RO反渗透装置是一种以压力为驱动力的膜分离设备,核心元件是反渗透膜。反渗透膜的孔径极小(约0.0001微米),能够有效截留水中的溶解性盐类、胶体、细菌、病毒、热原及大部分有机物,允许水分子和极少量小分子溶质通过,从而制备出高纯度的纯化水。
反渗透的基本原理是渗透的逆过程。在自然渗透中,水分子会从低浓度侧透过半透膜进入高浓度侧,直至两侧浓度平衡。反渗透则是在高浓度侧施加一个大于自然渗透压的压力(通常为1.0-1.6MPa),迫使水分子反向透过半透膜,从高浓度侧流向低浓度侧,而盐分、杂质则被截留在膜表面,随浓水排出。
RO反渗透装置主要由预处理系统、高压泵、膜组件、管路及控制系统组成。预处理系统包括多介质过滤器、活性炭过滤器、软化器或阻垢剂添加装置、保安过滤器等,用于去除原水中的悬浮物、余氯、硬度及颗粒物,保护反渗透膜不被污染和损坏。高压泵将预处理后的水加压送入膜组件。膜组件内装有若干支反渗透膜元件(卷式膜为主),水在压力驱动下透过膜,收集为产水(纯化水);未透过的浓水携带截留的杂质排出系统。
反渗透膜的材料主要有聚酰胺复合膜和醋酸纤维素膜,前者应用最广,具有脱盐率高(≥99.5%)、通量大、化学稳定性好等优点。单支膜元件的产水量通常为0.5-1.5吨/小时,可根据需要多支串联或并联组合成大型系统。
RO反渗透装置可以去除水中95%-99%的离子、99%以上的细菌和热原,产水电导率通常低于10μS/cm,符合制药纯化水标准。对于要求更高的注射用水,可在RO后增加EDI(连续电去离子)装置进一步脱盐。
反渗透装置需要定期进行化学清洗(CIP),去除膜表面的结垢和有机物污染,恢复膜通量。在正常维护下,反渗透膜的使用寿命为2-5年。