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大膜无桶型反渗透净水机

A_hongyanxue A_hongyanxue(好居网用户) 3435天前 / 阅读 :

除了家电化的免安装型反渗透净水机外,大膜无桶型反渗透净水机(以下简称“大膜无桶机”)是反渗透净水机的另一个主要发展方向。相对于前者可随时移动、随处安放;后者则要固定地安装在管道上,主要安放在厨房内水槽下的柜内,因此又常被称为厨下式反渗透净水机。

【好居家电网】除了家电化的免安装型反渗透净水机外,大膜无桶型反渗透净水机(以下简称“大膜无桶机”)是反渗透净水机的另一个主要发展方向。相对于前者可随时移动、随处安放;后者则要固定地安装在管道上,主要安放在厨房内水槽下的柜内,因此又常被称为厨下式反渗透净水机。

近年来,大膜无桶机已成为反渗透净水机大家庭中炙手可热的一类。早在2013年年底,艾欧史密斯南京公司的展厅里就已出现了400G、600G、800G、1300G的大膜无桶机的身影;2014年6月的上海阿姆斯特丹水展,美的公司主推的反渗透净水机也是大膜无桶机;随后,海尔在山东青岛召开的新品发布会上,宣布采用美国陶氏化学最新推出的500G家用反渗透膜,推出500G大膜无桶机,并在2014年10月26日央视采访中展示了双龙头无废水型大膜无桶机,赢得了一片喝彩声。另一净水巨头沁园也在10月28日央视采访中展示了二款新研发的节水型大膜无桶机。随着海尔、沁园、美的、艾欧史密斯等几个大品牌的介入和推波助澜,大膜无桶机迅速成为反渗透净水机的主要发展方向之一,成为居民家用反渗透净水机的新宠。

本人1991年开始使用家用反渗透净水机,至今已有24年使用历史了;前20年用的是小膜(50G)有桶机,后4年用的是大膜无桶机,那么,就让我以一个资深用户的身份来谈谈大膜无桶机吧。

一、为什么要用大膜无桶机?

首先,要搞清楚家用反渗透净水机为什么要用压力储水桶?早期人们使用的反渗透净水机都是小膜(50G)有桶机,当时采用的家用反渗透膜一般是50G的,RO膜纯水出水很小,为什么不用大膜?因为早期的反渗透净水机用的人少,RO膜的产量也少,RO膜的成本很高,价格很贵,大膜的价格就更高了。而且,制造商认为每天50G饮用水对一个家庭来说完全足够了。

50G的反渗透膜出水很小,其产纯水量为50G/天,即7.88625L/h,换算一下,产1L纯水需要7.6min,如需接一杯400mL的水喝,接水的时间需要3min,这是常人所不能忍受的,也就是说,出水太慢。怎么办呢?前人想了一个办法,让水存放在压力储水桶内,需要用水的时候,打开出水龙头,实际上也就是打开压力储水桶阀门,水就从压力储水桶中喷涌而出。这就解决了RO膜出水太慢的问题。

但是其他问题又随之出现了,增加了压力储水桶,不光是增加了反渗透净水机的成本(膜、泵、桶是家用反渗透净水机材料中成本最大的三大件),更主要的是,压力储水桶中有橡胶囊,储纯水后特别是久储后会有橡胶味,于是,在压力储水桶之后、出水龙头前又加装了后置活性炭,以吸附去除水中的橡胶味,改善口感。但这样一来,又有问题了,关机时细菌从龙头处会慢慢进入后置活性炭滤芯,并在后置活性炭中大量繁殖,进而进入压力储水桶,在桶壁和橡胶囊壁上繁殖。一台新的反渗透净水机使用了三个月后,出水菌落总数就会超标,锯开压力储水桶,桶壁上全是一层粘乎乎的生物膜,这是细菌、细菌尸体、细菌分泌物等集聚而成的粘液,令人恶心。

据说,国外反渗透净水机每年都要换一个压力储水桶(我国压力储水桶轻工行业标准(报批稿)中规定的使用期限是二年),他们已经把压力储水桶视作如同滤芯一样的易耗品而定期更换。但这不符合国人的消费习惯以及国人节约、环保的优良传统。那么怎么办呢?

