阻垢炭膜对反渗透纯水设备保护的应用
发表时间：2017-06-30 14:28:49
经过多年的发展，反渗透纯水技术因其过滤彻底，可有效去除水体中水垢、重金属、致病微生物等特性现已成为净水主流技术产品。然而反渗透纯水设备在高硬度水质地区，常常还存在故障率高、易堵膜等技术难题，产品的使用维护成本高、售后服务繁琐，这为经销商、消费者带来极大的麻烦。
究竟是什么原因造成上述的问题呢？长期以来行业都没有去深挖这个问题，经过近一年来我们对实地案例的分析，初步结论是水垢所引起。具体地,由于反渗透膜具有超高的过滤精度（0.0001微米），在反渗透设备工作时，需要通过压力推动高浓度水穿过细小的膜孔获取纯净水，当纯水机处于待机状态下RO膜里还有浓水保留，通过浸泡会在RO的表面形成水垢晶体，晶体较多时无法通过冲洗功能冲干净，长年累月造成堵膜和制水慢等问题。与之同时，水垢晶体生长于各个配件部件内，干扰了配件的正常工作，对配件造成破坏，从而产生较高的故障率。
特别地，水垢对个部件的影响包括：
进水电磁阀
1、水满关水死自来水，导致水满还有废水流；
2、水垢堵塞增加工作发热量，直接烧坏；
3、减少进水能量，导致水泵烧坏等几大问题；
水泵
1、增加水泵工作的噪音；
2、破坏水泵的密封性；
3、水垢严重导致水泵压力不够等。
RO反渗透膜
水垢对RO的直接影响是堵膜或制水慢。因为当纯水机处于待机状态下RO膜里还有浓水保留，通过浸泡会在RO的表面形成硬垢晶体，晶体较多时无法通过冲洗功能冲干净，长年累月造成堵膜和制水慢。
废水阀
水垢还会影响废水阀造成堵塞或废水阀不灵敏，出现废水关不死，无法制水的现象。
图一：阻垢反渗透净水设备结构单元
为此，我们开发了一种阻垢反渗透净水设备结构（图一），其主要具有前端过滤单元、过滤阻垢单元、RO反渗透膜单元、后置净化单元等四个部分。前端过滤单元高效过滤水体颗粒物、余氯等杂质；过滤阻垢单元可很大程度上过滤掉协助水垢产生的有机物、胶体等水垢协助生长因子；同时，通过对活性炭进行改性，使其具有催化功效，增高形成的水垢活化能，长效抑制水垢形成（图二），从而有效的保护RO反渗透膜及配件免受水垢破坏，延长反渗透膜寿命、降低设备故障率；RO反渗透膜单元高效滤除致病微生物、重金属等污染物；后置净化单元具有深度净化、调节口感等功效。
特别地，将本发明中的阻垢反渗透净水设备结构中RO反渗透膜浓缩水出水进行回接至前端过滤单元中，可对浓缩水进行再利用，从而获取微废水型/节水型反渗透纯水设备。由于采用了特殊的过滤阻垢单元，水垢被抑制生长，可有效避免高浓度、高硬度的浓缩水在各部件中产生水垢晶体而破坏零部件，此法有效的解决了当前微废水反渗透纯水设备故障率高、易堵膜、噪音大等问题。
为了验证上述结构的功效，在传统的反渗透净水设备的基础上构建阻垢反渗透净水设备（图三），其滤芯的排列结构依次为：PP棉、压缩活性炭、阻垢炭膜（惠州市银嘉环保科技有限公司生产）、RO反渗透膜、后置小T33。为了验证阻垢反渗透净水设备实地使用的功效，特组装普通型反渗透净水设备，其滤芯的排列结构依次为：PP棉、压缩活性炭、压缩活性炭、RO反渗透膜、后置小T33。 以上两种设备，采用同样的配件，例如压力桶、电磁阀、接头等。
图三：阻垢反渗透净水设备结构示意图
取阻垢反渗透净水设备、普通型反渗透净水设备分别3台，进行组队送往山东临沂、新疆库尔勒、广西柳州等三地进行实地测试6个月（182天）。测试结果如下，可以看到阻垢反渗透净水设备可以达到提升反渗透净水设备使用寿命、降低故障率。
表一：阻垢反渗透净水设备使用数据
设备名称 | RO膜情况 | 噪音情况 | 配件情况 | 水质情况 |
A1（阻垢型） | 160天堵膜 | 低 | 正常 | 山东临沂（TDS：1400，硬度：680） |
B1（普通型） | 27天堵膜 | 很高 | 电磁阀换3个 | |
A2（阻垢型） | 未堵膜 | 低 | 正常 | 新疆库尔勒（TDS：1100，硬度：570） |
B2（普通型） | 32天堵膜 | 高 | 电磁阀换2个 | |
A3（阻垢型） | 未堵膜 | 低 | 正常 | 广西柳州（TDS：900，硬度：720） |
B3（普通型） | 24天堵膜 | 高 | 电磁阀换2个 |
作者简介
刘洪均博士，河南大学天然药物与免疫工程重点实验室，黄河学者/教授，惠州市银嘉环保科技有限公司，创办人、技术总监，本科毕业南开大学，博士毕业于新加坡国立大学，环保健康领域知名专家，具有成功的技术产品产业化经验，在国际顶级学术杂志上发表了水平论文28篇；获国际国内专利17项，承担国家自然科学基金、国家中小企业创新基金、国家人社部基金、世界未来发展基金会基金等18项；参加各类国际研讨会14次，特邀报告6次；获世界未来基金会环境与可持续发展研究博士论文奖、第八届开封市十佳杰出青年等荣誉；发明的“纳镀抗菌”技术获“最具影响力净化技术奖”。
惠州市银嘉环保科技有限公司简介
惠州市银嘉环保科技有限公司是一家由海归博士团队创办，专注于净水核心技术与产品的研发、生产及销售的高科技净水企业，设有净水技术研发中心，并成为中山大学化学工程硕士实践基地、新加坡创新创业协会博士实习基地、水家电报“净水新技术研讨中心”；现主要提供阻垢炭膜滤芯、抗菌抑菌烧结炭棒滤芯、复合功能烧结炭棒滤芯等技术、产品与解决方案。获得国内外专利20余项，产品获得“广东省高新技术产品”和“最具影响力净化技术奖”，受到了国际媒体的广泛报道与赞许，包括新加坡联合早报、海峡时报、亚洲新闻台及惠州日报等。
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