净水器原理到底是什么?

现在,净水器已经成为很多家庭的必备电器。尽管如此,还是很多人对“净水器结构与原理是什么?”一知半解,他们不清楚净水器到底能不能达到净化的效果,只知道净水器很重要,到底净水器真的能达到净水的目的吗?什么净水器比较好?福能达以“让人类不再有水危机,以让更多的人喝上健康安全的饮用水”为关怀,福能达“净水知识“版块将为您答疑!

净水器也叫净水机、水质净化器,是按对水的使用要求对水质进行深度过滤、净化处理的水处理设备。平时所讲的净水器,一般是指用作家庭使用的小型净水设备,其中除了需要水源的净水设备还有不需要水源的净水设备(空气制水机)。但是不管哪种,他们技术核心大多都离不开滤芯装置中的过滤膜。

一般RO净水器结构与原理
一般RO净水器结构与原理

净水机的原理是什么?真的能达到净水的目的吗?

一、净水器原理到底是什么?

净水器的工作原理是什么?随着人们对净水器的进一步了解,同时也产生了这样的疑问,这也表明这个行业已经被大多数的消费者所认同。

目前市场上大部分净水器是采用阻筛过滤原理渐进式结构方式,既采用压力差来进行过滤。好比筛沙子的筛网,大于筛网的将被截留。小于筛网的将透过。水质好不好和网的材料没有区别,主要区别在于网眼的大小。网眼的大小决定过滤的东西。 通俗一点说就是利用各种过滤材质把水中有害的成分拦截下来,出来干净的水,有害的成分通过清洗滤芯排出去。

说到这里,你应该就清楚了吧!没错,净水器原理便是通过一层一层的过滤硬件设备将水中的杂质过滤掉,其任何一种净水器无非就是外壳不一样,其内在的过滤膜目前市场上基本就是这么多种:

石英砂层-- 不锈钢滤网 -- PPF棉 --普通活性炭-- 椰壳活性炭 -- 陶瓷滤芯 -- 绕线滤芯-- 钛芯 --折叠滤芯 -- 中空纤维 -- 纳滤 -- RO膜

越往后,效果越好,RO膜过滤为目前最好的一种终端过滤方式,一般也是最后一层。

二、净水器原理之几种常见的净水技术的原理:微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)、反渗透(RO)

净水器工作原理图解
净水器工作原理图解

净水器原理1-2

净水器原理1-3

净水器原理图
净水器原理图

了解净水器原理的,都知道净水器就是通过各种滤芯,将水一层层净化,达到去除杂质的目的。净水器的滤芯主要包括颗粒活性炭滤芯、反渗透滤芯和后置活性炭滤器。材质较好的滤芯不但可以去除水中的泥沙、铁锈、细菌、悬浮物等杂质,去除水中的异味,还能够去除水中的钙、镁等金属离子和放射性物质,完全净化软化水质。材质差的滤芯净化效果就很一般。净水器的净水效果还得看净水器本身的品质。

常见的膜技术包括微滤、超滤、纳滤和反渗透。电解析应用很少。市面上销售的净水器,除了应急净水设备(例如生命吸管)和滤水壶,几乎都采用膜处理,微滤和超滤属于过滤技术,纳滤和反渗透属于脱盐技术。

各种膜技术的净化效果分析

微滤原理

微滤又称微孔过滤,是以多孔膜(微孔滤膜)为过滤介质,在0.1~0.3MPa的压力推动下,截留溶液中的砂砾、淤泥、黏土等颗粒和贾第虫、隐抱子虫、藻类和一些细菌等,而大量溶剂、小分子及少量大分子溶质都能透过膜的分离过程。

超滤原理

超滤是采用中空纤维过滤新技术,配合三级预处理过滤清除自来水中杂质;超滤微孔小于0.01微米,能彻底滤除水中的细菌、铁锈、胶体等有害物质,保留水中原有的微量元素和矿物质。

纳滤原理

纳滤是一种介于反渗透和超滤之间的压力驱动膜分离过程,纳滤膜的孔径范围在几个纳米左右;用于将相对分子质量较小的物质,如无机盐或葡萄糖、蔗糖等小分子有机物从溶剂中分离出来。

