生活電器
凈水器方案開發(fā)
凈水器也稱凈水機，凈水器的功能就是過濾水中的漂浮物，重金屬、細菌、病毒等都去除掉，從而保證出水是安全的。早期的凈水機是英國所發(fā)明，只是政府使用的大型公共衛(wèi)生凈水系統，隨著科技的進步，凈水器越來越小型化，開始進入家庭使用。
家用凈水器作為新時代符合人們飲水要求的一種凈水機器，其凈水技術的發(fā)展直接關系到家用凈水器的使用性能以及安全，提高飲水器的凈水技術，可以有效地推動飲水器企業(yè)的發(fā)展，同時，能夠為人們的飲用水健康提供一定的安全保障，鑒于目前我國人民對飲用水質量安全的高要求，我們可以發(fā)現，家用飲水器的未來發(fā)展還是有一個相當好的前景的。
一、凈水器技術原理分類
凈水器產品種類泛多，主要有直飲水機、純水機、軟水機、廚房凈水器、R0機、電解凈水器、管線直飲水機、龍頭凈水器、DIY凈水器、雙筒雙凈超濾機、廚飲凈水器。按水質處理方式分為10類。
1、軟化法，是指將水中硬度(主要指水中鈣、鎂離子)去除或降低一定的程度。水在軟化過程中，只是軟化水質，而不能改善水質。
2、蒸餾法，是指將水煮沸，然后收集蒸汽，使之冷卻和凝結成液體。蒸餾水是極安全的飲用水，但有一些問題要進一步探討。由于蒸餾水不含礦物質，這成為反對者提出人的壽命容易老化的理由。另外利用蒸餾法成本較高，耗費能源，不能去除水中揮發(fā)性物質。
3、煮沸法，是指自來水煮沸后飲用，這是一種古老的方法，在國內普遍地應用。水煮沸可殺死細菌，但一些化學物質和重金屬不能去除，即使其含量極低，所以飲用仍是不安全的。
4、磁化法，是指利用磁場效應處理水，稱為水的磁化處理。磁化處理的過程就是水在垂直于磁力線的方向通過磁鐵后，即完成磁化處理的過程。中國對水的磁化處理仍是處于實踐和研究的初級階段。
5、礦化法，是指在凈化的基礎上再向水中增添對人體有益的礦物元素(如鈣、鋅、鍶等元素)。市售凈水器一般通過在凈水器中添加麥飯石來達到礦化的目的。
6、臭氧、紫外線殺菌法，這些方面都只能殺菌，去除不掉水中的重金屬和化學物質，經殺死的細菌尸體仍殘留在水中，而成為熱原。
7、活性碳吸附法?？煞譃橐韵氯N形態(tài)：一、顆?；钚蕴枯^為常用，多用本質、煤質、果殼(核)等含碳物質通過化學法或物理活化法制成。它有非常多的微孔和比表面積，因而具有很強的吸附能力，能有效地吸附水中的有機污染物。此外在活化過程中，活性碳表面的非結晶部位形成一些含氧官能團，這些基團使活性碳具有化學吸附和催化氧化、還原性能，能有效去除水中一些金屬離子。二、滲銀活性碳將活性炭和銀結合在一起，不僅對水中有機污染物有吸附作用，還具有殺菌作用，而且在活性炭內不會滋長細菌，解決了凈水器出水有時出現亞硝酸鹽含凈水器量高的問題。當水通過滲銀活性碳時，銀離子就會慢慢釋放出來，起到消毒殺菌作用。由于活性炭對除去水中色、溴、氯、鐵、砷、汞，氰化物、酚等具有較好效果，除菌效果90％以上，因此被應用小型凈水器中。三、纖維活性炭有機炭纖維經活化處理后形成的一種新型吸附材料，具有發(fā)達的微孔結構，巨大的比表面積，以及眾多的官能團。國外在采用纖維活性炭進行溶劑回收，氣體凈化等方面已取得了顯著的成就；在水處理應用方面也做了大量的研究工作。
