反滲透純水機(jī)的改進(jìn)與發(fā)展方向（中）

顧久傳

反滲透純水機(jī)前處理的目的是把自來水進(jìn)行初次凈化，使之達(dá)到RO進(jìn)水水質(zhì)要求，保護(hù)RO膜，使RO正常運(yùn)行并延長其壽命。純水機(jī)前處理的改進(jìn)，主要是體現(xiàn)在以下幾方面：

1、過濾元件的改進(jìn)

（1）選用優(yōu)質(zhì)熔噴濾芯：

熔噴濾芯可濾除水中大于5～10μm以上的懸濁物顆粒，它的孔徑是不均勻的，各孔徑大小的數(shù)量呈正態(tài)分布，只是在5～10μm處呈最大值（峰值）。其細(xì)絲直徑及孔隙大小與熔液溫度、室內(nèi)空氣溫濕度、氣流大小及速度、接收距離等等多種因素有關(guān)。質(zhì)量好的熔噴濾芯從外到里，PP纖維細(xì)絲間孔隙逐漸從大變小，成漸進(jìn)密度結(jié)構(gòu)，濾除的懸濁物雜質(zhì)不僅在濾芯表面、在濾芯內(nèi)部也都有，濾芯納污量大，使用壽命長。但制造設(shè)備復(fù)雜昂貴，濾芯價格也貴。

筆者建議，能生產(chǎn)或進(jìn)口一些高檔的熔噴濾芯，供高檔凈水器使用，這樣，熔噴濾芯的使用壽命可以從目前的2～4個月，延長到半年～1年，以減少更換濾芯的頻率。

（2）使用陶瓷濾芯

熔噴濾芯雖然價格很便宜，但為一次性使用，可用陶瓷濾芯取代熔噴濾芯。雖然陶瓷濾芯價格比較貴，一次性投入比較大，但能反復(fù)清洗，使用壽命長得多，只要整機(jī)設(shè)計時注意便于濾芯裝拆，使用陶瓷濾芯取代熔噴濾芯是個不錯的選擇。

優(yōu)質(zhì)的陶瓷濾芯，采用的原料應(yīng)是優(yōu)質(zhì)的硅藻土，在隧道窯中燒制而成，手感重量很輕，吸水性很好，這樣的陶瓷濾芯質(zhì)量就好。質(zhì)量差的陶瓷濾芯，表面相對比較粗糙不均勻，硅藻土材料不純雜質(zhì)多，手感較重。即知，這是的緣故。另一個簡易方法是把水滴在陶瓷濾芯表面，應(yīng)很快吸入，陶瓷表面不留水珠，說明親水性好，孔隙率高。

（3）微濾-超濾雙膜法

有的凈水器生產(chǎn)企業(yè)，三級前處理采用中空纖維微濾-顆?；钚蕴?中空纖維超濾的模式，這種模式也是較好的組合。第一級采用帶加強(qiáng)支撐的PVDF中空微濾膜，濾除懸濁物、細(xì)菌，膜臟了可以拆下沖洗，不會折斷；第二級活性炭去除余氯、有機(jī)物、膠體、異味等；第三級PS中空超濾膜可以進(jìn)一步去除懸濁物、微生物、膠體等。這樣周密的預(yù)處理不但可以使RO膜的使用壽命更長，還可以提高純水的回收率。

2、吸附元件的選擇和改進(jìn)

（1）顆粒活性炭濾芯

活性炭去除余氯、吸附膠體及有機(jī)物、去除異味，保護(hù)反滲透膜，作用是很大的，其性能主要體現(xiàn)在去除COD的能力。去除COD的能力與純水機(jī)的流速和接觸時間設(shè)計相關(guān)。按JB/T2932“水處理設(shè)備技術(shù)條件”的標(biāo)準(zhǔn)，去除水中余氯（出水余氯<0.1mg/L）和有機(jī)物（出水CODMn<2mgO2/L）。據(jù)筆者計算，水在50G家用反滲透純水機(jī)進(jìn)水流量為40L/h，在顆?；钚蕴繛V芯（美式濾芯，炭柱直徑7cm，長21cm）中的流速為10.4m/h，但接觸時間僅1.2min。韓式濾芯的直徑小，流速更快，接觸時間更短。因此，有些凈水器采用多級活性炭濾芯串聯(lián)的方法來增加炭柱的長度，也就是增加水和活性炭的接觸時間。而廣東某凈水器廠（非反滲透純水機(jī)），則采用了四支顆?；钚蕴繛V芯串聯(lián)的方式來保證COD等的去除率。

