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技術Q&A

RO技術

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如何避免RO系統因壓差太大而損壞膜元件?

1.應避免壓差超過膜元件的負荷限制,即使是在短時間內,每根膜元件15psi或每支管殼50psi

2.上述情形極有可能在啟動初期發生,尤其要特別注意應避免系統啟動時產生水鎚(water hammer)現象。

3.高壓泵浦啟動前應先將管殼內空氣排除。

4.避免RO系統結垢(Scaling)或污堵(Fouling)過於嚴重。

 

為什麼逆滲透膜的去除率低於一定值之後,就要更換?

首先,我們需要先說明一下逆滲透膜的去除率計算值(salt rejection rate)代表了什麼

    逆滲透(Reverse Osmosis)是目前水質純化主流技術之一,其特色在於利用濾膜來去除大於孔隙度的水中四大類污染物:1.無機物、2.有機物、3.顆粒/膠質、4.微生物,並具有一視同仁的去除能力。

    然後測量逆滲透膜組(module)進/出水電導率之後,可以計算出去除百分率(rejection%)數值,作為逆滲透膜去除水中污染物的效能指標。

    一般而言,逆滲透膜的去除率在全新安裝時約在98%左右,在良好保養與正確用水條件下,可以維持較久較佳的效能;但無論如何在使用及年之後,逆滲透膜的去除百分率會逐漸降低,我們強烈建議當去除百分率降到低於96%時,應更換逆滲透膜,主要原因說明如下:

    以狀況為98%去除率的逆滲透膜組為例,會有2%的原水雜質會通過(滲透率)逆滲透膜,進入到下游的接續處理,而當去除率降為94%時,穿過逆滲透膜的污染雜質已增為原先的3倍(2% 的滲透率→ 6%滲透率),這對超純水系統來說,會是嚴重的失控。

 

RO膜能否應用無PUMP的RO機?!

只要知道RO膜在低壓力操作下的性能(2-4Kg/cm2,30-60psi) 即可作適當的設計。
ASPRING 50 GD及70 GD在低壓力操作之性能

壓力\性能

ASPRING 50GD

ASPRING 75 GD

產水量 濾除率 廢水比 產水量 濾除率 廢水比
1 Kg/cm2(14.7 psi) 16 GD 95.50% 126 25 GD 95.50% 196
2 Kg/cm2(29 psi) 30 GD 97.00% 230 45 GD 97.00% 340
3 Kg/cm2(44 psi) 44 GD 98.00% 340 67 GD 98.00% 520
4 Kg/cm2(59 psi) 58 GD 99.00% 450 100 GD 99.00% 780

ASPRING系列RO膜於1 Kg/cm2(14.7 psi)的低壓下即有95.5%的濾除率,可用於不帶泵的RO機。

 

R.O逆滲透是什麼原理?

R.O逆滲透是利用半透膜(R.O膜)以水壓(或泵浦加壓),使水由高濃度的一方,滲透至較低濃度的一方,讓溶於水中的雜質--有機鹽類和微生物(菌類)及重金屬,被孔徑僅為大腸菌五千分之一左右的薄膜阻隔,濃縮後經癈水管排出;另一管僅能通過水分子結構(H2O)與微量離子成為純水,此即R.O逆滲透原理。

R.O逆滲透的發現與由來?

在一九五O年代美國科學家Dr. S. Sourirajan 有一回無意中發現到海鷗在海面上飛行時,從海面上啜起一大口海水,隔了幾秒鐘後又吐出一小口的海水,而產生很大的疑問,只因陸地上有肺部呼吸之動物,絕對無法飲用高鹽份的海水,為了解開這一道謎,經由解剖研究,才發現到上帝造物之妙,原來在海鷗的體中內有一層薄膜,該薄膜非常之精密,海水經由海鷗吸入體內後加壓,再經由壓力作用將水分子(H2O)貫穿滲透過薄膜轉化為淡水,而含有雜質及高濃度鹽份的海水則吐出嘴外,此即往後逆滲透法(Reverse Osmosis,簡稱R.O)的基本理論架構;並在一九五三年由University of Florida 應用於海水淡化去除鹽份設備。接著在一九六O年代,經美國聯邦政府專案支助美國U.C.L.A大學醫學院教授Dr. S. Sidney Lode配合Dr. S. Sourirajan博士著手研究逆滲透膜,一年約投入四億美元經費研究,以運用於太空人使用,使太空船不用載運大量的飲用水升空,直到一九六O年代後投入研究工作的學者、專家愈來愈多,也因此造就了質與量的更加精進,解決了人類日趨嚴重之飲水污染問題,難怪Fritsh博士說:研究發明逆滲透膜等於是對人類的一大貢獻,甚至於獲得諾貝爾發明獎亦當之無愧。

何謂"純水機"?

純水製造機亦可簡稱為造水機,它是由一個水管進水(原水),二個水管出水(排水),其中一管為濃縮高雜質的污水必須排掉,另一管為純淨無雜質污染的”純水”供人類飲用,這一管純淨的水裡面完全無菌(大腸菌、黴菌、濾過性病毒.....)亦無化合物(氯、螢光劑、殘餘殺蟲劑、農藥....),家庭廢水及重金屬污染(銅、汞、鉻、鋅、鉛、鎘、砷....),而能讓您直接”生飲”水質甘醇甜美,再目前來說絕對安全,最高科技的”生飲機”。

RO系統為什麼要記錄初始時的運行資料?