8、R0逆滲透膜法。R0逆滲透是一種通過國際流行的反滲透等辦法，對原水進行過濾處理(物理法)后不添加任何化合物而生產出可供人類直接飲用的純凈水機器(也稱為終端凈水設備)。施加壓力令其通過孔徑大小為萬分之一微米的RO(反滲透，英文Revers e Osmosi s)膜，最后通過材質為果殼(椰殼)的載銀活性碳(又名小T33)調節(jié)水的酸堿度(使制出的純凈水口感變得甘甜醇美)而生產出純凈水。逆滲透技術：逆滲透原文是REVERSE OSMO—SIS，它是美國太空總署集合多國科學家，在政府支持下，花費數十億美元，經過多年研究而成。逆滲透的原理是在原水一方施加比自然滲透壓力更大的壓力，使水分子由濃度高的一方逆滲透到濃度低的一方。由于的孔徑遠遠小于病例毒和細菌的幾百倍乃至上千倍以上，故各種病毒、細菌、重金屬、固體可溶物、污染有機物、鈣鎂離子等根本無法通過逆滲透膜，從而達到水質軟化凈化的目的。
9、微過濾及超過濾法。微過濾法是用纖維素或高分子材料制成的微孔濾膜，利用其均一孔徑來截留水中的微粒、細菌、膠體等，使其不通過濾膜而被去除。這種微孔膜過濾技術又稱粒密過濾技術，能夠過濾微米或納米級的微粒和細菌。超過濾和微過濾都屬于膜分離技術，兩者之間不存在明顯的界限，超過濾的工作壓力一般以0．3兆帕左右，可去除水中大分子物質、細菌、病毒等，但通量較低。
10、復合法。當一種工藝難以去除水中有害物質時，采用二種或兩種以上的工藝即為復合型。如活性炭吸附、紫外線殺菌、活性炭吸附反滲透、活性炭吸附微過濾(超過濾)、聚丙烯超細纖維、活性炭、微過濾(超過濾)等在復合型凈水器中，膜技術復合凈水器凈水性能優(yōu)良，特別在去除微生物(細菌、藻類等)方面有比較顯著的效果，其中一些品質優(yōu)良的凈水器出水可以直接生飲，得到了廣大消費者的歡迎，已成為凈水器當前發(fā)展的熱點。
二、家用凈水器方案的關鍵技術
凈水器的技術核心為濾芯裝置中的過濾膜，目前主要技術來源于超濾膜、RO反滲透膜、納濾膜三種。對家用凈水器的研究與開發(fā)始于六十年代?，F在對家用飲水凈水器的研究主要是除有機物與無機污染物和除菌。家用凈水器按照其設計規(guī)范主要是以城市自來水為處理水源的，但在國內部分地區(qū)，特別是北方城市也有以城市地下水為處理水源。但從技術角度而言，目前家用凈水企業(yè)所生產的產品基本是以城市自來水為處理水源，并以此來確定產品關鍵技術的研發(fā)方向。其凈水關鍵技術主要圍繞以下幾方面來展開：
按照國家適用標準的要求，生產企業(yè)主要遵照兩個文件標準，分別為GB5749-2006《生活飲用水衛(wèi)生標準》和《生活飲用水水質處理器衛(wèi)生安全與功能評價規(guī)范》。家用凈水器的另外一些技術標準正在制定當中，目前真正對行業(yè)起到監(jiān)督規(guī)范作用的為衛(wèi)生部的安全規(guī)范文件，所有凈水企業(yè)均按照此標準進行生產制造，符合安全規(guī)范標準并取得衛(wèi)生許可批件的產品即為合格產品，允許上市流通。
在適用水源和衛(wèi)生規(guī)范允許范圍內生產的凈水產品，其關鍵技術主要圍繞三方面展開，分別為：
1、一般水處理技術。
包括機械過濾、吸附、消毒、軟化、電解、超濾、納濾、反滲透精濾等。
2、凈水組合技術。
以不同水質處理目的而形成的組合凈水技術，包括：水質調節(jié)、純凈處理、凈化處理、分質凈化、水質軟化等，并將多項技術根據目的的不同進行整合。
3、多重凈水功能配置技術。
以水質凈化為核心的多功能配置技術，包含：冷熱直飲機、無管線凈飲機、飲水臺、開水器等。其中，直飲機的發(fā)展較快，但從使用的便捷性上來講，直飲機需要安裝管線，成為制約其發(fā)展的一個瓶頸，經過產品改良，企業(yè)新研制推出了無管線凈飲機，實現了直飲機的功能但免卻了安裝環(huán)節(jié)，推向市場后取得了明顯的銷售業(yè)績。
