一、 引言:
一方面水质污染日趋加重,自来水常规处理工艺对处理现代化工农业所产生的微污染水
存在局限性,另一方面在市政供水中还存在着二次污染的问题,如高层的水箱供水,漫长的自来水输送管线,都会对管网末梢的自来水造成潜在污染。
管网末梢自来水常见污染(表一)
目前,很多疾病与饮用水都有关。据美国水质专家在研究皮肤对水中有害物质的吸收指出:1/3经沐浴时吸入,1/3经口摄入,1/3洗涤或洗漱时吸入。由此可见,厨房洗菜、做饭、沐浴、洗漱等用水的水质也一样要达到饮水标准,特别是妇女、儿童和老人对水质要求更高。在中国因水质污染而引起各种疾病越来越多,解决饮水污染已迫在眉睫。
而相对于桶装纯净水和管道分质供水,净水器具有使用方便、价格实惠、现制现用水质新鲜、无二次污染等等优点,深受广大居民欢迎,是饮用水深度净化中应用最广泛、最有发展前途的处理方式。
此外,随着人民生活水平的日益提高,消费者对饮水健康的逐渐重视,为终端净水设备产品带来了新的发展契机。
二、 现有净水技术
现阶段家用净水机的技术类别: 序号 类型 特征
A、混装型。属于欧美流派,其优点是介于(2)(3)两者之间,较为简单,易于规模化生产;销售口径简单,易于推广。
从技术方面看,该类产品,使用前提是原水水质比较好(合格的城市供水),大孔径,大流量,否则,若某项自来水水质超标,会导致某种滤料使用寿命缩短或净水机本身并无解决能力,从而整个机器的过滤功效无法得到保证。
B、集成型。起源于英国,大规模兴起于日韩。其优点在于可以因地制水,对原水水质要求不高,属于定制化产品。
从技术角度看,该类产品更适合中国“水情”,针对不同“水情”,定制处理工艺,选配滤芯,更科学。但从成本角度看,由于该类产品滤芯款式多,生产成本较高(与其他两类比)。
C、单一型。属于中国本土流派。其优点是,结构简单,单项功能强大,易于规模化生产,易于传播、推广。
从技术角度看,由于中国的水质千差万别,“单项冠军”未必比“全能王”更适合中国水质。
总之,这三类技术流派在未来很长一段时间内将会共存,而集成型技术,发展前景可能会更好。
[考虑到国内水质的多样性,在开发净水器时,选择集成型技术。] 附件一:家用净水常见滤芯及其功能
三、 市场现有产品技术实现方案
1、市场现有产品超滤技术方案 – 附件二
2、市场现有产品反渗透技术方案 –附件三 3、总结与分析:
纵观国内净水器的发展历史、以及对市场现有产品的技术方案的分析,应该说净水器的处理工艺流程已相对成熟,核心处理工艺:活性炭吸附+膜处理;如PP棉→前置活性碳→活性炭棒→超滤膜/RO→后置活性炭。
深度分析:膜之前的三级作为预处理工艺(去除大部分的微粒物质、胶体;并吸附大部分的有机物、余氯等),有效保护膜、并延长膜的使用寿命。[理论分析-针对一般水质而言:第一级放置PP棉的意义:在于去除大部分的泥沙、铁锈、胶体等悬浮物,增强第二级活性炭吸附的效果。 - - 倘若第一级接活性炭则泥沙、铁锈、胶体等悬浮物必然覆盖在碳颗粒
上,从而堵塞碳微孔,降低其对有机物、余氯的吸附效率。] – 前段时间在市场考察时,发现原先单管走天下的爱惠浦净水器也在其净水器前外置了一PP棉滤芯;以延长其净水器使用寿命。 [特别是在南方胶体含量比较大、铁锈司空见惯的地区,PP棉作为第一级处理,能够起到很好的预处理作用]
[实验检测发现:经PP棉滤芯处理后的水与原水相比浊度明显下降。]
处理完泥沙、铁锈、胶体等悬浮物后,我们的处理目标主要针对水中的有机物、余氯等污染物,这就需要靠活性炭来一显身手。[建议采用国外进口的高品质椰壳炭-碘值在1100以上],由于活性炭是颗粒状的,而且在通过活性炭滤芯后,难免有些碳粉会与水一起流出第二级滤芯,如果直接通入膜,这很容易引起膜堵塞。因此有必要在膜前再加一道过滤处理有厂家选择了成本较低的PP棉;也由厂家选择了成本稍高的压缩活性炭、烧结活性炭;对比分析:PP棉仅起到滤过作用,而后者既起到过滤作用,又起到了吸附的双重作用,[建议采用高品质的烧结活性炭碳棒]
[前期实验测试也的确发现通过颗粒活性碳滤芯后水的浊度又上升了]
当然水质好的地区、采用高品质的颗粒活性碳(颗粒度均匀,灰质含量小于2%),则可以不用第三级的碳棒滤过和吸附处理。
[视水质来选择工艺 – 建议:建立各目标市场的水质数据库。]
经过前三级的预处理,再进入膜微处理阶段,去除小分子有机物、剩余微粒、以及细菌等微生物,其处理效果大大提升。[建议:采用高品质的超滤膜:如韩佳、美能等,以确保除菌率和使用寿命。]
最后为了有效改善饮用水的口感,需要增加一级后置活性炭。[吸附水中未完全去除的余氯、小分子有机物。以及高分子膜本身可能附带的气味。注:后置活性炭也有采用载Ag活性炭的,但是目前国产的载Ag活性炭,因技术、品质控制等方面原因,大多达不到要求(如:使用前期Ag+往往超标,而且使用一小段时间后就失效了)- 因此如果要选择载Ag活性炭,则要严格按标准进行对比实验分析。目前载Ag碳较好的厂家:卡提斯(法国)
另近年来,活性碳纤维在家用净水器上逐步得到应用:采用湿式铸模将活性炭颗粒及纤维结合,它的微孔比颗粒活性炭更多,比表面积更大(1000~1600m2/g),吸附容量更大(高2~6倍),吸附速度更快。对余氯、及有机物有更强的去除作用。也可添加载Ag活性炭/离子交换树脂使其具有抗菌功能/除重金属功能。但目前由于价格稍贵,尚未得到广泛应用。
综上所述,净水器的处理工艺的选择主要有:
PP棉→前置活性碳→活性炭棒→超滤膜/RO→后置活性炭。
PP棉→前置活性碳→超滤膜/RO→后置活性炭 [水质好,且采用高品质活性炭] PP棉→碳纤维→超滤膜/RO→后置活性炭
在确定了几种可选的处理工艺后,选用耗材的品质,对净水效果就有决定性的作用。下一阶段各类耗材的比选,将是品质控制的重点。我们需要进行大量的对比试验,及老化试验,来选择合适的耗材。
四、净水器出水预期效果:
目前净水器国家标准尚未出台,净水器的检测标准主要参考以下两个规范: 生活饮用水水质处理器卫生安全与功能评价规范--一般水质处理器(2001)-附件四 生活饮用水水质处理器卫生安全与功能评价规范--反渗透处理装置(2001)-附件五
附国家生活饮用水卫生标准: