逆滲透~是怎麼作用的?
逆滲透在我們的日常生活中經常能用到,
在逆滲透設備中,
水經由半透膜從較低的濃度"遊蕩"至較高的濃度,
這個過程的進行時間很長,
直到所謂的滲透壓達到平衡為止。
最典型的試驗是利用一根玻璃管,
下方以一層薄膜封住,
玻璃管內則裝了一些糖水,
然後將這根玻璃管浸入一個裝了純水的容器中。
接著水分子遊蕩通過薄膜,
於是我們看到了玻璃管內的水位上升了。
這個過程進行很長,
直到滲透進玻璃管的水分子數量和糖分子數量相當為止。
這個溶液就處於平衡的狀態。
同樣的過程我們在日常生活中,
也可看到實際的例子:
成熟的櫻桃在下大雨後,
因水分滲透導致內部壓力升高而爆開來。
海水魚不斷的從細胞外流水分,
已達到和周遭海水的濃度平衡。
因此海水魚必須不斷的喝水以彌補水分的喪失。
淡水魚所遭遇的問題則剛好相反,
不斷的從濃度較低的淡水中汲取水分子,
以稀釋體細胞較高濃度的溶液。
所以淡水魚以非常稀釋的尿液方式,
把大量多餘的水分再排出體外。
淡水魚不喝水。
經常看得到的一個例子:成熟的櫻桃含有高糖分...
在豪大雨過後爆開來了,因為水分滲透以稀釋糖分的濃度。
逆滲透就是把滲透反過來操作。
水分在壓力的驅使下,
會順著正常的方向推擠通過薄膜。
這些薄膜可以簡單的想像成是孔細極細小的過濾器,
只容許純水分子通過,
而其餘的大部分物質則被阻擋下來。
逆滲透設備的核心:薄膜。
逆滲透設備示意圖。
所獲得的(滲透)純水內,
比起原本的自來水含有非常少的殘餘物質。
碳酸硬度、總硬度以及有害物質,
例如磷酸、硝酸、農藥、重金屬以及微量元素,
將有 90-98% 遭到移除。
導電度明顯的下降至原本的 10% 不到。
原本自來水的導電度有 482 µS/cm...
經逆滲透設備處理只剩 11.7 µS/cm。
透過相當容量的自來水,
我們就能製造出任何想要的水族缸水質來。
(滲透)純水和(濃縮)剩水的比例為 1:4,
看起來非常的不划算,
但自來水費畢竟不高。
我們還可將剩餘的廢水用來和純水進行調和。
我們就能處理成最理想的水質。
適合所有觀賞魚和水草的個別水質,
都不需要昂貴的花費便能製造出來。
逆滲透設備的省水維護法
有很大的一部份是用於薄膜的沖洗。
所有的廠商都建議定期要經常沖洗,
並將此視為維護逆滲透設備最重要的工作。
能將原本極為重要的沖洗流程降至最低,
同時又不會傷害到昂貴的薄膜。
在正常的使用設備以後,
我們多製造出一公升的(滲透)純水,
並且以另一個容器來盛裝。
在這個容器的純水中,
將滲透軟管留下並加以固定,
以避免空氣進入。
此一步驟非常重要,
請看圖片中左側燒杯的白色軟管。
我們將廢水軟管放置於正常的位置。
如果想要監控並測試整個流程的話,
也可仿效圖片中的做法。
現在將水源關閉,
並讓軟管停留不動。
然後滲透純水將以反方向回流滲入薄膜模組,
並且升高濃縮側的壓力,
濃縮的水於是會流出,
直到逆滲透設備內部達到濃度平衡為止。
透過這個方法,
幾乎不用擔心會產生鈣質沉積而導致阻塞。
為了更保險起見,
偶而還是要稍做沖洗,
以預防染污物質和其他的沉澱物累積在薄膜上。
不過這個沖洗過程僅需很短的時間。
最後我們省下了一大部份的沖洗用水,
而且很顯然的,
這個方法幾乎防止了薄膜的阻塞。
左側燒杯中裝的是純水(16 µS/cm);右邊是已稀釋的濃縮的水(427 µS/cm)。
這個過程可透過導電度的測量,
很輕易的就了解整個變化情形。
在拍攝上圖時,
我們的逆滲透設備測得的水質如下:
滲透(純水)16 µS/cm(左側燒杯)
濃縮(廢水)762 µS/cm
濃縮(廢水)427 µS/cm(右側燒杯,已和純水稀釋過)
我們用上述的這個方法已經約兩年了,
沒有發現任何的缺點,
並且以極為謹慎的態度做下紀錄。
不過我們並不為讀者任何的損失負責。
Ich danke Herrn Bernd Kaufmann für die Zustimmung der chinesischen Übersetzungen.