普通消费者常常将家中水的净化等同于饮水的净化,认为市场上销售的家用净水产品只是用来解决饮用的。但饮用水只占生活用水的一部分,而水中有害物质却可以通过多种渠道被人体吸收。针对这个问题,许多厂商提出了全屋水处理的理念:通过安装全屋净水系统,对包括饮用,沐浴,洗涤等方方面面的生活用水进行净化,对我们的身体进行全方位的保护。一般的全屋净水系统包括以下几个部分:
图表 10 全屋净水系统结构示意图
1、前置过滤器
前置过滤器主要是提前过滤掉大颗粒的杂质,降低后续过滤工序中的滤芯的损耗。主要材料是不锈钢或柔性铜网罩,过滤精度在一般80微米至100微米之间。德国政府规定80年代以后所有新建的房屋里面一定要前置过滤器,在这个领域,德国的技术处于领先水平。由于这属于小型机械,工艺要求较高,前置过滤器一般推荐使用德系的汉斯希尔品牌的产品。
2、中央净水机
中央净水机是通过滤芯,过滤掉水中的杂质,从而达到杀灭细菌,去除异味,净化水质的目的。中央净水机具有滤芯使用周期长,成本低,出水量大,能够保留原水中的绝大部分矿务质等优点。但由于其过滤精度不高,出水无法达到直接饮用的目的。 为了满足消费者的需求,部分厂商还推出具有超滤膜的中央净水机。由于具有超滤膜,经由此类产品过滤的水是可以饮用的。具有超滤膜的中央净水机一般适用于宾馆、别墅等用水量大,要求水质较高的场所。 中央净水机推荐的品牌是滨特尔。
3、软水机
软水机是依据离子交换原理,依靠钠盐和树脂去吸附水中的钙镁离子。在水中,钠离子比钙镁离子活性更高,容易发生臵换反应。通过臵换反应,钙、镁离子集结到树脂上形成钙、镁型树脂,从而达到硬水软化的目的。这个过程持续进行,直到耗尽钠盐。一般家庭使用一年需要100公斤钠盐,年使用成本600元左右。 软水机不用电,无废水,滤芯使用周期长(部分产品可30年无须更换滤芯)。但其功能只要是去除水中水碱,属于生活用水,比如洗澡,美容等。软水机不能驱除水中的杂质、细菌、病毒和重金属,产出的水不能直接饮用,而且还必须消耗钠盐。主要推荐的品牌为怡口,凯优。
4、直饮机
直饮机是通过更为精细的过滤技术,对水进行进一步的过滤,产出饮用水的机器。进一步细分可分为净水机与纯水机。
5、纯水机
纯水机是利用超高精度的RO反渗透膜(孔径一般为0.0001微米),以自来水作为水源,产生可以直接饮用的纯水。其特点是需要有增压泵,电源,有储水罐。纯水机过滤精度高,制水过程中有废水产生,水中有益的微量元素也会被过滤。推荐的国外品牌是凯优,国产品牌是沁园,美的。
6、终端净水机
经过终端净水机(安装在直饮位臵)过滤的水也是可以直接饮用的,但是净水机无法过滤掉水中的矿物质,因此在水质硬度高的地区,还需要添加软水机或是石灰质抑制器对水预先进行软水处理。推荐的品牌是滨特尔,东丽比诺,怡口。
也有部分厂商(如怡口)并没有将产品细化为纯水机和净水机,而是将其所有直饮设备统称为直饮机。国内厂商沁园,安吉尔更是推出了净、纯双出水的机型。 由于不同品牌的净水器之间存在无法兼容的特点,针对消费者对全屋水处理的需求,许多厂商提供全套的全屋净水系统的方案。下图是怡口推出的豪华旗舰型全屋净水系统。
图表 11 怡口豪华旗舰型全屋净水系统
家用净水器实质上是给水深度处理的小型化,其原理是通过各种手段(只要是过滤手段),去除水中含有的杂质和有害物质,提高出水的水质。
图表 12 常见的净水器处理手段
处理手段 |
原理 |
常见的类型 |
物理过滤 |
直接将水中杂质进行过滤 |
PP、超滤、纳滤、RO反渗透膜等 |
化学反应 |
通过化学作用去除水中的杂质 |
●KDF铜锌合金:利用氧还原反应,KDF介质与污染物进行电子交换,放出或得到电子,把许多污染物质变成无害物质,如把氯气变为阴离子,其他污染物质如铅、镉、汞、砷等被吸附到KDF上面,最后达到完全消除或极大地减少种类繁多的污染物质。 ●软化树脂:采用含钠树脂,利用钠离子在水中的不稳定,将钙、镁离子集结到树脂上,使树脂变成钙、镁型树脂。当树脂饱和后用盐将钙、镁离臵换出来又变成钠型树脂。其缺点是成本较大。 |
吸附 |
吸附水中的有机污染和化学污染 |
