反渗透超纯水设备的工作原理是通过多级过滤、反渗透膜的选择性渗透及深度除盐技术,逐步去除原水中的杂质(如离子、有机物、微生物等),最终产出高纯度超纯水。其核心逻辑是 “层层净化”,从预处理到深度提纯,每一步针对不同类型的污染物,具体原理如下:

一、预处理系统:去除大颗粒与易损伤膜的杂质
预处理是为了保护后续的反渗透膜(核心部件,成本高且易受污染),主要去除原水中的悬浮物、胶体、余氯、硬度等,原理包括:
石英砂过滤:利用石英砂颗粒的孔隙吸附和截留原水中的泥沙、铁锈、藻类等大颗粒杂质(直径≥10μm),降低水的浊度。
活性炭过滤:活性炭表面有大量微孔,通过物理吸附作用去除水中的有机物(如农药、腐殖质)、余氯(自来水消毒残留,会氧化损伤反渗透膜)、异味和色素。
软化处理:
若原水硬度高(钙、镁离子多),会在反渗透膜表面结垢,需通过离子交换树脂(树脂吸附钙镁离子,释放钠离子)或添加阻垢剂(阻止钙镁离子结晶)降低硬度。
精密过滤(保安过滤):使用 5-10μm 孔径的滤芯(如 PP 棉),截留预处理后残留的微小颗粒,避免划伤反渗透膜表面。
二、反渗透(RO)系统:核心的 “分子级过滤”
反渗透是设备提纯的关键步骤,核心原理是利用反渗透膜的选择性透过性和压力驱动,分离水分子与绝大多数杂质:
反渗透膜的特性:膜孔径仅 0.1-1 纳米(相当于头发丝直径的百万分之一),只能允许水分子、少量小分子有机物通过,而水中的离子(如 Na⁺、Ca²⁺、Cl⁻)、细菌、病毒、胶体等杂质无法透过。
压力驱动:原水经高压泵加压(压力通常 1.0-1.5MPa,根据原水盐度调整,如海水淡化需更高压力)后进入反渗透膜组件,压力克服水分子透过膜的渗透压,迫使水分子透过膜形成 “产水”(初级纯水),杂质则被截留并随部分 “浓水” 排出(浓水含高浓度杂质,需排放或回收)。
产水纯度:单级 RO 产水的电阻率约 0.1-1 MΩ・cm(TDS≤10 mg/L),若原水盐度高或需更高纯度,可增加 “二级 RO”(产水电阻率提升至 5-10 MΩ・cm),通过两级膜过滤进一步降低杂质含量。
三、深度除盐系统:将纯水升级为 “超纯水”
反渗透产水仍残留微量离子(如 ppb 级的 Na⁺、SiO₃²⁻)、总有机碳(TOC)等,需通过深度处理达到超纯水标准(电阻率≥18.2 MΩ・cm),原理包括:
离子交换混床:由阳离子交换树脂(吸附阳离子,如 Na⁺、Ca²⁺)和阴离子交换树脂(吸附阴离子,如 Cl⁻、SO₄²⁻)混合组成,通过离子交换反应彻底去除残留离子,产水电阻率可达 18 MΩ・cm 以上。但树脂需定期用酸碱再生,产生化学废液。
EDI(电去离子技术):替代传统混床的更环保技术,在电场作用下,水中离子通过树脂迁移至浓水室被排出,树脂可自动再生,无需酸碱,连续产水且稳定性高(电阻率稳定在 15-18 MΩ・cm)。
紫外线(UV)氧化:
185nm 波长 UV 可分解水中的 TOC(有机碳),将其氧化为 CO₂和水;
254nm 波长 UV 可破坏微生物(细菌、病毒)的 DNA,实现杀菌。
终端微滤 / 超滤:用 0.22μm 以下孔径的滤芯,去除深度处理后可能残留的微小颗粒物、细菌碎片,保证出水绝对洁净。