反渗透原理

反渗透(Reverse Osmosis)简称RO,是渗透的一种反向迁移运动,是一种在压力驱动下,借助于半透膜的选择截留作用将溶液中的溶质与溶剂分开的分离方法。可以有效的去除水中的溶解盐、胶体,细菌、病毒、细菌内毒素和大部分有机物等杂质。

三、净水器原理按照滤芯划分,可分为:单机过滤、双级过滤、三级过滤、四级过滤、五级及五级以上过滤。

简单点来说,净水器就是通过一层一层的过滤硬件,将水中的各种杂质过滤掉,从而生产出更干净的水。因此按照滤芯来分,净水器可以分为以下几级:

单级过滤

用1μm或者5μmPP棉聚炳烯纤维滤芯+UDF椰壳颗粒活性炭滤芯,能去除水中大于5μm浮游物及颗料物质,澄清水源、活性炭吸附可有效吸附水中异色异味,水中的余氯,改善水的口感。只适应于优质饮用净水水源。一般自来水的水源经过滤后不能生饮。

双级过滤

用1μm或者5μmPP棉聚丙烯纤维滤芯去除水中大于5μm浮游物及颗料物质,澄清水源;用5μmCTO压粘棒状活性炭滤芯可有效吸附水中异色异味,部分除掉有机,无机杂质,可有效吸附水中余氯,改善水的口感,只适应优质饮用净水水源。比单级过滤口感好。一般自来水水源经过滤后不能生饮。

三级过滤

用5μmPPF聚丙烯纤维滤芯去除水中大于5μm浮游物及颗料物质,澄清水源;用5μmCTO压粘棒状活性炭滤芯可有效吸附水中异色异味,部分除掉有机,无机杂质,可有效吸附水中的余氯,改善水的口感;用0.1μmCF全硅藻微孔陶瓷滤芯。

四级过滤

用0.5μmCF全硅藻微孔陶瓷滤芯能去除水中大于0.5μm铁锈、红虫和浮游物及颗料物质,澄清水源;用5μmCTO压粘棒状活性炭滤芯可有效吸附水中异色异味,部分除掉有机,无机杂质,可有效吸附水中的余氯,改善水的口感;用0.1μmCF全硅藻微孔陶瓷滤芯:能去除水中大于0.1μm的大肠杆菌、沙门氏菌、金葡萄球菌、绿脓杆菌和霉菌致病菌;用PPF聚炳烯纤维+UDF椰壳颗粒活性炭双级滤芯能去除水中异色异味,使净化水有甘醇甜美新鲜水的口感。适应一般自来水水源,配合前预处理工艺,经处理过的水达到CJ94-1999。

饮用净水水质标准的净水,可直接生饮,比三级过滤口感好。

五级及五级以上过滤

随着科技的发展,甚至出现了10级或是更高过滤级别,以福能达空气制水机为例,福能达空气制水机共有七级过滤,三级空气过滤,四级水过滤。

空气制水机

1、三级空气过滤

三级空气过滤

1.1、粗效过滤层:拦截大型杂质,如毛发纤维等;

1.2、HEPA高效过滤层:拦截大于5微米杂质,如花粉、浓烟、颗粒等;

1.3、活性炭+改性分子筛:吸附异色异味,氨、苯酚、甲醛等有害气体。

2、四级水过滤

四级水过滤

2.1、PP+碳棒可有效过滤水中胶体、异色异味;

2.2、RO膜过滤精度可达到0.001~0.0001μm,有效拦截水中的细菌、重金属等;

2.3、UF+C进一步过滤水中大肠杆菌,降低菌落总数,吸附水中残余有机物等;

2.4、离子交换树脂可去除水中钙镁离子、软化水质。

四、净水器并不能直接出“矿泉水”

了解净水器原理的人都知道,净水器只能净化我们的饮用水的水质,净水器根本不可能直接出“矿泉水”,顶多也就是“矿物质水”。矿泉水是从地下深处自然涌出或钻井采集,经底层常年的过滤、净化和活化作用,富含矿物质,人体吸收率高。