對于純水機(jī)來講，不但所選的活性炭質(zhì)量一定要好，活性炭在筒體中還應(yīng)放滿塞緊（用手握濾芯上下甩動時不應(yīng)有響聲），這點在濾芯橫置或雖豎置但水流方向從下往上時尤為重要，否則部份水會不通過炭層而“短路”。此外，活性炭的粒度也很重要。粒度越細(xì)，表面積越大，吸附效果越好。但太細(xì)了，一方面會增大阻力降低流速，還容易漏炭流黑水?；钚蕴繌S出售的顆粒活性炭的粒度一般都是10～24目，實際上這是適合大型水處理設(shè)備用的，對家用凈水器不適合。因為家用凈水器炭柱短、水和炭的接觸時間短，所以對活性炭吸附速度和吸附容量的要求更高。家用凈水器應(yīng)該用更細(xì)的、粒度為20～40目的顆粒炭（家用凈水器廠用炭量少，活性炭廠興趣不大，所以市場上很少有賣）。

天然水和自來水中所含有機(jī)物種類繁多，水中各種有機(jī)物的分子量大小各異，而每種活性炭吸附有機(jī)物分子的大小、種類各有所長，所以，把幾種不同型號的、擅長吸附大分子有機(jī)物的活性炭和擅長吸附較小分子有機(jī)物的活性炭搭配混合使用，對去除水中各種有機(jī)物、全面凈化水質(zhì)是很有幫助的，有些高檔的凈水器即采用此方案。

使用活性炭濾芯要及時更換濾芯（衛(wèi)生部規(guī)定不得超過6個月）。有的活性炭濾芯采用載銀活性炭，可遏制細(xì)菌增長。但很多國產(chǎn)的載銀活性炭載的是氯化銀，氯化銀在水中的溶解度較大，開始時水中銀離子超標(biāo)，對人體有害，沒多久氯化銀溶解完了，也就沒有遏菌作用了。為避免這種狀況，應(yīng)該載碘化銀，碘化銀在水中的溶解度較小，但價格較貴。法國有一種載銀活性炭，據(jù)說是把金屬銀用真空等離子濺射的方法載入活性炭，性能很好，價格很貴。近年有采用載高價銀（Ag4O4，四氧化四銀）的活性炭新技術(shù)，銀的抗菌作可隨其化學(xué)價的升高而增強(qiáng)，即Ag3+>Ag2+>Ag+，遏制細(xì)菌增長并水中銀離子不超標(biāo)，已申請了發(fā)明專利。

（2）炭棒濾芯

常用的炭棒濾芯實際上有二類：擠壓活性炭棒濾芯（或稱“壓縮活性炭棒濾芯”）和燒結(jié)活性炭棒濾芯

擠壓活性炭棒濾芯是把活性炭粉和聚乙烯（PE）粉（作粘合劑用）按一定比例混合，放入料斗加熱，使聚乙烯（PE）粉熔融，并通過螺桿擠壓機(jī)擠出成型，故名“擠壓活性炭棒濾芯”或“壓縮活性炭棒濾芯”。由于PE是疏水性，凝固后它不透水也無微孔，還會阻塞活性炭的微孔，嚴(yán)重影響對有機(jī)物、膠體和異味的吸附能力及對余氯的去除能力。而且這類濾芯的透水性差、阻力大、水通量低。也就是說，這種濾芯的凈水性能差。但這類濾芯生產(chǎn)工藝簡單，生產(chǎn)成本低，價格很便宜，因此很多凈水器廠使用這類濾芯。

燒結(jié)活性炭棒濾芯是把活性炭粉和有機(jī)粘合劑、硅藻土等填料按比例混合均勻，拌勻后加水在模具中加工成型，脫模后放在窯中高溫?zé)?，把有機(jī)粘合劑炭化或燒成CO、CO？揮發(fā)跑掉，故名“燒結(jié)活性炭棒濾芯”。燒制成的濾芯孔徑可控、孔隙率大，親水性和透水性好、阻力小、水通量大。這類濾芯對有機(jī)物、膠體和異味的吸附能力及對余氯的去除能力強(qiáng)。也就是說，這種濾芯的凈水性能好。但這類濾芯生產(chǎn)工藝復(fù)雜，能耗大，生產(chǎn)成本高，價格比較貴，是擠壓活性炭棒濾芯的3～6倍。