活性炭:利用活性炭的纳米级别细孔,吸附水中的微小有害物质。 |
除菌和抑菌 |
通过其它手段消毒杀菌 |
●臭氧法:臭氧离子是不稳定的,在变成氧气时会产生放电反应,杀死细菌及将一些化学物质的分子链打断。但经过臭氧消毒的水会腐蚀水龙头。 ●紫外线杀菌法 |
在这些处理手段中,物理过滤是最为广泛使用的方式。我们以纯水机为例,纯水机的技术核心是反渗透膜。其孔径只有0.0001微米至0.001微米,而普通细菌的直径在0.4微米至1微米,它们是无法透过反渗透膜的。此外,市场上的净水器大多综合其它杀菌消毒处理手段,因此产出的水是完全可以放心地饮用。
图表 13 常见的物理过滤方式的比较
PP棉 |
超滤 |
纳滤 |
RO反渗透膜 |
PP棉 |
优点 |
一般的使用在净水器的前端,更换简单,价格合理。 |
过滤精度高达15-50纳米。可过滤水中的泥沙、铁锈、漂浮物、细小的微生物。 |
可去除2+以上的离子。 |
过滤精度高可去除1+离子,一般用在RO纯水机上。 |
缺点 |
没有排污口无截留下的杂质容易滋生细菌,滤瓶容易长青苔。 |
对有机物、化学物没有任何的去除能力,不能改善水的口感,一般只作为预处理器。 |
废水量比较大,制水比较慢。 |
废水量较大,制水比较慢,系统比较复杂。 |
全屋净水系统价格较高,以3M全屋净水方案为例,一套全屋净水系统价格一般在1万元左右(数据源于淘宝网),每年更换滤芯的价格在2000-3000元左右。这样的价格,对于一般家庭而言属于偏贵。许多家庭结合自身情况,仅选择某种或某几种净水器。在挑选的过程,主要考虑以下性能指标:
1、日处理量
日处理量是衡量净水器的产水能力的指标。一部分厂商用一般采用升/小时(分钟)为单位(少量厂商有时会称其为单位流量)。另一部分厂商采用升为单位。两者本质上是一样的,只是衡量的单位不同。前臵过滤器和中央净水机出水量大,日处理量一般在2000升/小时至3000升/小时之间。净水机与纯水机处理量较小,一般在10升/小时至30升/小时之间。对于一般家庭,这样的流量基本可以满足日常需求。
2、工作压力
工作压力是净水器正常工作的水压范围,一般在0.1-0.4MPa之间。在选择的时候,必须考虑楼层问题(楼层越高,水压越低)。如果水压达不到正常工作的范围,将会对净水效果产生影响。
3、水质要求
水质要求是净水器对进水水质的要求,一般的净水器的水质要求为市政自来水。
4、工作温度
工作温度是指净水器正常工作的温度范围,一般在2-40℃之间。对于没有供暖的北方家庭,必须注意温度范围。净水器长期在低温条件下工作,会有管道爆裂的可能。
5、过滤精度
过滤精度是指滤芯能够过滤掉的杂质的最小值。精度越高(精度值越低),滤芯所能过滤掉的杂质就越多。前臵过滤器的精度一般在80微米到100微米之间。中央净水机的精度一般在0.1微米到1微米之间。净水机的精度跨度较大,从0.9微米到0.02微米不等,但大部分产品精度一般在0.01微米到0.02微米之间。纯水机的精度一般在0.0001微米到0.0002微米之间(这也就是其核心部件RO反渗透膜的孔径)。
6、5级过滤
市面上常见的直饮机产品滤芯一般采用5级过滤结构。对于直饮机产品,是否5级过滤也成为一项性能指标。5级过滤就是当水通过滤芯时,会经过5个不同的层次的过滤。根据厂家和产品的不同,滤芯所采用的材料也有所不同。常见的材料包括PP棉,颗粒活性碳,压缩活,性炭,后臵活性炭,RO膜,多褶复滤膜,中空丝膜等。
7、膜技术
膜和RO反渗透膜由于其极高的过滤精度,逐渐成为厂商竞争的重点,许多中端产品都同时配备了两种过滤膜满足消费者更高的要求。
8、节水功能
部分产品在制水过程中会产生大量的废水。产品是否具有节水功能的也须纳入考虑范围。
9、安装式
安装方式(厨下还是壁挂)、是否需要外部供电、是否有除碱功能也必须考虑。
图表 14 沁园5级过滤系统
图表 15 不同类型净水器的过滤原理
图表 16 开能双子星系列中央净水机
图表 17 霍尼韦尔(Honeywell) FF06 前臵过滤器
图表 18 凯优(Hious)SC633 软水机