家用反滲透凈水機節(jié)水之道

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

　　據(jù)中怡康的監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，2014年，反滲透凈水機的市場規(guī)模達(dá)到68億元，在整體凈水產(chǎn)品的零售量市場占有率也已超過半壁江山。

　　但由于反滲透膜工作時，為保護自身的壽命，在制水時會排放一定比例的廢水，會形成一定的浪費。而反滲透膜的特性又讓其透水率會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份額的關(guān)鍵影響因素。

　　目前，市場各凈水廠家的節(jié)水解決方案主要是通過改變反滲透膜的進水流道，采用部分廢水回流的系統(tǒng)設(shè)計，采用一級二段式過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

　　對于采用傳統(tǒng)反滲透膜的機器來講，通過改變水系統(tǒng)設(shè)計，將反滲透膜產(chǎn)生的廢水重新利用，通過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，這些機器的產(chǎn)水率均大于傳統(tǒng)的反滲透機器的1:3的產(chǎn)水率。

　　但廢水回流的系統(tǒng)設(shè)計對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，廢水回流必然會導(dǎo)致膜元件的壽命的損耗。北京石景山的自來水TDS約500～600ppm，采用傳統(tǒng)的反滲透機器再加廢水回流的話，其進膜的水質(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，會降低了膜元件的壽命，導(dǎo)致后期機器濾芯更換頻率增加，維護成本也相應(yīng)地增加。

　　一級二段式的過濾方式

　　所謂一級二段式的過濾方式，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后面一支膜，以提高整機的產(chǎn)水率。考慮到機器的尺寸及成本，一般只采用兩支反滲透膜串聯(lián)，來達(dá)到節(jié)水的目的，如Pentair Water PRF-RO純水機等。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，連接點增多，增大了漏水風(fēng)險，且機器尺寸偏大，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，必然需要減少廢水的排放。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，必須提高進膜前的水質(zhì)，以降低其結(jié)垢趨勢。一般有采用軟化樹脂、硅磷晶以及其他濾料來降低原水的硬度，減緩膜的結(jié)垢趨勢，同樣這些預(yù)處理濾芯有吸附飽和的問題，需定期更換，后期維護成本費用高。

　　反滲透膜元件流道的改進

　　采用反滲透膜元件流道改進技術(shù)方案的代表品牌A.O.史密斯。市場上傳統(tǒng)的反滲透膜的進水流道均是單側(cè)進水，一端進水一端出水，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)的膜元件進水方式，由一端進水變成兩端進水。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。兩端進水可有效提高膜表面的流速，同時大大提高了膜片的產(chǎn)水率。

　　圖1、傳統(tǒng)反滲透膜的進水流道

　　圖2、側(cè)流反滲透膜的進水流道

　　經(jīng)過試驗驗證，傳統(tǒng)的75G膜與Max3.0 75G側(cè)流膜，在相同的進水條件下，連續(xù)運行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度,降低了反滲透膜結(jié)晶的傾向,有效延長了膜的壽命和濾芯壽命,降低濾芯更換頻率,同時重磅提升凈水產(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杯純凈水的同時會浪費3杯廢水，A.O.史密斯應(yīng)用Max3.0側(cè)流專利技術(shù)的反滲透凈水機產(chǎn)水1杯純凈水時，只需排放1杯廢水。以每個成年人每天消耗8杯水，每杯200ml為例，使用側(cè)流專利技術(shù)的反滲透凈水機每人每天節(jié)約16杯水，一年5840杯，一個五口之家每天節(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，通過改變反滲透膜元件的進水流道以及減小進水格網(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、環(huán)保，有效的一種節(jié)水方案。但這種解決方案對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，還可以通過把反滲透的濃縮水全部利用起來，如直接通過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，以達(dá)到節(jié)水的目的。

　　隨著凈水機的日益普及，尤其是在當(dāng)今水危機極為嚴(yán)重的情況下，節(jié)水技術(shù)必然會成為反滲透凈水機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，通過對膜片表面進行親水改性，電荷嫁接，以達(dá)到低壓大通量，抗污染，耐氧化，高脫鹽率，長壽命的效果。另一方面是通過尋找新的工藝，改進膜元件的進水流道及進水格網(wǎng)和產(chǎn)水導(dǎo)布的布局，以提高膜元件的產(chǎn)水率。再加上開發(fā)新的防垢材料等，相信反滲透凈水機不會再浪費水資源很快將會實現(xiàn)。