當(dāng)然，優(yōu)質(zhì)的反滲透純水機(jī)應(yīng)該選用燒結(jié)活性炭棒濾芯。但除去外層塑料網(wǎng)和無紡布，就是黑黑的炭棒了，外表似乎差不多，如何區(qū)分這二類濾芯呢？方法很簡單，在炭棒上滴上一些水。由于聚乙烯是疏水性，它又堵塞了大量活性炭的微孔，因此擠壓活性炭棒濾芯吸水性差、吸水慢，會在濾芯表面形成水珠或水層；而燒結(jié)活性炭棒濾芯的親水性和吸水性好、吸水快，不會在濾芯表面形成水珠或水層。

同顆?；钚蕴恳粯樱堪魹V芯也是繁殖細(xì)菌的溫床。如何防止和遏制細(xì)菌的增長呢？除了制造炭棒的活性炭可以采用載銀活性炭外，有的把炭棒外包裹的無紡布采用載銀無紡布，它是采用浸染納米銀溶液技術(shù)，制成的“納米銀濾水無紡布”，可遏制細(xì)菌增長。

（3）活性炭纖維濾芯

活性炭纖維（ACF），原材料為粘膠基纖維或聚丙烯腈基纖維，纖維直徑約為10～20μm，微孔平均孔徑前者為17～26A，后者為10～20A?；钚蕴坷w維常制成厚1～5mm厚的氈，它的微孔比顆粒活性炭更多，比表面積更大（700～1600m2/g），吸附容量更大（高2～6倍），吸附速度更快，而且具有良好的再生性能，即吸附飽和后可以解吸，取出用熱水處理濾芯，把吸附的有機(jī)物、膠體洗下，脫附速度快，濾芯可重復(fù)使用，即濾芯的再生。但不足之處是價格較貴，生產(chǎn)企業(yè)也比較少。使用中也易繁殖細(xì)菌。此外，有些質(zhì)量差的活性炭纖維的吸附容量小，使用不久就容易飽和了，而進(jìn)行解吸再生或更換濾芯很麻煩。因此，目前使用活性炭纖維濾芯的還比較少。

3、美式濾芯和韓式濾芯

美式濾芯一般用在反滲透純水機(jī)的前三級預(yù)處理，美式濾芯的優(yōu)點在于，只換內(nèi)芯，外殼（濾筒）不換，符合節(jié)約和環(huán)保理念。此外，美式濾芯通常直徑較大，過濾和吸附的容量較大，濾芯使用壽命較長。但美式濾芯也有不足之處，安裝及更換濾芯比較麻煩，需要由專業(yè)人員更換，旋緊濾筒蓋要擰到恰到好處，擰得過松會導(dǎo)致漏水，而擰得過緊會造成“O”型圈變形甚至斷裂，也會造成漏水。

韓式濾芯為拋棄式濾芯。最早用于韓國快接式（又稱“接插式”）凈水器上，它的濾殼是用旋熔機(jī)熔封死的，不能拆卸，不能換內(nèi)芯或濾料，用后即拋棄，故又名“拋棄式濾芯”。韓式濾芯的優(yōu)點是裝拆非常方便，完全可以由用戶自已換濾芯，不需要專業(yè)人員上門服務(wù)，大大減輕經(jīng)銷商或維修店的服務(wù)的工作量。此外，有些韓式濾芯拆卸時不會漏水，甚至可以邊正常運(yùn)行產(chǎn)水，邊拆卸更換濾芯。當(dāng)然，韓式濾芯也有缺點，換濾芯時外殼也要拋棄，不符合節(jié)約和環(huán)保的理念。此外，韓式濾芯通常直徑較小，過濾和吸附的容量較小，濾芯使用壽命較短。

這二類濾芯各有優(yōu)缺點，都有采用。由于人工成本（上門服務(wù)費用）不斷升高，采用韓式濾芯的比例今后會升高。 （責(zé)編 連曉衛(wèi)）