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      【凈水】家庭使用凈水產品技術發展方向的探討

      日期:2012-02-29人氣:[3151]次

        家用凈水產品這一行業的誕生緣于:一方面是水質污染日趨加重,自來水常規處理工藝對處理現代化工農業所產生的微污染水存在局限性;另一方面是人們對飲水影響健康這一認識的逐步深化。特別是近年來,這一行業發展迅猛,據不完全統計,國內大小整機制造企業超過千家。為使這一行業健康發展,需要逐步規范和明確技術發展方向。

        目前,國內有很多企業將新產品的研發方向主要放在外觀和不顧成本地追求易拆裝結構方面。筆者認為,這是不合適的。愛美之心人皆有之,使產品結構有利于拆裝維護,這些都是無可非議的,是設計者追求的目標之一,而問題在于:這不應是技術發展方向的全部,更不應是技術發展的主攻方向。眾所周知,凈水產品是要解決水質污染問題,即向人們提供優質飲用水,筆者認為,當前技術發展的主攻方向應該是:

        1. 如何更徹底地去除水中對人體有害的物質,同時保留對人體有益的物質;

        2. 如何最大限度地減少或消除產品的二次污染問題;

        3. 如何最大限度地減少泄漏;

        4. 盡可能地降低產品的制造和維護成本,使廣大的普通消費者都能從中受益。

        本文主要探討兩類典型凈水產品的技術發展方向,其分別是家用超濾凈水器和家用反滲透凈水器。

        家用超濾凈水器

        該類凈水器典型的處理工藝是采用4支濾芯串連使用,依次分別為PP棉濾芯、粗顆粒活性炭濾芯、細顆粒活性炭濾芯和中空纖維濾芯,或者為韓式濾芯的組合方式:依次為PP棉濾芯、前置活性炭濾芯、中空纖維濾芯和后置活性炭濾芯。

        首先,當中空纖維濾芯設置在最后時,存在下述問題:

        1.因中空纖維是高分子有機物,而所有的有機物遲早都會被細菌分解(或稱降解、腐爛),還可能會析出一些氣味,中空纖維一旦在某個局部被細菌分解,就會導致濾除細菌不可靠。

        2.雖然水中的氣味在經過粒狀活性炭吸附后被除去,但活性炭往往被阻止流向中空纖維表面(因為活性炭的灰會很快使中空維上的微孔堵塞),即中空纖維表面往往是沒有任何活性炭的,因此,如果用戶長時間不使用凈水器(即不放水),被中空纖維所截留的細菌就會在中空纖維的表面產生分泌物。雖然細菌不能透過中空纖維,但細菌的分泌物和高分子有機物析出的氣味是容易透過中空纖維的,所以這種凈水器的出水有時候會有異味,口感很差,喝這樣的水不利于人體健康,這種情況可以將其稱為中空纖維濾芯的二次污染。

        目前,解決上述問題普遍采用的辦法有兩個:一個辦法是如果較長時間不使用凈水器,再次使用時應將這些有異味的水作為廢水排放;另一個辦法是在中空纖維濾芯之后設置后置活性炭濾芯(如韓式濾芯的組合方式那樣),將中空纖維濾芯產生的二次污染物再通過活性炭以吸附的方式予以去除。

        雖然第二個辦法解決了中空纖維濾芯的二次污染問題,但并不圓滿,因為活性炭濾芯是極易滋生細菌的。即便是生產管理十分規范的濾芯生產企業,工藝上做到了活性炭濾芯出廠時微生物不超標,但活性炭濾芯經用戶使用一段時間后仍然存在微生物超標的可能,因此建議后置活性炭濾芯不宜使用太長時間。防止活性炭滋生細菌的辦法還包括載銀(用銀離子抑制細菌繁殖)、碘樹脂和溴樹脂等辦法,這些辦法由于向水中加入了銀(重金屬)、碘或溴,也不能認為是人們樂于接受的辦法。

        其次,許多企業都將超濾凈水器設計成即時凈化的機型(典型的產品是壁掛機),凈水器的凈水流量(或稱制水流量)就等于凈水器的出水流量。須知,活性炭吸附水中有毒有害物質是需要時間的,吸附的時間越長,去除水中的污染物就越徹底,凈化效果就越好,如果水流從活性炭濾芯中快速地一穿而過,時間很短,其凈化效果也就可想而知。雖然經過超濾凈水器處理的水的口感比自來水有顯著的改善,但一般的超濾凈水器的出水口感大都仍顯著劣于瓶裝水(例如農夫山泉),如有對此懷疑者,可以自行親口比對,這表明了超濾凈水器在提升水質方面尚有較大的技術發展空間。

