反滲透純水機(jī)的改進(jìn)與發(fā)展方向（上）

　　我國(guó)是凈水器包括反滲透純水機(jī)的生產(chǎn)大國(guó)，并大量出口到世界各地。反滲透純水機(jī)以其出水安全、衛(wèi)生、可口而深受消費(fèi)者喜愛和青睞。但我國(guó)很多企業(yè)生產(chǎn)的反滲透純水機(jī)還有不少值得改進(jìn)之處。本文將借鑒國(guó)內(nèi)外優(yōu)秀反滲透純水機(jī)的先進(jìn)理念和設(shè)計(jì)，闡述反滲透純水機(jī)的改進(jìn)與發(fā)展方向，對(duì)反滲透純水機(jī)生產(chǎn)企業(yè)研發(fā)新品、提高質(zhì)量提供參考意見和建議，為經(jīng)銷商及消費(fèi)者選擇反滲透純水機(jī)產(chǎn)品提供經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)。

　　一、零部件的簡(jiǎn)約

　　反滲透純水機(jī)的零部件多，接頭也多，又是帶泵耗電高壓運(yùn)行，很復(fù)雜，成本高，而且不可避免導(dǎo)致較高的故障率，零部件的簡(jiǎn)約不能理解為僅僅是降低生產(chǎn)成本，而更重要的是提高產(chǎn)品的性能、質(zhì)量和減少故障。

　　1、無泵

　　RO機(jī)不用泵的好處在于，不用電，節(jié)約了能源，安全性大大提高，沒有噪聲，同時(shí)也減少了接頭且降低了工作壓力，減少了漏水概率，降低了RO機(jī)生產(chǎn)成本和用戶制水運(yùn)行成本。較早提出無泵技術(shù)并付諸實(shí)施的是若干年前上海某企業(yè)，但效果并不理想，即使是新機(jī)，冬天水溫較低的時(shí)候出水也小得可憐，幾乎無法使用，并無多大實(shí)用價(jià)值。

　　隨著膜技術(shù)的發(fā)展，RO膜工作壓力會(huì)進(jìn)一步下降，但超過滲透壓加膜元件本身的阻力是底線，是不可突破的。此外，在現(xiàn)階段，有的產(chǎn)品采用多支大通量的RO膜，在自來水水壓下以膜的面積來?yè)Q取較大的水通量，但這樣的無泵RO機(jī)只適用于南方自來水TDS較低的地區(qū)。

　　據(jù)了解，目前行業(yè)中有浙江某凈水器生產(chǎn)企業(yè)已開發(fā)了一款采用普通RO膜，無泵無壓力罐的RO機(jī)，并申請(qǐng)了專利。由于三大件中少了二大件，低壓開關(guān)、高壓開關(guān)也都不需要了，RO機(jī)的成本大大降低。該機(jī)不用壓力罐，而采用無壓力的水箱，讓制成的純水慢慢流入水箱中。但如果是廚下式機(jī)型，則還是要用泵把制得的純水從水箱中壓出來，因此廚下式的機(jī)型并不是真正的無泵，只不過是把泵挪了個(gè)位置，從RO前挪到了RO后。但如是臺(tái)上式或掛壁式，可用龍頭讓水箱中的純水依靠本身重力流出。

　　2、壓力罐的改進(jìn)和無罐RO機(jī)

　　純水機(jī)配壓力罐旨在解決RO膜出水太慢的問題，在壓力罐的改進(jìn)上，如更換罐內(nèi)膠囊的材質(zhì)，把水罐換成可更換的塑料袋，或是采用大膜小罐，使純水不久貯，常制常用，再有就是把壓力罐外殼做成透明或半透明狀，以便看到罐中水位(水量)的壓力罐目前已有若干個(gè)企業(yè)在生產(chǎn)。有的廠家做得更徹底，不是大膜小罐，而是徹底取消了壓力罐，省去后置活性炭，不但降低了成本，也解決了細(xì)菌污染問題。大膜無罐似乎已經(jīng)成了RO機(jī)的趨勢(shì)和潮流，眾多廠家爭(zhēng)相推出此類產(chǎn)品。但不用壓力罐，讓水直接從RO膜出口處流出取用，就必須加大RO膜面積。我國(guó)輕工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QB/T4144-2010“家用和類似用途反滲透凈水機(jī)”(2011年4月1日實(shí)施)中規(guī)定：“5.4.1整機(jī)終端出水量：凈水機(jī)終端出水量應(yīng)不小于48L/h。”按此計(jì)算，如使用50G的RO膜，需要6支;或75GRO膜4支;或100GRO膜3支;或300GRO膜1支。此時(shí)取1L純水需要1.27min;取一杯水(400mL)則需要0.5min(30sec)，用戶勉強(qiáng)能承受。但這是在水溫25℃時(shí)的流速，如水溫低，則流速要降低，取水時(shí)間則要延長(zhǎng)。取消了壓力罐和后置活性炭后，純水隨制隨用，水質(zhì)會(huì)更好。由于使用較多的RO膜，雖少了壓力罐和后置活性炭，總的成本還是會(huì)提高一些。如要降低濃水比例，使用多支RO膜時(shí)可以采用一級(jí)多段設(shè)計(jì)。此外，無罐的RO機(jī)應(yīng)選用流量較大的泵。