三、凈水器關鍵技術的發(fā)展趨勢
1、反滲透技術將成為主流凈水技術，其技術發(fā)展趨勢如下。
1）超低壓技術將是安全、高效的技術發(fā)展方向。目前傳統反滲透產品在使用時需配備壓力罐，在使用過程中容易成為細菌滋生點。如果超低壓技術的廣泛實現，將取消壓力罐，實現RO膜出水的直接飲用，去除中間存在的可能二次污染的環(huán)節(jié)。但是目前超低壓技術在整個世界范圍內來講也是在不斷發(fā)展中，國內膜企業(yè)的一些超低壓技術依然存在不穩(wěn)定狀態(tài)，技術不成熟。而國外一些大型膜企業(yè)對于超低壓膜技術也在開發(fā)進程中。所以說，這是反滲透技術的一個極具空間的發(fā)展方向。
2）抗污染膜是技術提升、降低用戶使用成本的關鍵所在?，F在市場上反滲透膜的抗污染能力依然欠缺，特別是北方地區(qū)水質硬度高，對膜的損傷程度更大?，F在企業(yè)設計的RO膜使用壽命為3～5年，但是在實際應用上的期限則為1～2年。這樣也無形當中增加了用戶的使用成本，所以抗污染的RO膜是企業(yè)未來研發(fā)的方向之一。
3）碳納米管技術是一種新型的去離子技術，是美國斯坦福大學新近研發(fā)成功的新技術，這項技術可以有效的替代目前所使用的反滲透技術，不僅具有低成本特點，同時在去離子的同時也能夠保持水中對人體有益的微量元素，有可能在家用凈水領域得到大范圍應用。
2、時尚精致的水質調節(jié)技術產品將逐步普及。
目前國內家用水處理行業(yè)還處于初步階段，隨著飲用水新國標頒布后，目前全國各地特別是大中型城市的自來水工廠都在進行改造，這意味著在不遠的將來，城市供水基本上要嚴格按照國家標準實施。那么對凈水產品來講，則在去除細菌、重金屬污染等研發(fā)和推廣方面多有調整，其技術發(fā)展趨勢有：
1）功能簡單、分類使用（龍頭、水壺、桌上型）；國外凈水產品和國內有著明顯的區(qū)別，例如歐洲地區(qū)，特別是德國，基本使用凈水壺，飛利浦的水龍頭凈水器、日本松下、三菱生產的桌上小型凈水器等也非常流行，之所以這些產品高度普及，是因為其自來水水質基本可以達到生飲標準，所以用戶對凈水產品的功能需求與國內完全不同。歐美凈水市場的今天就是我國凈水行業(yè)的明天。
2）和冷熱功能結合的桌上飲用裝置；這類產品目前在韓國及臺灣地區(qū)非常流行，該類產品具有凈化和冷熱雙重功能。而在歐洲地區(qū)該類產品制作的更為精良、迷你，能夠放在桌上直接飲用。
3）便攜式的旅行凈水裝備。快捷方便的便攜式小型凈水器將擁有越來越寬廣的市場。
4）濾料品質技術不斷提升。新型凈水器將采用更為優(yōu)質的活性炭、多功能離子交換樹脂和超低壓精密超濾膜等。
3、家庭中央分質凈水將擁有更多的市場機遇，主要針對兩大類產品。
1）以超濾技術為核心的大通量家庭分質凈水技術。這類技術適用于南方地區(qū)，正如現在使用的家用中央空調一樣。該類產品雖然目前市場份額不大，但是也是今后的一個發(fā)展趨勢。
2）離子交換配合超濾技術為核心的軟化分質凈水技術。這類技術目前在美國或者水質硬度較高的國家及地區(qū)應用較多，在我國北方及石灰?guī)r地區(qū)也非常適用。
4、廚電化整合或許是下一步的凈水器技術升級。