        對于上述中空纖維濾芯的二次污染問題,采用高精度微孔陶瓷取代中空纖維可以有效地將其消除,因為微孔陶瓷是在爐中經高溫燒制而成,其物理、化學性能十分穩定,具有不會溶解、分解、揮發,耐酸、耐堿的優點,且不與水中任何物質反應,也不會老化,是讓人放心的食品衛生級材料。但是,微孔陶瓷因過濾面積太小,容易堵塞,一直是影響其推廣使用的主要障礙。現在,能夠顯著延緩微孔陶瓷堵塞的技術已經問世,其與現有技術相比,能夠將微孔陶瓷的使用壽命提高20倍以上,比較遺憾的是市面上還沒有這種產品。

        理想的超濾凈水器應該具備下述特點:

        1.出水水質完全符合國家標準,出水口感與超市中的瓶裝水相當(例如農夫山泉),并且任何時候從凈水器出水口取得的水都不會出現微生物超標問題。

        2.密封可靠不會泄漏,即使萬一發生泄漏給用戶造成的損失也很小(甚至可以忽略),能夠徹底杜絕"洪水"式泄漏。

        3.維護十分簡單,普通用戶就能操作,基本上不需要專業人員上門維護,并且維護成本(主要指更換濾料的成本)顯著低于桶裝水的費用,濾料如果能夠從一般的超市中買到則最好。

        能夠同時符合上述要求的產品筆者尚未在市場上見到。

        家用反滲透凈水器

        家用反滲透凈水器產品最早從美國引進,其典型的處理工藝是:先經三級預處理濾芯對原水進行預處理,再經反滲透濾芯深度凈化后儲存在壓力儲水罐內,在用戶取水時再經設置在出水管路中的后置活性炭濾芯凈化后流出,在原水壓力不足的地方使用時,還需要在反滲透濾芯的進水管路中設置增壓泵以提高水流動力。該產品在我國至少有十幾年的歷史,遺憾的是:該產品原來存在的問題,現在的市售產品中大多還繼續存在,主要體現在以下幾方面:

        1. 水的利用率太低,導致水資源浪費和預處理濾芯浪費;

        2. 壓力儲水罐不能清洗,時間長了就會滋生細菌,產生二次污染;

        3. 預處理濾芯中的濾料更換很費力,不方便;

        4. 出水中所含人體所需的礦物質太少,長期飲用不利于人體健康;

        5. 反滲透膜在我國北方地區使用極易堵塞。

        第一和第二個問題,已經有一些新技術報道,但市售產品中基本上都沒有這些技術,即問題依然存在。

        對于第三個問題,市場上已經有采用拋棄式預處理濾芯的產品,其更換很方便,密封可靠性也不錯,好像問題已經解決。但筆者認為,采用拋棄式預處理濾芯不是一個很好的解決方法,至少這種解決方法對于資金不寬裕的消費者是不能接受的,因為采用現在市場上那樣的拋棄式濾芯會導致維護成本的顯著上升,并且濾芯中所包含的濾料的量反而減少較多,說白了就是:為了使更換濾芯方便,就得花更多的錢買更少的東西。

        對于第四個問題,進展也不大。雖然業內人士認為采用納濾膜取代反滲透膜,既可以將水中對人體有害的物質去除干凈,又能夠保留適量的對人體有益的礦物質,但采用納濾膜的產品至今仍未大量面市。

        第五個問題是影響家用反滲透凈水器產品大量推廣使用的主要問題之一。通常認為,我國南方的水質中沒有過多的礦物質,采用超濾機就可以滿足使用要求;我國北方的水質中含有過多的礦物質(例如水中鈣鎂離子較多,水質較硬,容易結水垢),而超濾機沒有任何去除礦物質的功能,所以反滲透凈水器在我國北方有較大市場,然而反滲透膜又不適應這種水質,容易堵塞。現在的處理辦法有:先對原水進行離子交換使其軟化,再采用反滲透技術進行深度處理。雖然這樣能夠顯著延長反滲透膜的使用壽命,但這樣做成本較高,而且離子交換需要再生處理,再生時排出的廢水會污染環境,因此仍需要更加合理的解決方法。

        結語

        家用凈水產業是一個年輕的產業,需要解決的技術問題很多,決不是只剩下需要解決外觀和拆裝方便性兩個問題,希望有志之士、有志之企業共同努力,在水質健康、安全衛生方面多下功夫。本文僅代表筆者個人觀點,不妥之處還望同行的專家批評指正。


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