一个最简单不过的办法,去除橡胶囊,也就是去除压力储水桶,来个“釜底抽薪”,这样一来,后置活性炭也就失去了存在的必要。直接从反渗透膜出口接水,细菌也就无从增长。但这样做,问题似乎转了个圈,又转回了原点。但这时有一件事发生了重大变化,那就是二十年以来,由于反渗透膜的使用量和销量急速增大,以及生产工艺的改进,一方面,反渗透膜大大地降价了;另一方面,各种大通量的家用RO膜都有生产和供货,RO膜生产厂也越来越多(在我国,前道制膜厂已有18家,后道卷膜厂有数十家),使用大膜已经不是什么困难的事了。 [page]

就这样,大膜无桶机诞生了,并迅速发展了!

不用压力储水桶,让水直接从RO膜出口处流出取用,就必须加大RO膜面积。那么膜要用多大呢?中华人民共和国轻工行业标准QB/T4144-2010“家用和类似用途反渗透净水机”(2011年4月1日实施)中:“5.4.1整机终端出水量:反渗透净水机终端出水量应不小于48L/h。”按此计算,可折算成300G/天,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。此时取1L纯水需要1.27min;取一杯水(400mL)则需要0.5min(30sec),用户勉强能承受。但请注意这是在水温25℃时的流速,如水温低,则流速要降低,取水时间则要延长。特别是北方地区的冬天,自来水水温低,更是如此。因此南方地区的大膜无桶机的RO膜建议在400G以上,北方地区的大膜无桶机的RO膜建议在600G以上。

二、一个意想不到的收获——节水

业内人士都应该明白,家用及商用反渗透净水机是一个分质供水系统,进自来水(原水),出纯水(RO透过水,供饮用)和净水( RO浓缩水,供洗涤用)。反渗透净水机有五级过滤,它的浓缩水已通过前三道处理,没能经过后二道。我打个比方,一个人念了小学、初中、高中,但高中毕业后没有考进大学,就踏上了社会、参加了工作。他们的文化水平也许比不上大学毕业生、研究生,但总比连小学也没有上过的文盲要高得多吧!因此,反渗透的浓水是好水,水质总体上比自来水质量好,可用于洗涤用水。  

但为什么事实上目前多数情况下浓水没有被利用,而白白排放掉呢?一方面,固然是认识不清(也不知是谁给它起了个“废水”的“雅号”,废水嘛,当然就直接排放掉啰!),或者节水观念不强;另一方面,由于家用反渗透净水机的压力储水桶(配合高压开关),一次要连续制作较多的纯水,如6升,同时会连续产生大量的浓水,约为纯水的4倍,即24升,冬天就更多了。这样就很难储存。早年笔者是用管道把RO浓水通入洗衣机中,用来洗衣。即使这样,夏天由于每天洗澡洗衣尚可,到了冬天,几天不洗衣,洗衣机也盛不下了,只好取部分水冲马桶。

好,现在的大膜无桶机不用压力储水桶了,不需要连续制作较多的纯水,也不会连续产生大量的浓水。纯水是随用随制,浓水是随有随用。比如说我用电水壶烧水,制1.5升纯水,同时产生4倍即6升浓水,放在盆中就半盆水,用来淘米洗菜抹桌子,马上就用掉了;下次再做纯水,又马上用掉了。

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上右图是笔者家中的无废水、零排放的大膜无桶机,已使用了四年多时间。上左图是使用时情景:左边是净水(洗涤用水)龙头(特制的无阀芯常开龙头);中间那个大的是自来水龙头;右边是纯水(饮用水)龙头。打开纯水龙头,纯水与净水同时流出;关上纯水龙头,纯水与净水同时停止。当制满1.5L纯水(装满电水壶烧开水)时,关闭右边纯水龙头,反渗透净水机停止运转。左边正好接到半盆(冬季一盆)净水,用来淘米、洗菜、抹桌子。双龙头、零排放,充分体现家用反渗透净水机是“分质供水”的本质。

