反渗透纯水机的改进与发展方向（上）

　　我国是净水器包括反渗透纯水机的生产大国，并大量出口到世界各地。反渗透纯水机以其出水安全、卫生、可口而深受消费者喜爱和青睐。但我国很多企业生产的反渗透纯水机还有不少值得改进之处。本文将借鉴国内外优秀反渗透纯水机的先进理念和设计，阐述反渗透纯水机的改进与发展方向，对反渗透纯水机生产企业研发新品、提高质量提供参考意见和建议，为经销商及消费者选择反渗透纯水机产品提供经验和知识。

　　一、零部件的简约

　　反渗透纯水机的零部件多，接头也多，又是带泵耗电高压运行，很复杂，成本高，而且不可避免导致较高的故障率，零部件的简约不能理解为仅仅是降低生产成本，而更重要的是提高产品的性能、质量和减少故障。

　　1、无泵

　　RO机不用泵的好处在于，不用电，节约了能源，安全性大大提高，没有噪声，同时也减少了接头且降低了工作压力，减少了漏水概率，降低了RO机生产成本和用户制水运行成本。较早提出无泵技术并付诸实施的是若干年前上海某企业，但效果并不理想，即使是新机，冬天水温较低的时候出水也小得可怜，几乎无法使用，并无多大实用价值。

　　随着膜技术的发展，RO膜工作压力会进一步下降，但超过渗透压加膜元件本身的阻力是底线，是不可突破的。此外，在现阶段，有的产品采用多支大通量的RO膜，在自来水水压下以膜的面积来换取较大的水通量，但这样的无泵RO机只适用于南方自来水TDS较低的地区。

　　据了解，目前行业中有浙江某净水器生产企业已开发了一款采用普通RO膜，无泵无压力罐的RO机，并申请了专利。由于三大件中少了二大件，低压开关、高压开关也都不需要了，RO机的成本大大降低。该机不用压力罐，而采用无压力的水箱，让制成的纯水慢慢流入水箱中。但如果是厨下式机型，则还是要用泵把制得的纯水从水箱中压出来，因此厨下式的机型并不是真正的无泵，只不过是把泵挪了个位置，从RO前挪到了RO后。但如是台上式或挂壁式，可用龙头让水箱中的纯水依靠本身重力流出。

　　2、压力罐的改进和无罐RO机

　　纯水机配压力罐旨在解决RO膜出水太慢的问题，在压力罐的改进上，如更换罐内胶囊的材质，把水罐换成可更换的塑料袋，或是采用大膜小罐，使纯水不久贮，常制常用，再有就是把压力罐外壳做成透明或半透明状，以便看到罐中水位(水量)的压力罐目前已有若干个企业在生产。有的厂家做得更彻底，不是大膜小罐，而是彻底取消了压力罐，省去后置活性炭，不但降低了成本，也解决了细菌污染问题。大膜无罐似乎已经成了RO机的趋势和潮流，众多厂家争相推出此类产品。但不用压力罐，让水直接从RO膜出口处流出取用，就必须加大RO膜面积。我国轻工行业标准QB/T4144-2010“家用和类似用途反渗透净水机”(2011年4月1日实施)中规定：“5.4.1整机终端出水量：净水机终端出水量应不小于48L/h。”按此计算，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。取消了压力罐和后置活性炭后，纯水随制随用，水质会更好。由于使用较多的RO膜，虽少了压力罐和后置活性炭，总的成本还是会提高一些。如要降低浓水比例，使用多支RO膜时可以采用一级多段设计。此外，无罐的RO机应选用流量较大的泵。

　　在RO膜面积不增多的情况下要革除压力罐，那就只好采用另外的储水容器。前述浙江某著名净水器生产企业新开发的净水器也是无罐的，并代之以水箱来盛放制得的纯水。江苏某净水器生产企业开发并大批量生产无压力罐净水器更早，并提出“无罐一身清”的理念，以此为卖点吸引用户，RO出水流入称之为“RO机伴侣”中的PE储水袋中，该RO机伴侣放置在台上，依靠重力自然出水，还有加热罐，可出冷热纯水，PE储水袋设计成可拆卸的，便于拆除和安装，定期更换。

　　3、电气元件集约化

　　元件的集约化，曾见过把进水电磁阀和加压隔膜泵集成的，有几个泵厂试过，但不知什么原因，最后都不了了之。最近又有一家台湾企业把RO机的高压开关、低压开关、进水电磁阀三者集成在一起成为一个“三合一”元件，并据说今后还要把“浓水比例器(亦有称“废水比”)”、逆止阀等也集成在内，组成“五合一”元件。但究竟实用价值如何?净水器生产厂是否愿用?仍需要经过实践的检验，需要经过较大规模、较长时间的试用和考验，和常规产品进行故障率对比，才能最后得出结论。