　　在RO膜面積不增多的情況下要革除壓力罐，那就只好采用另外的儲(chǔ)水容器。前述浙江某著名凈水器生產(chǎn)企業(yè)新開發(fā)的凈水器也是無罐的，并代之以水箱來盛放制得的純水。江蘇某凈水器生產(chǎn)企業(yè)開發(fā)并大批量生產(chǎn)無壓力罐凈水器更早，并提出“無罐一身清”的理念，以此為賣點(diǎn)吸引用戶，RO出水流入稱之為“RO機(jī)伴侶”中的PE儲(chǔ)水袋中，該RO機(jī)伴侶放置在臺(tái)上，依靠重力自然出水，還有加熱罐，可出冷熱純水，PE儲(chǔ)水袋設(shè)計(jì)成可拆卸的，便于拆除和安裝，定期更換。

　　3、電氣元件集約化

　　元件的集約化，曾見過把進(jìn)水電磁閥和加壓隔膜泵集成的，有幾個(gè)泵廠試過，但不知什么原因，最后都不了了之。最近又有一家臺(tái)灣企業(yè)把RO機(jī)的高壓開關(guān)、低壓開關(guān)、進(jìn)水電磁閥三者集成在一起成為一個(gè)“三合一”元件，并據(jù)說今后還要把“濃水比例器(亦有稱“廢水比”)”、逆止閥等也集成在內(nèi)，組成“五合一”元件。但究竟實(shí)用價(jià)值如何?凈水器生產(chǎn)廠是否愿用?仍需要經(jīng)過實(shí)踐的檢驗(yàn)，需要經(jīng)過較大規(guī)模、較長(zhǎng)時(shí)間的試用和考驗(yàn)，和常規(guī)產(chǎn)品進(jìn)行故障率對(duì)比，才能最后得出結(jié)論。

　　二、濃水利用與減少

　　RO機(jī)是一個(gè)很好的分質(zhì)供水系統(tǒng)，如何把RO濃水全部利用起來，做到零排放?也有很多種方法。

　　一般的壓力罐中只有一個(gè)橡膠囊，現(xiàn)有公司生產(chǎn)的一種壓力罐，稱為“純濃水二合一儲(chǔ)水壓力罐”，橫躺著放，皮囊在壓力罐中部，左右二室分別為濃水室和純水室，濃水室的體積是純水室的二倍。二室都有出口，并分別用PE管接上鵝頸龍頭。分別用高壓開關(guān)自動(dòng)控制泵，任一室水滿了后，泵就自動(dòng)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。實(shí)際上是把二個(gè)壓力罐“合二為一”了。因此更緊湊了，占地面積更小了。有的是在墻上掛一個(gè)硬質(zhì)塑料水箱，水箱內(nèi)有一密閉的透明厚壁軟塑料袋。RO機(jī)產(chǎn)的純水進(jìn)入塑料袋內(nèi)，而濃水進(jìn)入塑料袋外的水箱內(nèi)，有二個(gè)龍頭分別把塑料袋內(nèi)的純水(飲用水)和水箱內(nèi)的濃水(洗用水)供用戶取用。用浮球閥自動(dòng)控制泵：無論塑料袋內(nèi)的純水還是水箱中的濃水滿了后，頂起浮球閥，通過自控系統(tǒng)，泵就會(huì)自動(dòng)停止運(yùn)轉(zhuǎn);水用去后，浮球閥跌落，通過自控系統(tǒng)，泵就會(huì)自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)制水。RO主機(jī)仍可放在廚下。這種方法還省卻了儲(chǔ)水壓力罐，降低了生產(chǎn)成本和售價(jià)。

　　另有人提出一種全新的方案，采用逆向思維，構(gòu)思了一個(gè)大膽奇特并切實(shí)可行的方案：它沒有純水壓力罐而設(shè)置濃水壓力罐，把濃水儲(chǔ)存于壓力罐中，并稱之為“凈化水”用作洗用水。采用大通量膜(或多支膜)，只要一開純水龍頭，通過自控系統(tǒng)，泵就會(huì)自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)制水，所產(chǎn)純凈水(供飲用)的水流量很大，無需壓力罐儲(chǔ)水而開機(jī)時(shí)可以直接取用純水。

