【儀器科普】純水機(jī)及RO技術(shù)原理

RO技術(shù)原理：逆滲透的物理奇跡

RO技術(shù)的核心在于“逆滲透”現(xiàn)象。在自然狀態(tài)下，水分子會從低濃度溶液向高濃度溶液滲透，直至兩側(cè)濃度達(dá)到平衡，這一過程稱為滲透。而RO技術(shù)則通過施加外部壓力，逆轉(zhuǎn)這一自然方向，使水分子從高濃度溶液（原水）向低濃度溶液（純水）流動，同時(shí)將溶解在水中的無機(jī)鹽、重金屬、有機(jī)物、細(xì)菌、病毒等雜質(zhì)截留在膜的另一側(cè)，形成濃縮液（廢水）。這一過程的關(guān)鍵在于反滲透膜的選擇性透過性——膜孔徑僅0.0001微米，遠(yuǎn)小于細(xì)菌（0.4-1微米）和病毒（0.02-0.4微米）的尺寸，確保只有水分子能夠通過。

純水機(jī)的系統(tǒng)構(gòu)成：多級過濾的精密協(xié)作

純水機(jī)通常由預(yù)處理系統(tǒng)、RO反滲透系統(tǒng)和后處理系統(tǒng)三部分組成，各環(huán)節(jié)協(xié)同工作，確保出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)。

1. 預(yù)處理系統(tǒng)：作為RO膜的“保護(hù)屏障”，預(yù)處理系統(tǒng)通過多級過濾去除原水中的大顆粒雜質(zhì)、懸浮物、膠體、余氯及部分有機(jī)物，降低水的濁度與硬度，防止RO膜因污染或結(jié)垢而損壞。典型預(yù)處理流程包括：

   • PP棉濾芯：攔截泥沙、鐵銹等肉眼可見雜質(zhì)。
   • 活性炭濾芯：吸附余氯、異色異味及部分有機(jī)物。
   • 軟化裝置（可選）：通過離子交換降低水的硬度，減少鈣鎂離子對RO膜的污染。
   • 精密過濾器：進(jìn)一步去除5微米以上顆粒，確保進(jìn)入RO膜的水質(zhì)純凈。

2. RO反滲透系統(tǒng)：作為純水機(jī)的核心，RO系統(tǒng)由高壓泵、RO膜元件及壓力容器組成。高壓泵將預(yù)處理后的水加壓至RO膜的工作壓力（通常為1.5-3.5MPa），水分子在壓力驅(qū)動下透過RO膜，形成純水；而溶解性雜質(zhì)則被截留，隨濃縮液排出。單級RO系統(tǒng)的脫鹽率可達(dá)98%以上，雙級系統(tǒng)則可進(jìn)一步將電導(dǎo)率降至2μS/cm以下，滿足實(shí)驗(yàn)室級用水標(biāo)準(zhǔn)。

3. 后處理系統(tǒng)：為提升純水的口感與穩(wěn)定性，后處理系統(tǒng)通常采用后置活性炭濾芯，調(diào)節(jié)水的pH值，去除可能殘留的微量異味，使出水更加甘甜可口。

RO技術(shù)的優(yōu)勢與應(yīng)用：從家庭到工業(yè)的廣泛覆蓋

RO技術(shù)以其高效、節(jié)能、環(huán)保的特點(diǎn)，在多個(gè)領(lǐng)域展現(xiàn)出強(qiáng)大生命力：

• 家庭飲用：純水機(jī)通過RO技術(shù)去除水中的重金屬、細(xì)菌、病毒等有害物質(zhì)，為家庭提供安全、健康的飲用水，有效預(yù)防因水質(zhì)問題引發(fā)的疾病。
• 工業(yè)生產(chǎn)：在電子、化工、制藥等行業(yè)，RO技術(shù)用于制備高純水，滿足精密制造與實(shí)驗(yàn)研究的嚴(yán)格水質(zhì)要求。
• 海水淡化：RO技術(shù)是海水淡化的主流方法之一，通過高壓反滲透，將海水轉(zhuǎn)化為可飲用的淡水，緩解沿海地區(qū)水資源短缺問題。
• 廢水處理：在工業(yè)廢水處理中，RO技術(shù)可回收有用物質(zhì)，減少廢水排放，實(shí)現(xiàn)水資源的循環(huán)利用。