(shù)的瓶頸。而節(jié)水技術(shù)也成為了眾凈水廠家搶占市場(chǎng)份額的關(guān)鍵影響因素。

　　目前，市場(chǎng)各凈水廠家的節(jié)水解決方案主要是通過(guò)改變反滲透膜的進(jìn)水流道，采用部分廢水回流的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，采用一級(jí)二段式過(guò)濾方式以及將廢水接入生活用水龍頭等幾種方式。

　　廢水回流的系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　對(duì)于采用傳統(tǒng)反滲透膜的機(jī)器來(lái)講，通過(guò)改變水系統(tǒng)設(shè)計(jì)，將反滲透膜產(chǎn)生的廢水重新利用，通過(guò)選取一定大小的廢水比，將廢水回流至預(yù)處理之后，反滲透膜前，也可以提高整機(jī)的產(chǎn)水率，達(dá)到節(jié)水的效果。例如沁爾康微廢水RO-150J等，這些機(jī)器的產(chǎn)水率均大于傳統(tǒng)的反滲透機(jī)器的1:3的產(chǎn)水率。

　　但廢水回流的系統(tǒng)設(shè)計(jì)對(duì)反滲透膜元件的要求較高，如果是傳統(tǒng)的反滲透膜膜元件的壽命一般為2年，在原水高硬度的地區(qū)，如北京，山東等地，廢水回流必然會(huì)導(dǎo)致膜元件的壽命的損耗。北京石景山的自來(lái)水TDS約500～600ppm，采用傳統(tǒng)的反滲透機(jī)器再加廢水回流的話，其進(jìn)膜的水質(zhì)約800ppm以上，明顯地增加了反滲透膜的處理負(fù)荷，使膜元件更易結(jié)垢，會(huì)降低了膜元件的壽命，導(dǎo)致后期機(jī)器濾芯更換頻率增加，維護(hù)成本也相應(yīng)地增加。

　　一級(jí)二段式的過(guò)濾方式

　　所謂一級(jí)二段式的過(guò)濾方式，就是將多支反滲透膜串聯(lián)，前面一支膜產(chǎn)生的廢水作為原水進(jìn)后面一支膜，以提高整機(jī)的產(chǎn)水率。考慮到機(jī)器的尺寸及成本，一般只采用兩支反滲透膜串聯(lián)，來(lái)達(dá)到節(jié)水的目的，如Pentair Water PRF-RO純水機(jī)等。該解決方案的不足之處在于，采用多只反滲透膜串聯(lián)，管路復(fù)雜，連接點(diǎn)增多，增大了漏水風(fēng)險(xiǎn)，且機(jī)器尺寸偏大，另外RO膜容易堵塞，特別是后面的RO膜更容易結(jié)垢。

　　改變預(yù)處理方式

　　為達(dá)到節(jié)水的目的，必然需要減少?gòu)U水的排放。而反滲透膜的壽命與廢水排放量有著明顯的關(guān)系，當(dāng)廢水排放少，膜的回收率偏高，膜元件更容易污染和結(jié)垢。所以當(dāng)降低反滲透膜的廢水排放時(shí)，必須提高進(jìn)膜前的水質(zhì)，以降低其結(jié)垢趨勢(shì)。一般有采用軟化樹(shù)脂、硅磷晶以及其他濾料來(lái)降低原水的硬度，減緩膜的結(jié)垢趨勢(shì)，同樣這些預(yù)處理濾芯有吸附飽和的問(wèn)題，需定期更換，后期維護(hù)成本費(fèi)用高。

　　反滲透膜元件流道的改進(jìn)

