從過濾原理分析實(shí)驗(yàn)室超純水機(jī)選購及使用中的誤區(qū)

錯(cuò)流過濾的原理

       RO，NF，UF分離技術(shù)均采用特定的膜，在一定的工作壓力下，去除或濃縮進(jìn)水或流體中的物質(zhì)，其過濾原理為錯(cuò)流過濾。錯(cuò)流過濾有別于傳統(tǒng)過濾，基于不同的流體力學(xué)原理，這是它的一大優(yōu)勢(shì)。通過錯(cuò)流過濾，進(jìn)水被分成兩個(gè)部分：產(chǎn)水和濃水。在不同的應(yīng)用中，可根據(jù)用戶的需要，獲得產(chǎn)水或濃水。

       如下圖所示，錯(cuò)流過濾中，進(jìn)水流經(jīng)膜表面時(shí)，一部分透過膜，成為產(chǎn)水，而另一部分則沿膜表面平行流動(dòng)，成為濃水。錯(cuò)流過濾系統(tǒng)不同于傳統(tǒng)的死端過濾，進(jìn)水并非僅沿著透過濾層的方向流動(dòng)，而是沿濾層平行方向流動(dòng)。

錯(cuò)流過濾的優(yōu)點(diǎn)

       膜截留下來的物質(zhì)被流體（濃水）不斷沖走，這在一定程度上相當(dāng)于膜表面被連續(xù)地清洗，這樣就延長了膜的使用壽命，并降低了維護(hù)和清潔的費(fèi)用。相反，傳統(tǒng)過濾中被截留的物質(zhì)累積在過濾介質(zhì)上，必須定期清洗更換介質(zhì)，這明顯不經(jīng)濟(jì)，也不利于環(huán)保。

錯(cuò)流過濾的特點(diǎn)

• 進(jìn)水及濃水方向沿濾層平行方向流動(dòng)，為保證膜截留下來的物質(zhì)被流體（濃水）不斷沖走，濃水流量必須大于一定的值，才能保證濾膜表面的干凈，延長濾膜使用壽命。
• RO反滲透濾膜可過濾鹽，勢(shì)必導(dǎo)致濃水和產(chǎn)水含鹽量濃度差異巨大，這樣濃水中的水要進(jìn)入產(chǎn)水中必須克服滲透壓，因此錯(cuò)流過濾的過濾壓力一般較大，而且相同給水水質(zhì)條件下，工作壓力越高的反滲透膜一般脫鹽率越高，水質(zhì)越好。
• 從錯(cuò)流過濾原理圖可知，原水中的截留物質(zhì)（如反滲透濾膜中的鹽）在濾膜表面被截留，因此濾膜表面截留物濃度最高，離膜表面距離越遠(yuǎn)，相對(duì)截留物濃度低一些，從而形成濃差極化，導(dǎo)致實(shí)際的產(chǎn)水通量和脫鹽率低于理論估算值。因此必須濃差極化因子必須小于一定的值，也即是系統(tǒng)回收率必須小于一定的值，以減小濃差極化對(duì)水質(zhì)、水量的影響。
• 從上述三個(gè)特點(diǎn)可用看出，錯(cuò)流過濾（RO反滲透過濾）無論是濾膜的使用壽命，還是濾膜產(chǎn)水水質(zhì)、水量，皆與濾膜工作壓力與系統(tǒng)流量有很大關(guān)系。濾膜工作壓力與流量又受到原水水質(zhì)（原水水質(zhì)不同系統(tǒng)滲透壓也不同）、原水水溫、回收率、成品水水質(zhì)要求、濾膜自身品質(zhì)與污損情況等因素的影響而非一成不變。
• 錯(cuò)流過濾截留的物質(zhì)（如反滲透濾膜截留的鹽）全部進(jìn)入濃水中，濃水的流量一定小于進(jìn)水的流量，因此濃水截留物濃度值一定高于進(jìn)水，對(duì)于有難溶鹽析出的離子結(jié)垢傾向會(huì)加劇。為防止?jié)馑杏须y溶鹽晶體析出污染濾膜，必須在原水（即進(jìn)水）中添加阻垢劑阻止污垢形成，或通過離子交換法置換出原水中的結(jié)垢離子。

