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              凈水器方案開發設計

              2020-05-09 10:37:54 hongling

              凈水器也稱凈水機,凈水器的功能就是過濾水中的漂浮物,重金屬、細菌、病毒等都去除掉,從而保證出水是安全的。早期的凈水機是英國所發明,只是政府使用的大型公共衛生凈水系統,隨著科技的進步,凈水器越來越小型化,開始進入家庭使用。

              家用凈水器作為新時代符合人們飲水要求的一種凈水機器,其凈水技術的發展直接關系到家用凈水器的使用性能以及安全,提高飲水器的凈水技術,可以有效地推動飲水器企業的發展,同時,能夠為人們的飲用水健康提供一定的安全保障,鑒于目前我國人民對飲用水質量安全的高要求,我們可以發現,家用飲水器的未來發展還是有一個相當好的前景的。

              一、凈水器技術原理分類

              凈水器產品種類泛多,主要有直飲水機、純水機、軟水機、廚房凈水器、R0機、電解凈水器、管線直飲水機、龍頭凈水器、DIY凈水器、雙筒雙凈超濾機、廚飲凈水器。按水質處理方式分為10類。

              1、軟化法,是指將水中硬度(主要指水中鈣、鎂離子)去除或降低一定的程度。水在軟化過程中,只是軟化水質,而不能改善水質。

              2、蒸餾法,是指將水煮沸,然后收集蒸汽,使之冷卻和凝結成液體。蒸餾水是極安全的飲用水,但有一些問題要進一步探討。由于蒸餾水不含礦物質,這成為反對者提出人的壽命容易老化的理由。另外利用蒸餾法成本較高,耗費能源,不能去除水中揮發性物質。

              3、煮沸法,是指自來水煮沸后飲用,這是一種古老的方法,在國內普遍地應用。水煮沸可殺死細菌,但一些化學物質和重金屬不能去除,即使其含量極低,所以飲用仍是不安全的。

              4、磁化法,是指利用磁場效應處理水,稱為水的磁化處理。磁化處理的過程就是水在垂直于磁力線的方向通過磁鐵后,即完成磁化處理的過程。中國對水的磁化處理仍是處于實踐和研究的初級階段。

              5、礦化法,是指在凈化的基礎上再向水中增添對人體有益的礦物元素(如鈣、鋅、鍶等元素)。市售凈水器一般通過在凈水器中添加麥飯石來達到礦化的目的。

              6、臭氧、紫外線殺菌法,這些方面都只能殺菌,去除不掉水中的重金屬和化學物質,經殺死的細菌尸體仍殘留在水中,而成為熱原。

              7、活性碳吸附法??煞譃橐韵氯N形態:一、顆?;钚蕴枯^為常用,多用本質、煤質、果殼(核)等含碳物質通過化學法或物理活化法制成。它有非常多的微孔和比表面積,因而具有很強的吸附能力,能有效地吸附水中的有機污染物。此外在活化過程中,活性碳表面的非結晶部位形成一些含氧官能團,這些基團使活性碳具有化學吸附和催化氧化、還原性能,能有效去除水中一些金屬離子。二、滲銀活性碳將活性炭和銀結合在一起,不僅對水中有機污染物有吸附作用,還具有殺菌作用,而且在活性炭內不會滋長細菌,解決了凈水器出水有時出現亞硝酸鹽含凈水器量高的問題。當水通過滲銀活性碳時,銀離子就會慢慢釋放出來,起到消毒殺菌作用。由于活性炭對除去水中色、溴、氯、鐵、砷、汞,氰化物、酚等具有較好效果,除菌效果90%以上,因此被應用小型凈水器中。三、纖維活性炭有機炭纖維經活化處理后形成的一種新型吸附材料,具有發達的微孔結構,巨大的比表面積,以及眾多的官能團。國外在采用纖維活性炭進行溶劑回收,氣體凈化等方面已取得了顯著的成就;在水處理應用方面也做了大量的研究工作。

              8、R0逆滲透膜法。R0逆滲透是一種通過國際流行的反滲透等辦法,對原水進行過濾處理(物理法)后不添加任何化合物而生產出可供人類直接飲用的純凈水機器(也稱為終端凈水設備)。施加壓力令其通過孔徑大小為萬分之一微米的RO(反滲透,英文Revers e Osmosi s)膜,最后通過材質為果殼(椰殼)的載銀活性碳(又名小T33)調節水的酸堿度(使制出的純凈水口感變得甘甜醇美)而生產出純凈水。逆滲透技術:逆滲透原文是REVERSE OSMO—SIS,它是美國太空總署集合多國科學家,在政府支持下,花費數十億美元,經過多年研究而成。逆滲透的原理是在原水一方施加比自然滲透壓力更大的壓力,使水分子由濃度高的一方逆滲透到濃度低的一方。由于的孔徑遠遠小于病例毒和細菌的幾百倍乃至上千倍以上,故各種病毒、細菌、重金屬、固體可溶物、污染有機物、鈣鎂離子等根本無法通過逆滲透膜,從而達到水質軟化凈化的目的。