　　二、浓水利用与减少

　　RO机是一个很好的分质供水系统，如何把RO浓水全部利用起来，做到零排放?也有很多种方法。

　　一般的压力罐中只有一个橡胶囊，现有公司生产的一种压力罐，称为“纯浓水二合一储水压力罐”，横躺着放，皮囊在压力罐中部，左右二室分别为浓水室和纯水室，浓水室的体积是纯水室的二倍。二室都有出口，并分别用PE管接上鹅颈龙头。分别用高压开关自动控制泵，任一室水满了后，泵就自动停止运转。实际上是把二个压力罐“合二为一”了。因此更紧凑了，占地面积更小了。有的是在墙上挂一个硬质塑料水箱，水箱内有一密闭的透明厚壁软塑料袋。RO机产的纯水进入塑料袋内，而浓水进入塑料袋外的水箱内，有二个龙头分别把塑料袋内的纯水(饮用水)和水箱内的浓水(洗用水)供用户取用。用浮球阀自动控制泵：无论塑料袋内的纯水还是水箱中的浓水满了后，顶起浮球阀，通过自控系统，泵就会自动停止运转;水用去后，浮球阀跌落，通过自控系统，泵就会自动运转制水。RO主机仍可放在厨下。这种方法还省却了储水压力罐，降低了生产成本和售价。

　　另有人提出一种全新的方案，采用逆向思维，构思了一个大胆奇特并切实可行的方案：它没有纯水压力罐而设置浓水压力罐，把浓水储存于压力罐中，并称之为“净化水”用作洗用水。采用大通量膜(或多支膜)，只要一开纯水龙头，通过自控系统，泵就会自动运转制水，所产纯净水(供饮用)的水流量很大，无需压力罐储水而开机时可以直接取用纯水。

　　提高纯水产量是各品牌都努力提升的方向，主要有以下方式。

　　(1)“减少浓水量型”：减小浓水比例，或将制纯水同时出浓水改为“制纯水时不出浓水，定时脉冲冲洗”。这二种方式实质是一样的，就是减少RO机浓水量，另一个特征是这些人仍然把RO浓水当作“废水”排放掉。不足之处是RO机出浓水的目的是为了不断冲洗RO膜，并把前三道过滤后尚存于水中的悬浊物、胶体、有机物和盐类等等通过浓水排放，保证RO正常工作和出水水质。减少了浓水的量，必然加重RO膜及泵的负担，缩短RO膜及泵的寿命，并影响RO出水水质。而把RO浓水当作“废水”排掉，同样是水资源的浪费。

　　(2)“废水循环利用型”：RO浓水返回进水、注入自来水管中，与自来水混合参与循环制水或当作生活用水使用。当RO机不工作不制水时，此时无RO浓水。如使用生活用水龙头，此时无RO浓水，龙头中流出的全是自来水。当RO机工作制水时，如同时使用生活用水龙头，此时RO浓水混入自来水一同被作为生活用水利用。当RO机工作制水时，不使用生活用水龙头，此时RO浓水进入RO机循环制水。不足之处是RO机工作制水同时使用生活用水龙头，当RO机制满一桶水(12升水，约需1小时左右)的同时，使用生活用水龙头1小时的概率极低，几乎为零。这样，RO机工作时一般处于情况浓水无法排出，被反复循环浓缩，RO膜内水的TDS值很快超过RO膜工作的许可范围，不但导致RO机的产水TDS值超标，而且RO膜可能被堵塞，使用寿命短。进水浓度不断升高，渗透压也不断升高，泵也受不了，泵的使用寿命也受影响。

　　(3)“使用生活用水时制纯水型”：RO浓水返回进水、注入自来水管中，与自来水混合。与前一种方案不同的是：利用电气程序控制，使用生活用水龙头时，RO机开始工作制水。停止使用生活用水时，RO机停止工作。这种解决方式，不使用生活用水龙头时，RO机不工作不制水。使用生活用水龙头时，RO机开始工作制水，此时RO浓水混合入生活用水一同被利用。停止使用生活用水龙头时，RO机停止工作。不足之处是使用生活用水龙头时间不足，会造成没有足够的纯水供饮用。由于家庭用水的特点是短时间多频次，这将造成水泵的频繁启动，严重影响水泵的使用寿命。

　　(4)“部分废水循环利用型”： 该工艺的要点是把部分浓水排放掉，部分浓水回流到RO膜前。这样，减少了浓水的排放量，增大了纯水量/排放浓水量的比例。由于加大了进RO膜的总进水量(自来水+部份回流浓水)，增加了对RO膜的冲刷清洗力度，减小了浓差极化，使RO膜不易受胶体、有机物等污染，并辅之以其他手段(如磁化)防止难溶盐类的结垢。据该净水器企业称，用此工艺可以使RO机出水之纯水量：排放浓水量从普通RO机的1：3，提高到2：1，RO膜的寿命亦未见缩短。

　　(5)“改进膜的性能”：对于企业本身是RO膜的生产企业，通过在膜上想办法，改进RO膜的性能，使RO机出水之纯水量：浓水量从普通RO机的1：3，提高到3：2。

　　(责编 连小卫)