       以自來水為原水的實(shí)驗(yàn)室超純水機(jī)，其制取純水的工藝一般為反滲透過濾，屬于錯(cuò)流過濾的一種，具備上述錯(cuò)有過濾所有的優(yōu)特點(diǎn)。但由于客戶對(duì)錯(cuò)流過濾不甚了解，導(dǎo)致選購或使用實(shí)驗(yàn)室超純水機(jī)的過程中容易出現(xiàn)一些誤區(qū)。

實(shí)驗(yàn)室超純水機(jī)選購誤區(qū)

• 盲目夸大超純水機(jī)回收率。　　
         實(shí)驗(yàn)室超純水機(jī)銷售商為提高產(chǎn)品銷量、增加賣點(diǎn)，對(duì)不知情的客戶夸大產(chǎn)品回收率，以示實(shí)驗(yàn)室超純水機(jī)節(jié)約原水。其實(shí)，對(duì)反滲透純水型實(shí)驗(yàn)室超純水機(jī)的回收率并非隨意設(shè)定，必須考慮產(chǎn)水水質(zhì)和水量，以及反滲透濾膜的長期使用壽命。一般來說對(duì)單支反滲透膜元件的實(shí)驗(yàn)室超純水機(jī)來說，從經(jīng)濟(jì)和水質(zhì)權(quán)衡考慮，回收率控制在30%左右為宜。
• 選購離子交換軟化濾芯預(yù)處理型實(shí)驗(yàn)室超純水機(jī)，又不及時(shí)更換濾芯耗材。　　
         通過錯(cuò)流過濾的第五個(gè)特點(diǎn)可以看出，反滲透純水型實(shí)驗(yàn)室超純水機(jī)必須對(duì)原水進(jìn)行防垢處理。當(dāng)前市面上的實(shí)驗(yàn)室超純水機(jī)大多數(shù)使用離子交換軟化濾芯置換原水中的結(jié)垢離子（鈣、鎂等），軟化濾芯的尺寸主要有10英寸或20英寸兩種規(guī)格，尺寸為Φ70×250mm或Φ70×500mm，其裝填離子交換樹脂的容量約為1升或2升。按濾芯內(nèi)裝填目前國內(nèi)品質(zhì)比較優(yōu)異綠寶732樹脂工作交換容量800~1000mmol/L計(jì)算，原水硬度假設(shè)為南方水質(zhì)較優(yōu)自來水約2mmol/L，則濾芯過濾水量為[(800~1000)×1]/2=400~500升原水或[(800~1000)×2]/2=800~1000升原水。假設(shè)實(shí)驗(yàn)室超純水機(jī)回收率為30%，則每制取約150升或300升純水即需更換軟化濾芯，考慮到反滲透膜可以容忍約0.3mmol/L的原水硬度，純水制取量最多也只能達(dá)到約200升（10英寸濾芯）或400升（20英寸濾芯）。
  　　因此客戶在選購實(shí)驗(yàn)室超純水機(jī)產(chǎn)品時(shí)，最好不要選購離子交換軟化濾芯預(yù)處理型實(shí)驗(yàn)室超純水機(jī)，即使要選購也一定要及時(shí)更換軟化濾芯。（注：濟(jì)南太平瑪環(huán)保設(shè)備有限公司第二代全系列實(shí)驗(yàn)室超純水機(jī)產(chǎn)品，全面采用活性復(fù)合濾芯替代離子交換軟化濾芯，使用壽命可達(dá)1年以上，有效保護(hù)后級(jí)反滲透濾膜。）
• 實(shí)驗(yàn)室超純水機(jī)產(chǎn)水水質(zhì)、水量相同就是同質(zhì)化的產(chǎn)品，購買決定性的因素便是價(jià)格。
  　　一般客戶對(duì)實(shí)驗(yàn)室超純水機(jī)不甚了解，選購實(shí)驗(yàn)室超純水機(jī)產(chǎn)品時(shí)往往僅了解實(shí)驗(yàn)室超純水機(jī)每小時(shí)可以產(chǎn)多少升水，產(chǎn)水水質(zhì)可以達(dá)到多少。其實(shí)，通過上述反滲透純水型實(shí)驗(yàn)室超純水機(jī)過濾原理及特點(diǎn)的分析，用戶可以知道，實(shí)驗(yàn)室超純水機(jī)初期產(chǎn)水水質(zhì)、水量與長期穩(wěn)定產(chǎn)水水質(zhì)、水量完全是兩回事，一臺(tái)優(yōu)秀的實(shí)驗(yàn)室超純水機(jī)必須工作在最佳運(yùn)行參數(shù)條件下（包括運(yùn)行壓力、流量、回收率等），才能持續(xù)不斷的產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的超純水。而所謂最佳運(yùn)行參數(shù)也并非一成不變，具備系統(tǒng)運(yùn)行壓力、流量、回收率調(diào)節(jié)功能的實(shí)驗(yàn)室超純水機(jī)（如太平瑪U(kuò)ltimate系列實(shí)驗(yàn)室超純水機(jī)），才能適應(yīng)不同工況，工作在最佳運(yùn)行參數(shù)條件下，以持續(xù)產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的實(shí)驗(yàn)室超純水機(jī)。