上图左1是海尔无废水、零排放的节水型大膜无桶反渗透净水机外形图。上图左2为它的双龙头。

上图左3是浙江沁园水处理科技股份有限公司开发的节水型大流量机型——400G家用大膜无桶反渗透净水机,该机增加了原水TDS检测,并根据原水水质自动选择运行模式,调整回收率。RO系统的回收率在50%~75%范围。采用双龙头,可做到无废水、零排放。

上图左4是浙江沁园水处理科技股份有限公司开发的大流量全回收型产品——400G家用大膜无桶反渗透净水机,采用内置常压水箱,收集浓缩水,利用微型泵供用户使用,无废水、零排放。

由北京极简科技发展有限公司生产的爱尼克斯牌INF8000S4-500型大膜无桶机的反渗透系统实际上是一级二段反渗透,第一段(400GRO膜)的浓水进入第二段(100GRO膜),起到了减少浓水量的作用。采用双龙头,可做到无废水、零排放。

上右图为爱尼克斯牌INF8000S4-500型反渗透净水机外观。上左图为打开盖后的结构

其净水工艺原理见下图:

图中:1:PP纤维滤芯,2:椰壳颗粒活性炭滤芯,3:压缩活性炭滤芯,4:400G反渗透膜元件,5:100G反渗透膜元件 [page]

三、大膜无桶机必须注意的问题

大膜无桶机已成为很多净水机制造企业下一步开发的重点目标,但其中有几点是必须注意的:

1、前处理必须加强

有些企业生产的大膜无桶机感到出水口感不好,在RO膜后面又加上了后置活性炭,这样一来,口感是好了,但出水细菌又超标了。我们看到,桶(瓶)装饮用纯净水都是在反渗透后出水直接灌装的,并没有什么后置活性炭,但为什么口感很好呢?问题出在什么地方呢?

RO膜从原先的50G增加到了500G,流量增大了十倍,但如果前处理没有改变,还是那几支十英寸的滤芯,水在滤芯中的流速快了十倍,水和活性炭接触的时间只有原来的1/10,水中的有机物、异味等等来不及吸附就过去了,口感怎么能好呢?所以大膜无桶机一定要加强前处理,把前处理的流速降下来,建议大膜无桶机的前处理采用20英寸大胖滤芯。

2、开机时要放掉一些“纯水”

大膜无桶机每次取纯水结束,关上纯水龙头,泵停止运转,在膜元件内RO膜面二端,一端是纯水,另一端是浓水,膜面二端的水质会逐渐趋向平衡,下次开机时,率先流出的并不是纯水,而是浓度较高的水(可用电导测试笔检测),口感当然也并不好,所以在打开纯水龙头时,先要放掉一些“纯水”。当然,一般用户是不明白这个道理的,就需要在整机设计时在电路、水路上考虑进去,让用户在纯水龙头放出来的一开始就是真正的纯水。

四、目前大膜无桶机的“瓶颈”在何处?

1、泵的研发

大膜无桶机当然需要与RO膜相匹配的大泵,目前常规的50G家用反渗透净水机用的泵已经很成熟,宁波强生、常州柏繁、无锡孚派、太仓邓元等国内泵厂生产的隔膜泵完全可以胜任。400G以上的大膜无桶机所需的大泵,国内虽然也能生产,也有产品供货(上述生产厂也有),但整机厂及用户的反映是大泵的噪声大、震动大、使用寿命短,需要泵厂在大泵的研发和产品质量上再下功夫、更上一层楼。

2、RO膜及整机成本

大膜在技术和质量上都不成问题。由于使用较大的RO膜,虽然少了压力储水桶和后置活性炭,但由于膜和泵大了,价格高了不少,整机总的成本还是会有所提高。这就要求膜厂进一步降低RO膜及大泵的生产成本和售价,以利于大膜无桶机的进一步大面积推广。