答:在運行過程當中,系統的運行條件,如壓力、溫度、系統回收率和給水濃度可能有變化而引起產品水流量和品質的改變,為了有效地評價系統的性能,需要在相同的條件下比較產品水流量和質量數據,因為不可能總是在相同條件下獲得這些資料,因此需要將實際運行狀況下的RO性能資料按照恒定的運行條件進行“標準化”,以便評價RO膜的性能。標準化包括產品水流量的“標準化”和鹽透過率的“標準化”。

      如果系統運行條件與初始運行時相同,現在理論上所能達到的流量,稱標準化的流量。

      如果系統運行條件與初始運行時相同,現在理論上所能達到的脫鹽率稱標準化的脫鹽率。

      從上述定義可以知道,標準化的參考點是以初始運行時(穩定運行或經過24h)的運行資料,或者由逆滲透膜元件製造廠商的標準參數做參考,此時逆滲透膜基本上沒有受到任何污染,今後要判斷逆滲透是否存在污染以及是否需要清洗,都需要以初始運行時的資料來判斷,因此,初始運行時的資料尤其重要,必須進行記錄。

如何控制純水系統的微生物?

  1. 在貯水槽中、管線中,純水水質越高越好。
  2. 耗材要定時更換【因為耗材是純水系統中提供微生物孳生所需之表面積(界面),通常耗材表面積佔整體表面積90%以上】。
    • 注意一:通常10μ以下之各種filter及membrane都能捕捉微生物,但無法殺死所以可能會導致微生物氾濫,影響下游。
    • 注意二:無管殼耗材通常可免除管殼上殘留微生物污染問題,所以比較適合高品質用水者。
  3. 系統運轉時間要久, 4小時/天以上,並且最好具備內部清洗(Flush)、消毒,循環等功能。
  4. Sensor功能要正常並準確,最好能定期做校驗。
  5. 系統使用材料儘量選擇低化學溶出物,無死角並且表面光滑。
  6. 紫外線燈一定要定期更換,否則一定會滋生菌膜(biofilm)。
  7. 環境要儘量保持衛生、通風、無塵、光線明亮,單體及流路標示清楚,建立維修保養記錄簿,建立責任制及緊急聯絡人,並定期記錄所有水質狀況。
  8. 微生物採樣方法要正確,培養方法也要正確。

請問RO機出水量很小是什麼問題啊?

       這個問題要先從RO的基本概念說起,在原水一方施加大於滲透之壓力時,即產生逆滲透作用,此時溶解與非溶解的無機鹽、重金屬、有機物、菌體、顆粒雜質等無法通過半透膜,僅水分子及較小分子之鹽類滲過薄膜,流向淨水之一邊,此即稱為純水。而污染成份濃縮於原水,將濃縮水排掉,繼續供入原水,以保持恆定之壓力,即可達到逆滲透之目的。

       由上述可知,RO機造水有幾個重要過程會影響造水量:1.原水水量、2.不足的壓力、3.阻塞的濾心或逆滲透膜。

       因此,由難易度順序來看,第一步請先檢查原水供水是否正常,第二步就是看濾心或逆滲透膜是否阻塞,第三步才是檢查壓力是否足夠,這裡所謂的壓力一般是指RO泵的壓力,另外還有儲水桶的送水壓力。

       家用RO機的原水管路常常和其他管路共用,因此第一步很容易檢查。經常是在第二步檢查並更換濾心或逆滲透膜後就可以恢復出水量。

       純水製造好後會先輸送到儲水桶,儲水桶內有一個加過氣壓的皮囊,當打開給水龍頭時,儲水桶中的氣囊就會向外擠壓將純水送出,因此,若氣囊洩氣失壓,給水量就會變小變少。但是,如果經過檢查儲水桶的壓力未減少,而出水量依然很少無法改善,就需請專業人員檢查RO泵。

 

何謂逆滲透?

逆滲透法Reverse Osmosis簡稱RO,是目前最有效的水處理方法。所謂逆滲透原理是在原水端加壓,使純淨的水分子穿透薄膜(TFC Membrane)產生純水,同時將無法穿透的各種雜質及有害物質隨著濃縮廢水排放。由於薄膜的極小孔徑0.0001micron,它可以有效過濾水中所含細菌、病毒、各種化學有毒物質。

設計RO系統時影響最大的因素為何?

原水給水的污堵傾向是對膜系統設計影響最大的因素,膜污堵是由於原水中存在顆粒物和膠體物質並在膜面濃縮形成的沉積,污堵物的濃度會隨著產水通量(單位膜面積上的產品水流量)和元件回收率(元件產品水流量與其給水流量之比)的增加而增加。因此,高產水通量的系統就容易產生更高的污堵速率和更頻繁的化學清洗,所以在設計膜系統時必須要在預估處理污堵傾向時作較高的估計,將會使系統運行更佳,也會延長膜的壽命。

何謂壓降?對RO系統而言有何影響?

壓降係流體流動時,由於磨擦力等耗損而損失的壓力,表現在流體流動的前後處產生壓力差,即壓降。壓降的大小隨著管內流速變化而變化。

以FILMTEC8英吋膜元件而言,單支元件的最大允許壓降為15psi(1bar),含多支元件的壓力容器的最大允許壓降為50psi(3.5bar),否則壓差過大將使逆滲透無法正常運作,因而降低過濾速率,影響正常製水量。

如何提高RO系統的脫鹽率?

適當提高進水PH,可提高逆滲透膜對碳酸的脫除率,從而降低產水電導率;同時進水PH提高,會導致碳酸根濃度升高,從而增加結垢風險;如果預處理工藝中含有陽離子樹脂軟化處理,一般可以通過加鹼調節RO進水的PH(7.5~8.3)來提高系統的脫鹽率。

逆滲透是什麼?

逆滲透(RO)是目前最精密的過濾方法,它是壓力驅動膜過程,能將水分子從進水溶液中分離出來。逆滲透的命名是源自於它是自然滲透過程的逆過程。