认识逆渗透设备和原理

逆渗透原理

我们首先要了解的逆渗透是什么。
逆渗透在我们的日常生活中经常能用到,
在逆渗透设备中,
水经由半透膜从较低的浓度"游荡"至较高的浓度,
这个过程的进行时间很长,
直到所谓的渗透压达到平衡为止。
最典型的试验是利用一根玻璃管,
下方以一层薄膜封住,
玻璃管内则装了一些糖水,
然后将这根玻璃管浸入一个装了纯水的容器中。
接着水分子游荡通过薄膜,
于是我们看到了玻璃管内的水位上升了。
这个过程进行很长,
直到渗透进玻璃管的水分子数量和糖分子数量相当为止。
这个溶液就处于平衡的状态。
同样的过程我们在日常生活中,
也可看到实际的例子:
成熟的樱桃在下大雨后,
因水分渗透导致内部压力升高而爆开来。

经常看得到的一个例子:成熟的樱桃含有高糖分...



在豪大雨过后爆开来了,因为水分渗透以稀释糖分的浓度。


同样的平衡原理,
海水鱼不断的从细胞外流水分,
已达到和周遭海水的浓度平衡。
因此海水鱼必须不断的喝水以弥补水分的丧失。
淡水鱼所遭遇的问题则刚好相反,
不断的从浓度较低的淡水中汲取水分子,
以稀释体细胞较高浓度的溶液。
所以淡水鱼以非常稀释的尿液方式,
把大量多余的水分再排出体外。

海水鱼积极的喝水...


淡水鱼不喝水。


逆渗透设备

正如名称所言,
逆渗透就是把渗透反过来操作。
水分在压力的驱使下,
会顺着正常的方向推挤通过薄膜。
这些薄膜可以简单的想像成是孔细极细小的过滤器,
只容许纯水分子通过,
而其余的大部分物质则被阻挡下来。

逆渗透设备的核心:薄膜。



逆渗透设备示意图。


所获得的(渗透)纯水内,
比起原本的自来水含有非常少的残余物质。
碳酸硬度、总硬度以及有害物质,
例如磷酸、硝酸、农药、重金属以及微量元素,
将有 90-98% 遭到移除。
导电度明显的下降至原本的 10% 不到。

原本自来水的导电度有 482  µS/cm...


经逆渗透设备处理只剩 11.7 µS/cm。


透过相当容量的自来水,
我们就能制造出任何想要的水族缸水质来。
(渗透)纯水和(浓缩)剩水的比例为 1:4,
看起来非常的不划算,
但自来水费毕竟不高。
我们还可将剩余的废水用来和纯水进行调和。

透过逆渗透设备以现代化且无污染又简单的方式,
我们就能处理成最理想的水质。
适合所有观赏鱼和水草的个别水质,
都不需要昂贵的花费便能制造出来。

逆渗透设备的省水维护法

一个维护良好的逆渗透设备在使用水的时候,
有很大的一部份是用于薄膜的冲洗。
所有的厂商都建议定期要经常冲洗,
并将此视为维护逆渗透设备最重要的工作。

不过也有另外的方法,
能将原本极为重要的冲洗流程降至最低,
同时又不会伤害到昂贵的薄膜。

其实很简单:

1. 
在正常的使用设备以后,
我们多制造出一公升的(渗透)纯水,
并且以另一个容器来盛装。

2.
在这个容器的纯水中,
将渗透软管留下并加以固定,
以避免空气进入。
此一步骤非常重要,
请看图片中左侧烧杯的白色软管。

3.
我们将废水软管放置于正常的位置。
如果想要监控并测试整个流程的话,
也可仿效图片中的做法。

4.
现在将水源关闭,
并让软管停留不动。
然后渗透纯水将以反方向回流渗入薄膜模组,
并且升高浓缩侧的压力,
浓缩的水于是会流出,
直到逆渗透设备内部达到浓度平衡为止。

左侧烧杯中装的是纯水(16 µS/cm);右边是已稀释的浓缩的水(427 µS/cm)。



透过这个方法,
几乎不用担心会产生钙质沉积而导致阻塞。
为了更保险起见,
偶而还是要稍做冲洗,
以预防染污物质和其他的沉淀物累积在薄膜上。
不过这个冲洗过程仅需很短的时间。
最后我们省下了一大部份的冲洗用水,
而且很显然的,
这个方法几乎防止了薄膜的阻塞。

这个过程可透过导电度的测量,
很轻易的就了解整个变化情形。
在拍摄上图时,
我们的逆渗透设备测得的水质如下:

源水(自来水)535 µS/cm
渗透(纯水)16 µS/cm(左侧烧杯)
浓缩(废水)762 µS/cm
浓缩(废水)427 µS/cm(右侧烧杯,已和纯水稀释过)

我们用上述的这个方法已经约两年了,
没有发现任何的缺点,
并且以极为谨慎的态度做下纪录。
不过我们并不为读者任何的损失负责。

 
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