　　提高純水產(chǎn)量是各品牌都努力提升的方向，主要有以下方式。

　　(1)“減少濃水量型”：減小濃水比例，或?qū)⒅萍兯瑫r(shí)出濃水改為“制純水時(shí)不出濃水，定時(shí)脈沖沖洗”。這二種方式實(shí)質(zhì)是一樣的，就是減少RO機(jī)濃水量，另一個(gè)特征是這些人仍然把RO濃水當(dāng)作“廢水”排放掉。不足之處是RO機(jī)出濃水的目的是為了不斷沖洗RO膜，并把前三道過濾后尚存于水中的懸濁物、膠體、有機(jī)物和鹽類等等通過濃水排放，保證RO正常工作和出水水質(zhì)。減少了濃水的量，必然加重RO膜及泵的負(fù)擔(dān)，縮短RO膜及泵的壽命，并影響RO出水水質(zhì)。而把RO濃水當(dāng)作“廢水”排掉，同樣是水資源的浪費(fèi)。

　　(2)“廢水循環(huán)利用型”：RO濃水返回進(jìn)水、注入自來水管中，與自來水混合參與循環(huán)制水或當(dāng)作生活用水使用。當(dāng)RO機(jī)不工作不制水時(shí)，此時(shí)無RO濃水。如使用生活用水龍頭，此時(shí)無RO濃水，龍頭中流出的全是自來水。當(dāng)RO機(jī)工作制水時(shí)，如同時(shí)使用生活用水龍頭，此時(shí)RO濃水混入自來水一同被作為生活用水利用。當(dāng)RO機(jī)工作制水時(shí)，不使用生活用水龍頭，此時(shí)RO濃水進(jìn)入RO機(jī)循環(huán)制水。不足之處是RO機(jī)工作制水同時(shí)使用生活用水龍頭，當(dāng)RO機(jī)制滿一桶水(12升水，約需1小時(shí)左右)的同時(shí)，使用生活用水龍頭1小時(shí)的概率極低，幾乎為零。這樣，RO機(jī)工作時(shí)一般處于情況濃水無法排出，被反復(fù)循環(huán)濃縮，RO膜內(nèi)水的TDS值很快超過RO膜工作的許可范圍，不但導(dǎo)致RO機(jī)的產(chǎn)水TDS值超標(biāo)，而且RO膜可能被堵塞，使用壽命短。進(jìn)水濃度不斷升高，滲透壓也不斷升高，泵也受不了，泵的使用壽命也受影響。

　　(3)“使用生活用水時(shí)制純水型”：RO濃水返回進(jìn)水、注入自來水管中，與自來水混合。與前一種方案不同的是：利用電氣程序控制，使用生活用水龍頭時(shí)，RO機(jī)開始工作制水。停止使用生活用水時(shí)，RO機(jī)停止工作。這種解決方式，不使用生活用水龍頭時(shí)，RO機(jī)不工作不制水。使用生活用水龍頭時(shí)，RO機(jī)開始工作制水，此時(shí)RO濃水混合入生活用水一同被利用。停止使用生活用水龍頭時(shí)，RO機(jī)停止工作。不足之處是使用生活用水龍頭時(shí)間不足，會(huì)造成沒有足夠的純水供飲用。由于家庭用水的特點(diǎn)是短時(shí)間多頻次，這將造成水泵的頻繁啟動(dòng)，嚴(yán)重影響水泵的使用壽命。

　　(4)“部分廢水循環(huán)利用型”： 該工藝的要點(diǎn)是把部分濃水排放掉，部分濃水回流到RO膜前。這樣，減少了濃水的排放量，增大了純水量/排放濃水量的比例。由于加大了進(jìn)RO膜的總進(jìn)水量(自來水+部份回流濃水)，增加了對(duì)RO膜的沖刷清洗力度，減小了濃差極化，使RO膜不易受膠體、有機(jī)物等污染，并輔之以其他手段(如磁化)防止難溶鹽類的結(jié)垢。據(jù)該凈水器企業(yè)稱，用此工藝可以使RO機(jī)出水之純水量：排放濃水量從普通RO機(jī)的1：3，提高到2：1，RO膜的壽命亦未見縮短。

　　(5)“改進(jìn)膜的性能”：對(duì)于企業(yè)本身是RO膜的生產(chǎn)企業(yè)，通過在膜上想辦法，改進(jìn)RO膜的性能，使RO機(jī)出水之純水量：濃水量從普通RO機(jī)的1：3，提高到3：2。

　　(責(zé)編 連小衛(wèi))