净水器工作原理探研

文章 (15) 2022-01-18 08:10:21

净水器也称净水机,于1832年英国伦敦的英国里德-斯帝沃所发明。净水器的功能就是过滤水中的漂浮物,重金属、细菌、病毒等都去除掉,从而保证出水是安全的。
净水器产品种类泛多,主要有直饮水机、纯水机、软水机、厨房净水器、RO机、电解净水器、管线直饮水机、龙头净水器、DIY净水器、双筒双净超滤机、厨饮净水器。按水质处理方式分为10类。
第一、软化法是指将水中硬度(主要指水中钙、镁离子)去除或降低一定的程度。水在软化过程中,只是软化水质,而不能改善水质。
第二、蒸馏法是指将水煮沸,然后收集蒸汽,使之冷却和凝结成液体。蒸馏水是极安全的饮用水,但有一些问题要进一步探讨。由于蒸馏水不含矿物质,这成为反对者提出人的寿命容易老化的理由。另外利用蒸馏法成本较高,耗费能源,不能去除水中挥发性物质。
第三、煮沸法是指自来水煮沸后饮用,这是一种古老的方法,在国内普遍地应用。水煮沸可杀死细菌,但一些化学物质和重金属不能去除,即使其含量极低,所以饮用仍是不安全的。
第四、磁化法是指利用磁场效应处理水,称为水的磁化处理。磁化处理的过程就是水在垂直于磁力线的方向通过磁铁后,即完成磁化处理的过程。中国对水的磁化处理仍是处于实践和研究的初级阶段。
第五、矿化法是指在净化的基础上再向水中增添对人体有益的矿物元素(如钙、锌、锶等元素)。市售净水器一般通过在净水器中添加麦饭石来达到矿化的目的。
第六、臭氧、紫外线杀菌法,这些方面都只能杀菌,去除不掉水中的重金属和化学物质,经杀死的细菌尸体仍残留在水中,而成为热原。
第七、活性碳吸附法。可分为以下三种形态:一、颗粒活性炭较为常用,多用本质、煤质、果壳(核)等含碳物质通过化学法或物理活化法制成。它有非常多的微孔和比表面积,因而具有很强的吸附能力,能有效地吸附水中的有机污染物。此外在活化过程中,活性碳表面的非结晶部位形成一些含氧官能团,这些基团使活性碳具有化学吸附和催化氧化、还原性能,能有效去除水中一些金属离子。二、渗银活性碳将活性炭和银结合在一起,不仅对水中有机污染物有吸附作用,还具有杀菌作用,而且在活性炭内不会滋长细菌,解决了净水器出水有时出现亚硝酸盐含净水器量高的问题。当水通过渗银活性碳时,银离子就会慢慢释放出来,起到消毒杀菌作用。由于活性炭对除去水中色、溴、氯、铁、砷、汞,氰化物、酚等具有较好效果,除菌效果90%以上,因此被应用小型净水器中。三、纤维活性炭有机炭纤维经活化处理后形成的一种新型吸附材料,具有发达的微孔结构,巨大的比表面积,以及众多的官能团。国外在采用纤维活性炭进行溶剂回收,气体净化等方面已取得了显著的成就;在水处理应用方面也做了大量的研究工作。
第八、RO逆渗透膜法,RO逆渗透是一种通过国际流行的反渗透等办法,对原水进行过滤处理(物理法)后不添加任何化合物而生产出可供人类直接饮用的纯净水机器(也称为终端净水设备)。采用水质符合中国卫生部《生活饮用水水质卫生规范》(2001)规定的市政自来水为原水,通过2个活性炭滤芯(1个颗粒活性炭、1个烧结活性炭)1个PPF溶喷滤芯对原水进行预过滤,再对预过滤水施加压力令其通过孔径大小为万分之一微米的RO(反渗透,英文Reverse Osmosis)膜,最后通过材质为果壳(椰壳)的载银活性碳(又名小T33)调节水的酸碱度(使制出的纯净水口感变得甘甜醇美)而生产出纯净水。逆渗透技术:逆渗透原文是REVERSE OSMOSIS,它是美国太空总署集合多国科学家, 在政府支持下,花费数十亿美元,经过多年研究而成。逆渗透的原理是在原水一方施加比自然渗透压力更大的压力,使水分子由浓度高的一方逆渗透到浓度低的一方。由于的孔径远远小于病例毒和细菌的几百倍乃至上千倍以上,故各种病毒、细菌、重金属、固体可溶物、污染有机物、钙镁离子等根本无法通过逆渗透膜,从而达到水质软化净化的目的。
第九、微过滤及超过滤法,微过滤法是用纤维素或高分子材料制成的微孔滤膜,利用其均一孔径来截留水中的微粒、细菌、胶体等,使其不通过滤膜而被去除。这种微孔膜过滤技术又称粒密过滤技术,能够过滤微米或纳米级的微粒和细菌。超过滤和微过滤都属于膜分离技术,两者之间不存在明显的界限,超过滤的工作压力一般以0.3兆帕左右,可去除水中大分子物质、细菌、病毒等,但通量较低。
第十,复合型,当一种工艺难以去除水中有害物质时,采用二种或两种以上的工艺即为复合型。如活性炭吸附、紫外线杀菌、活性炭吸附反渗透、活性炭吸附微过滤(超过滤)、聚丙烯超细纤维、活性炭、微过滤(超过滤)等。在复合型净水器中,膜技术复合净水器净水性能优良,特别在去除微生物(细菌、藻类等)方面有比较显著的效果,其中一些品质优良的净水器出水可以直接生饮,得到了广大消费者的欢迎,已成为净水器当前发展的热点。
净水器按组成结构可分为RO反渗透净水机、超滤膜净水机、能量净水机和陶瓷净水器等。净水器按管路设计等级划分可分为渐紧式净水器和自洁式净水器两大类。
传统净水器是渐紧式又称渐进式净水器,它的内部管路设计滤芯前松后紧,由PP棉、颗粒炭、压缩炭、RO反渗透膜或超滤膜、后置活性炭,一般是此5级依次首尾相连组成,机内管路仅此一条通路,采用阻筛过滤原理渐进式结构方式,由多级滤芯首尾串接而成,滤芯精密度由低到高依次排列,以实现多级滤芯分摊截留污物,从而减少滤芯堵塞和人工排污、拆洗的次数以及延长更换滤芯的周期。污物则沉积于滤芯内部,需要定期人工拆洗,以确保机器正常运作。
另一类是更为先进的自洁式净水器,机内设计两条通道,增加了一条洗涤水通路,洗涤水和净化水各有一条完整的通道,两者各行其道并让水流动起来,作为平常普通生活用水的洗涤水经过通路时对机内滤芯特别是膜滤芯的原水侧起到冲刷以达到自行清洁的作用,并利用开闭洗涤水龙头的瞬间即头尾两段本来就流掉的水将截留的污物及时并快速的排出,此结构设计得合理,省去人工拆洗的麻烦,免除机构本身的再次污染,同时又降低了能耗费用。
净水器的设计和制造是一门综合性科学技术,关系到人的饮水安全和身体健康。净水器的设计原则应为用户着想,不断吸收和采用先进技术装备,不断提高净水器的质量以满足人民群众日益高涨的消费需要,根据不同地区的水质条件,精心设计出能适应不同水源,处理效果良好的净水器。

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