反滲透概述

反滲透，也稱為超濾，代表了水處理領域的最先進技術。反滲透 (RO) 是在 1950 年代后期在美國政府資助下開發的，作為海水淡化的一種方法。今天，反滲透已成為最方便、最徹底的水過濾方法。大多數瓶裝水廠和許多在制造過程中需要超精制水的行業都使用它。這種先進的技術也可用于家庭和辦公室的飲用水過濾。

反滲透工作原理

要了解“反滲透”，最好從正常滲透開始。根據 Merriam-Webster 的大學詞典，滲透是“溶劑通過半透膜（如活細胞）進入更高溶質濃度的溶液的運動，該溶液傾向于使膜兩側的溶質濃度相等。半透膜是一種可以通過一些原子或分子但不能通過其他原子或分子的膜。Saran? wrap 是一種膜，但它對我們通常扔在它上面的幾乎所有東西都是不可滲透的。半透膜最常見的例子是GORE-TEX® 是另一種常見的半透膜。GORE-TEX® 織物含有極薄的塑料薄膜，其中切割了數十億個小孔。

在上圖中，膜允許水分子通過，但不允許鹽分子通過。理解滲透壓的一種方法是考慮膜兩側的水分子。他們在不斷地運動。在咸水一側，一些孔隙被鹽原子堵塞，但在純水一側則不會發生。因此，更多的水從純水側流向咸水側，因為純水側有更多的孔隙供水分子通過。咸一側的水會上升，直到發生以下兩種情況之一：

膜兩側的鹽濃度變得相同（在這種情況下不會發生，因為一側是純水，另一側是咸水）。

隨著咸水柱高度的升高，水壓也隨之升高，直至與滲透壓相等。那時，滲透將停止。

順便說一下，滲透是為什么喝咸水（如海水）會殺死你的原因。當您將鹽水放入胃中時，滲透壓開始從您的身體中抽出水分，以試圖稀釋胃中的鹽分。最終，你脫水并死亡。

在反滲透中，這個想法是使用膜作為一個非常精細的過濾器，從咸水（或其他污染的）水中制造出可飲用的水。將鹽水放在膜的一側并施加壓力以停止滲透過程，然后逆轉滲透過程。它通常需要很大的壓力并且相當慢，但它確實有效。

污染物去除

反滲透是一種非常有效的技術，可以去除飲用水中的污染物。

確定 RO 系統的大小

在確定 RO 系統的大小時，必須意識到制造商提供的有關系統性能的信息，并不是在您家中安裝系統時實際實現的信息。作為一個例子，讓我們通過一個例子來找出 RO 系統在以下條件下的實際輸出：

TDS = 200 ppm

水溫 = 5°C (41°F) 進水

壓力 = 45 psi

規定膜輸出 = 50 gpd

所有 RO 系統的輸出均在 25°C (77°F) 和特定壓力下進行測試，該壓力因制造商而異（在這種情況下，LUMINOR 將假設使用 FilmTech 膜，其額定系統壓力為 50 psi）。所有這三個參數（TDS、溫度和壓力）都會影響 RO 產生的水量。要回答這個問題，我們必須首先計算膜的溫度校正因子( TFC ) 最大日產量（以 GPD 為單位）。為此，我們需要參考下表并選擇 41°F 薄膜膜的 TFC，即 2.58?，F在我們將額定壓力( Pr ) 除以 TFC 得到 17.4 (45/2.58=17.4) 因此，在這些給定的水條件下， TFC 調整后的流量 （膜的最大產量）現在是 17.4 GPD，僅用于說明冷水。

現在我們將看看壓力方面，但首先我們必須考慮 TDS。為了使 RO 發揮作用，每 100 ppm TDS 需要 1 psi 的最低壓力。在這種情況下，需要 15 psi 的壓力才能迫使一滴水通過膜。這被稱為滲透壓( Π ) 并通過等式 ( Π = TDS/100 ) 計算。在這種情況下，滲透壓為 20 psi。接下來我們需要計算凈壓力額定值( Pr )，它是額定系統壓力( Ps ) 減去滲透壓 ( Pr = Ps - Π )。在這種情況下，凈壓力額定值為 30 psi (50-20)。我們還需要計算 凈工作壓力 ( Pn )，即應用壓力( Pa ) 減去滲透壓 ( Pn = Pa - Π )。在這種情況下，凈工作壓力為 25 psi (45-20)。

要計算預期產量，我們需要將溫度調整流量乘以凈工作壓力和凈壓力額定值的除法（TFC 調整流量 X (Pn/Pr)）。在這種情況下，凈預期流量將是總計 14.5 GPD (17.4 X (25/30))。因此，在這些條件下，該系統在 24 小時內可以產生的最大水量為 14.5 加侖，最終您必須確定這是否足夠。底線是要注意，系統的額定容量與您將從系統中獲得的實際水量相去甚遠。