認識逆滲透設備和原理

逆滲透原理

我們首先要了解的逆滲透是甚麼。
逆滲透在我們的日常生活中經常能用到,
在逆滲透設備中,
水經由半透膜從較低的濃度"遊蕩"至較高的濃度,
這個過程的進行時間很長,
直到所謂的滲透壓達到平衡為止。
最典型的試驗是利用一根玻璃管,
下方以一層薄膜封住,
玻璃管內則裝了一些糖水,
然後將這根玻璃管浸入一個裝了純水的容器中。
接着水分子遊蕩通過薄膜,
於是我們看到了玻璃管內的水位上升了。
這個過程進行很長,
直到滲透進玻璃管的水分子數量和糖分子數量相當為止。
這個溶液就處於平衡的狀態。
同樣的過程我們在日常生活中,
也可看到實際的例子:
成熟的櫻桃在下大雨後,
因水分滲透導致內部壓力升高而爆開來。

經常看得到的一個例子:成熟的櫻桃含有高糖分...



在豪大雨過後爆開來了,因為水分滲透以稀釋糖分的濃度。


同樣的平衡原理,
海水魚不斷的從細胞外流水分,
已達到和周遭海水的濃度平衡。
因此海水魚必須不斷的喝水以彌補水分的喪失。
淡水魚所遭遇的問題則剛好相反,
不斷的從濃度較低的淡水中汲取水分子,
以稀釋體細胞較高濃度的溶液。
所以淡水魚以非常稀釋的尿液方式,
把大量多餘的水分再排出體外。

海水魚積極的喝水...


淡水魚不喝水。


逆滲透設備

正如名稱所言,
逆滲透就是把滲透反過來操作。
水分在壓力的驅使下,
會順着正常的方向推擠通過薄膜。
這些薄膜可以簡單的想像成是孔細極細小的過濾器,
只容許純水分子通過,
而其餘的大部分物質則被阻擋下來。

逆滲透設備的核心:薄膜。



逆滲透設備示意圖。


所獲得的(滲透)純水內,
比起原本的自來水含有非常少的殘餘物質。
碳酸硬度、總硬度以及有害物質,
例如磷酸、硝酸、農藥、重金屬以及微量元素,
將有 90-98% 遭到移除。
導電度明顯的下降至原本的 10% 不到。

原本自來水的導電度有 482  µS/cm...


經逆滲透設備處理只剩 11.7 µS/cm。


透過相當容量的自來水,
我們就能製造出任何想要的水族缸水質來。
(滲透)純水和(濃縮)剩水的比例為 1:4,
看起來非常的不划算,
但自來水費畢竟不高。
我們還可將剩餘的廢水用來和純水進行調和。

透過逆滲透設備以現代化且無汙染又簡單的方式,
我們就能處理成最理想的水質。
適合所有觀賞魚和水草的個別水質,
都不需要昂貴的花費便能製造出來。

逆滲透設備的省水維護法

一個維護良好的逆滲透設備在使用水的時候,
有很大的一部份是用於薄膜的沖洗。
所有的廠商都建議定期要經常沖洗,
並將此視為維護逆滲透設備最重要的工作。

不過也有另外的方法,
能將原本極為重要的沖洗流程降至最低,
同時又不會傷害到昂貴的薄膜。

其實很簡單:

1. 
在正常的使用設備以後,
我們多製造出一公升的(滲透)純水,
並且以另一個容器來盛裝。

2.
在這個容器的純水中,
將滲透軟管留下並加以固定,
以避免空氣進入。
此一步驟非常重要,
請看圖片中左側燒杯的白色軟管。

3.
我們將廢水軟管放置於正常的位置。
如果想要監控並測試整個流程的話,
也可仿效圖片中的做法。

4.
現在將水源關閉,
並讓軟管停留不動。
然後滲透純水將以反方向迴流滲入薄膜模組,
並且升高濃縮側的壓力,
濃縮的水於是會流出,
直到逆滲透設備內部達到濃度平衡為止。

左側燒杯中裝的是純水(16 µS/cm);右邊是已稀釋的濃縮的水(427 µS/cm)。



透過這個方法,
幾乎不用擔心會產生鈣質沉積而導致阻塞。
為了更保險起見,
偶而還是要稍做沖洗,
以預防染污物質和其他的沉澱物累積在薄膜上。
不過這個沖洗過程僅需很短的時間。
最後我們省下了一大部份的沖洗用水,
而且很顯然的,
這個方法幾乎防止了薄膜的阻塞。

這個過程可透過導電度的測量,
很輕易的就了解整個變化情形。
在拍攝上圖時,
我們的逆滲透設備測得的水質如下:

源水(自來水)535 µS/cm
滲透(純水)16 µS/cm(左側燒杯)
濃縮(廢水)762 µS/cm
濃縮(廢水)427 µS/cm(右側燒杯,已和純水稀釋過)

我們用上述的這個方法已經約兩年了,
沒有發現任何的缺點,
並且以極為謹慎的態度做下紀錄。
不過我們並不為讀者任何的損失負責。

 
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