1）隨著廚電產品向集成化的發(fā)展，家用凈水產品將來和廚電產品的結合度會越來越高，特別表現為櫥柜嵌入式凈水裝置。2012年上海家電博覽會上已經出現了相關配套銷售的產品樣品。
2）具有冷熱飲用功能的凈化直飲機將開始采取櫥柜嵌入式設計，包括水路及控制電路、出水龍頭將集成化設計，這也是一種新的發(fā)展模式。
5、電解凈水將擁有較好的市場前景。
電解凈水器是目前在國內存在爭議的一種產品，但該產品在日本、韓國、美國的應用已經十分普遍，這也是國內凈水企業(yè)在下一步發(fā)展中可以借鑒和參考的發(fā)展趨勢之一。
1）和超濾技術有效結合的設計精巧、智能化程度高的家庭電解水裝置將成為健康養(yǎng)生的選擇。
2）電解凈水器產品在國內生產所采用的電解槽、離子交換膜等均采用進口元件進行組裝，優(yōu)質電解槽、離子交換膜將成為整機品質的重要保障。
四、凈水器濾芯更換周期建議
不同濾芯的更換頻次和時間是不同的，因此首先要弄清楚自家購買的凈水器屬于什么濾芯，另外還可以參考說明書里面的廠家建議更換濾芯的時間。
1、PPC復合濾芯
PPC復合濾芯一般建議更換時間是3-6個月左右，具體還需要根據用戶家里的水質情況來決定，最長不超過1年時間，一般是根據凈水器機器上面的提示來進行更換，如果凈水器上面的PPC復合濾芯有紅色滴滴提示，說明需要更換凈水器的PPC濾芯了，一般分為1級和2級這兩個濾芯，需要在半年左右更換一次。
2、CPP復合濾芯
CPP復合濾芯一般使用時間是6個月左右，就需要更換一次，一般使用時間會比PPC復合濾芯時間略微長一點，但是也不會長太久，建議根據凈水器機器上面的提示來進行更換，如果提示需要更換，那就及時更換吧！
3、RO膜濾芯
RO膜濾芯是最后一個三級濾芯，這個濾芯可以過濾細小的物質，一般使用時間較長，大概時間在2-3年左右，具體更換時間還需要根據使用頻次以及水質來決定，當凈水器機器上面的RO濾芯燈已經亮紅色了提示更換了，再進行更換即可。
4、以下是網友根據自各自使用經驗分享的更換濾芯周期。
觀點一：正常3-6個月換，如果是陶瓷濾芯，換下來及時用刨刀刨一層，還可以繼續(xù)使用。
觀點二：這種東西自己擰開來換一下就行了，我都是自己換的。3M搞的是復合濾芯，使用成本高。不如多級濾芯。我家的前二級都裝了pp棉，這樣可以1年同時換二根。后幾級用個3-5年都不用換。實在水量變小再換好了。
觀點三：需要6個月更換的是PP棉，這個其實是最便宜的一種，10多塊錢而已。后面貴的濾芯可以用很多年。但一些品牌把他們都整合在一起，逼著你們同時更換。只要廚房有容納的空間，使用多級濾芯是效果最好，成本最低的方法。
五、家用凈水器方案的總結
經過國內家用凈水行業(yè)近2 0年的發(fā)展，家用凈水技術得到了較大的發(fā)展，尤其是各類零部件的配套已在國內逐步建立起來，但核心技術的發(fā)展仍存在較大的發(fā)展空間。如國產活性炭的綜合性能不穩(wěn)定；超濾技術良莠不齊，在親水性和一致性方面較落后；RO膜核心技術欠缺，超低壓技術的研發(fā)能力薄弱；其他諸如碳納米管、電解還原等方面的研究尚未起步，這一切還將有賴于廣大的家用凈水產品生產廠家的不斷努力。
國家已將飲水安全保障技術納入十二五的發(fā)展規(guī)劃，期待著國家相關科研院所及有實力的凈水企業(yè)加大對凈水核心技術的研究及對產業(yè)化的重視和投入，為凈水行業(yè)的健康發(fā)展提供有力保障。
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