文档介绍：反渗透净水机技术创新（1）作者：杜弘道
内容提示：针对传统家用反渗透净水机（纯水机）回收率低、废水量大浪费水资源，水源适应性差、适用面窄，压力贮水罐、活性炭存在二次污染风险，保护系统欠完善、存在安全隐患，“三化”水平低等问题进行深入地分析并提出以提高整体性能为目标的创新方案。
（一）、关于产水回收率
通常家用反渗透净水机回收率为15%- 30%，余下的大量浓水很多彼当做废水排放掉，造成水资源严重浪费，已成为阻碍行业发展的瓶颈，亟待解决。
按照反渗透系统水流量和物料平衡原理，在进水量和溶质含量不变的情况下，提高回收率则给水（浓水侧）量减少、溶质含量增高；反之则给水量增大、溶质含量减少。
当回收率为15%（注：透过产水的盐分忽略不计），回收率为20%；回收率为30%；回收率为40%；回收率为50%时给水被浓缩2倍；回收率为75%时给水被浓缩4倍。产水溶质含量也随给水浓缩度的增高而增高。
反渗透膜回收率、脱盐率是按照标准测试条件在产品出厂时就已经确定的。多数家用反渗透膜标准测试条件为：-、水温25℃、测试液(NaCl)浓度250㎎/L、%、回收率15%。（注：HY/T 068《饮用纯净水制备系统》环保标准规定：一级反渗透设备测试溶液的总含盐量（TDS）应小
150mg/L。比膜的标准测试条件要求更严）。照此条件，如果原水溶解性总固体（TDS）≤250㎎/L，其产水盐含量多数能够达到纯净水标准（电导率≤10μs/㎝），并能保证膜的长期安全运行。
反渗透装置的回收率受原水水质、膜的排列、给水流程长度等诸多因素影响。给水流程长回收率高；反之回收率低。工业反渗透装置一个膜壳可串联6支膜，由于膜数多、给水流程长，回收率达75%。由18支膜串联的多段反渗透装置回收率达90% ，已经到了极限。家用反渗透净水机通常只有一支膜，给水流程短，所以回收率低。
反渗透装置无论膜数多少、怎样排列，单膜回收率都不应大于标准回收率（低TDS、低污染指数SDI的原水可适当放宽），否则会影响产品水质和膜的使用寿命。
QB/T4144《家用和类似用途反渗透净水机》标准将回收率定为30%，是参照GB/T19249《反渗透水处理设备》标准按小型设备确定的。而该标准定义的小型设备是指日产水量≤100t的工业设备，与家用净水机在用途和产品结构上迥然不同。前者日产量以吨位计，反渗透装置膜数多，采用多段排列可轻易达到30%以上的回收率；后者日产量一般在几百升，多数为单膜配置，30%回收率已超过标准回收率一倍。如果原水TDS≥250㎎/L，多数不能达到纯净水标准要求。
回收率超过一定限度不仅影响到给水和产水溶质含量的增高，而且会出现渗透压增高、产水量减少，工作压力上升、进水量减少（水泵进水流量随着工作压力上升而减少），浓差极化加重、膜面结垢倾向加大，设备负荷加重、运行工况恶化等情况。如果没有切实可行的措施断然提高回收率，必然会造成以降低水质、减少设备使用寿命、增加能耗为代价的后果。
综上所述，如果家用反渗透净水机回收率超过限度将会对产水水质和膜的使用寿命产生不利影响；如果仅限于纯净水生产将大大缩小设备的适用范围。片面地追求纯度水中缺少人体需要的矿物质，不仅对改善饮水品质没有好处，而且对节能减排、节约用水、产品更新只会带来负面影响。显然，在提高净水机设计回收率的时候有必要对其技术性能和产水水质指标重新进行评估。
提高回收率是一个权衡利弊的系统工程。影响回收率的因素有原水水质、产水水质、水温、工作压力、泵膜配置、膜的排列、水流分配、水路阻力、冲洗方式、背压损失、预处理质量等。将这些相辅相成又相互制约的因素解决好了提高回收率就有希望。
我们应用多年来在饮用水深度净化、水处理设备研制、饮用水生产、特别是膜法脱盐调控技术生产实践中积累的经验，在提高家用反渗透净水机回收率方面主要措施有：①从安全性、健康性、舒适性综合考虑，合理确定产水纯度指标；②多模串联、浓水部分循环，以提高回收率；③加大横向流速、增强冲洗力度，以减小结垢頃向；④采用可调节装置替代废水比，优化运行参数；⑤提高冲洗和预处理质量；⑥改进水路减阻增流；⑦硬水阻垢等。
经过上千次试验，以提高家用反渗透净水机整体技性能为目标的技术创新好于预期效果。单膜净水机回收率由传统机的15-30%提高到45-60%，双膜、多膜机回收率可达60-70%，水、电、滤芯消耗量也相应降低。在水泵功率、滤料用量相同的条件下更新机比传统机产水量增加25-100%。通过物理调质将饮水矿物质含量控制在合理水平，改善了健康舒适性，天然矿物质含量稳定均衡，比人工添加好。