市面上有两种主流净水机,一种采用超滤技术,号称可以保留水中的有益矿物质。但是这种过滤技术的精度,只能去除水中的悬浮颗粒和部分微生物。溶解在水中的物质是没法去掉的。所以保留有益矿物质的同时,所有无益的或者是有害的可溶性物质,也会一并保留。

另一种采用反渗透技术,这种技术的过滤精度比较高,可以去除水中的几乎所有物质,包括细菌甚至病毒,以及水中的所有可溶性物质。缺点就是水中的所有有益物质也一并过滤掉了。

我的选择是反渗透技术的净水机。净水器的主要功能是保证我们的饮水安全,我们需因地制宜,实在不了解水质情况,反渗透净水器是一个不错的选择。我们为什么要依靠水里那一点点矿物质呢?不能从蔬菜水果、鱼奶肉蛋、大米白面中好好获得吗?喝水,只是为了满足身体对于水的需要,我们吃的一日三餐,才是获取营养素的主要途径。因此我们要多了解净水器原理及结构等相关知识,我们才能选择到比较好的净水器

五、为什么净水器会排放废水?

了解了净水器原理,你就知道净水器的关键问题是,如何才能将水中的杂质过滤掉?

净水器使用的过滤方式有很多,比如PPF棉、活性炭、绕线滤芯、中空纤维、纳滤、RO膜等,其中RO膜过滤是一种终端过滤方式,一般在最后一层。在净水过程中,初级过滤一般可以过滤掉较大的颗粒物,滤芯可以进一步过滤部分重金属,而RO膜可以过滤水中的任何物质。不同的净水器,由于使用的滤芯不同,净水效果也有很大的差异。

于是说起净水器原理,这里就不得不重点介绍下RO膜的工作原理了。

空气制水机的RO膜

作为净水的最后一环,RO膜又是如何工作的?RO膜即反渗透膜,它的孔径只有0.1纳米,通过增加水压,将直径0.324纳米的水分子挤到膜的另一侧,成为饮用水。而细菌、病毒的孔径是它的1000-5000倍,只能和其他重金属等杂质一起经废水管排出。

简单来说,会产生废水的多为反渗透净水器,反渗透净水器的核心部件反渗透膜在工作的过程实际上是一个液体浓缩的过程,水中的含盐量随着水流过反渗透膜表面不断的增加,水的渗透压也不断的增加。当渗透压增加到增压泵的压力时,水就不能通过反渗透膜流入净水一端。另外由于水中矿物质浓度的不断增加,一些矿物质就会在反渗透膜表面沉积下来,并堵塞反渗透膜的孔隙,导致反渗透膜产水量下降和脱盐率下降。反渗透净水器工作的过程中要避免以上现象的发生,所以所有的在应用的反渗透膜都有一个能将进水制成产品水的比例,称之为“回收率”。(自来水被压缩通过反渗透膜后,变成了清水和浓水两部分,清水和浓水的比例就是废水率。)

但是也有不排放废水的净水设备——空气制水机

与其他的净水器相比,空气制水机所使用的反渗透技术是自主研发的技术,处理过的水更加洁净、健康,且不排放废水。起初,这种技术应用于航天技术,解决宇航员用水问题。后来广泛应用于海水淡化、医药、污水处理等领域。

目前市场上净水器类型很多,是否有RO反渗透膜,是挑选净水器的一个重要标准。福能达空气制水机,是反渗透净水器家族中的一个好的代表。值得一提的是,它的水份来源于空气中的水,本身比自来水更加洁净,这也是它优于与其他净水设备的核心特点,因此不止适用于城市,也是一款适合农村用的净水器

六、结语

儿时饮用泉水已变成遥远的记忆,身处在现代社会,我们不得不依靠现代高科技产品保障健康饮水。了解净水器原理,通过多种改善水质方式的对比,饮用从终端过滤的水才是改善水质的方法,所以无论什么家庭都有必要装净水器,健康的生活离不开净水设备。目前,净水器作为一种有效的家庭水处理设备,已被绝大多数消费者所接受和认可。可以预见的是,家用净水器必将引领新一轮的时尚家装潮流,并成为未来家庭饮用水的主流趋势。

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