實(shí)驗(yàn)室超純水機(jī)使用誤區(qū)

• 預(yù)處理濾芯如PP過濾芯沖洗后又繼續(xù)使用。
  　　預(yù)處理PP濾芯過濾原理為典型的傳統(tǒng)過濾方式，過濾掉的雜質(zhì)全部被截留在濾芯上。由于濾芯濾層厚度大概有20mm，過濾雜質(zhì)被截留在濾層中，沖洗濾芯僅僅能夠清除濾芯表面雜質(zhì)，濾層內(nèi)部的雜質(zhì)無法清除，再次使用這種濾芯過濾效果會(huì)大打折扣，而且還會(huì)增加預(yù)處理壓降，甚至導(dǎo)致后級(jí)反滲透供水不足。
• 超純水機(jī)耗材更換周期固定不變。
  　　經(jīng)常有客戶問這樣的問題：“你們生產(chǎn)的實(shí)驗(yàn)室超純水機(jī)耗材可以使用多久？”而客戶想要得到的答案往往是越久越好，最好是不需要更換耗材。也正是基于這樣的考慮，某些品牌超純水機(jī)銷售人員會(huì)夸大耗材使用壽命，以博取客戶的選擇。其實(shí)，通過上述過濾原理可知，原水水質(zhì)、產(chǎn)水量、設(shè)備工況等因素皆會(huì)影響耗材使用壽命，只有通過科學(xué)的計(jì)算，才能大概算出耗材可以過濾多少水。沒有固定不變的耗材更換周期。
• 為了節(jié)約水盲目提高系統(tǒng)回收率。
  　　像太平瑪U(kuò)ltimate實(shí)驗(yàn)室超純水機(jī)那樣可調(diào)節(jié)系統(tǒng)回收率的超純水機(jī)，必須根據(jù)原水水質(zhì)、純水水質(zhì)要求、反滲透膜工況，嚴(yán)格按照廠家建議值設(shè)定系統(tǒng)回收率，以保證設(shè)備處于最佳工況。客戶不可為了節(jié)約原水，提高系統(tǒng)回收率，這樣會(huì)降低純水水質(zhì)，減少反滲透膜使用壽命，得不償失。