　　采用反滲透膜元件流道改進(jìn)技術(shù)方案的代表品牌A.O.史密斯。市場(chǎng)上傳統(tǒng)的反滲透膜的進(jìn)水流道均是單側(cè)進(jìn)水，一端進(jìn)水一端出水，A.O.史密斯研發(fā)的專利Max3.0側(cè)流膜，則是打破了傳統(tǒng)的膜元件進(jìn)水方式，由一端進(jìn)水變成兩端進(jìn)水。如圖1、2所示，我們可以看出傳統(tǒng)膜和側(cè)流膜的水流方向的差異。兩端進(jìn)水可有效提高膜表面的流速，同時(shí)大大提高了膜片的產(chǎn)水率。

　　圖1、傳統(tǒng)反滲透膜的進(jìn)水流道

　　圖2、側(cè)流反滲透膜的進(jìn)水流道

　　經(jīng)過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證，傳統(tǒng)的75G膜與Max3.0 75G側(cè)流膜，在相同的進(jìn)水條件下，連續(xù)運(yùn)行1200H，其膜片表面結(jié)垢現(xiàn)象如圖3、4所示，很明顯側(cè)流膜的膜片更耐污堵。該側(cè)流專利技術(shù)大大提升了凈水流道的長(zhǎng)度,降低了反滲透膜結(jié)晶的傾向,有效延長(zhǎng)了膜的壽命和濾芯壽命,降低濾芯更換頻率,同時(shí)重磅提升凈水產(chǎn)水率。

　　圖3、傳統(tǒng)反滲透膜的污染圖片

　　圖4、側(cè)流反滲透膜的污染圖片

　　傳統(tǒng)的反滲透凈水器產(chǎn)出1杯純凈水的同時(shí)會(huì)浪費(fèi)3杯廢水，A.O.史密斯應(yīng)用Max3.0側(cè)流專利技術(shù)的反滲透凈水機(jī)產(chǎn)水1杯純凈水時(shí)，只需排放1杯廢水。以每個(gè)成年人每天消耗8杯水，每杯200ml為例，使用側(cè)流專利技術(shù)的反滲透凈水機(jī)每人每天節(jié)約16杯水，一年5840杯，一個(gè)五口之家每天節(jié)約16000ml，一年可省5.84噸，比一頭成年亞洲象的平均重量(2～4噸)還要大，所以，通過(guò)改變反滲透膜元件的進(jìn)水流道以及減小進(jìn)水格網(wǎng)的阻力，不僅可以有效提高反滲透膜元件的產(chǎn)水率，提高膜元件的壽命，是一種經(jīng)濟(jì)、環(huán)保，有效的一種節(jié)水方案。但這種解決方案對(duì)卷膜的工藝要求較高，否則達(dá)不到預(yù)期效果。

　　除以上一些節(jié)水解決方案以外，還可以通過(guò)把反滲透的濃縮水全部利用起來(lái)，如直接通過(guò)管路連接沖洗坐便器、安裝生活用水龍頭供初步洗滌或有直接用廢水桶盛裝拖地等等，將廢水充分利用起來(lái)，以達(dá)到節(jié)水的目的。

　　隨著凈水機(jī)的日益普及，尤其是在當(dāng)今水危機(jī)極為嚴(yán)重的情況下，節(jié)水技術(shù)必然會(huì)成為反滲透凈水機(jī)必須要突破的重要技術(shù)瓶頸。筆者認(rèn)為，除以上節(jié)水解決方案之外，節(jié)水技術(shù)解決的發(fā)展方向，一方面是取決于核心原材料，反滲透膜的發(fā)展方向，通過(guò)對(duì)膜片表面進(jìn)行親水改性，電荷嫁接，以達(dá)到低壓大通量，抗污染，耐氧化，高脫鹽率，長(zhǎng)壽命的效果。另一方面是通過(guò)尋找新的工藝，改進(jìn)膜元件的進(jìn)水流道及進(jìn)水格網(wǎng)和產(chǎn)水導(dǎo)布的布局，以提高膜元件的產(chǎn)水率。再加上開(kāi)發(fā)新的防垢材料等，相信反滲透凈水機(jī)不會(huì)再浪費(fèi)水資源很快將會(huì)實(shí)現(xiàn)。