              9、微過濾及超過濾法。微過濾法是用纖維素或高分子材料制成的微孔濾膜,利用其均一孔徑來截留水中的微粒、細菌、膠體等,使其不通過濾膜而被去除。這種微孔膜過濾技術又稱粒密過濾技術,能夠過濾微米或納米級的微粒和細菌。超過濾和微過濾都屬于膜分離技術,兩者之間不存在明顯的界限,超過濾的工作壓力一般以0.3兆帕左右,可去除水中大分子物質、細菌、病毒等,但通量較低。

              10、復合法。當一種工藝難以去除水中有害物質時,采用二種或兩種以上的工藝即為復合型。如活性炭吸附、紫外線殺菌、活性炭吸附反滲透、活性炭吸附微過濾(超過濾)、聚丙烯超細纖維、活性炭、微過濾(超過濾)等在復合型凈水器中,膜技術復合凈水器凈水性能優良,特別在去除微生物(細菌、藻類等)方面有比較顯著的效果,其中一些品質優良的凈水器出水可以直接生飲,得到了廣大消費者的歡迎,已成為凈水器當前發展的熱點。

              深圳凈水器方案開發

              二、家用凈水器方案的關鍵技術

              凈水器的技術核心為濾芯裝置中的過濾膜,目前主要技術來源于超濾膜、RO反滲透膜、納濾膜三種。對家用凈水器的研究與開發始于六十年代?,F在對家用飲水凈水器的研究主要是除有機物與無機污染物和除菌。家用凈水器按照其設計規范主要是以城市自來水為處理水源的,但在國內部分地區,特別是北方城市也有以城市地下水為處理水源。但從技術角度而言,目前家用凈水企業所生產的產品基本是以城市自來水為處理水源,并以此來確定產品關鍵技術的研發方向。其凈水關鍵技術主要圍繞以下幾方面來展開:

              按照國家適用標準的要求,生產企業主要遵照兩個文件標準,分別為GB5749-2006《生活飲用水衛生標準》和《生活飲用水水質處理器衛生安全與功能評價規范》。家用凈水器的另外一些技術標準正在制定當中,目前真正對行業起到監督規范作用的為衛生部的安全規范文件,所有凈水企業均按照此標準進行生產制造,符合安全規范標準并取得衛生許可批件的產品即為合格產品,允許上市流通。

              在適用水源和衛生規范允許范圍內生產的凈水產品,其關鍵技術主要圍繞三方面展開,分別為:

              1、一般水處理技術。

              包括機械過濾、吸附、消毒、軟化、電解、超濾、納濾、反滲透精濾等。

              2、凈水組合技術。

              以不同水質處理目的而形成的組合凈水技術,包括:水質調節、純凈處理、凈化處理、分質凈化、水質軟化等,并將多項技術根據目的的不同進行整合。

              3、多重凈水功能配置技術。

              以水質凈化為核心的多功能配置技術,包含:冷熱直飲機、無管線凈飲機、飲水臺、開水器等。其中,直飲機的發展較快,但從使用的便捷性上來講,直飲機需要安裝管線,成為制約其發展的一個瓶頸,經過產品改良,企業新研制推出了無管線凈飲機,實現了直飲機的功能但免卻了安裝環節,推向市場后取得了明顯的銷售業績。

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              三、凈水器關鍵技術的發展趨勢

              1、反滲透技術將成為主流凈水技術,其技術發展趨勢如下。

              1)超低壓技術將是安全、高效的技術發展方向。目前傳統反滲透產品在使用時需配備壓力罐,在使用過程中容易成為細菌滋生點。如果超低壓技術的廣泛實現,將取消壓力罐,實現RO膜出水的直接飲用,去除中間存在的可能二次污染的環節。但是目前超低壓技術在整個世界范圍內來講也是在不斷發展中,國內膜企業的一些超低壓技術依然存在不穩定狀態,技術不成熟。而國外一些大型膜企業對于超低壓膜技術也在開發進程中。所以說,這是反滲透技術的一個極具空間的發展方向。

              2)抗污染膜是技術提升、降低用戶使用成本的關鍵所在?,F在市場上反滲透膜的抗污染能力依然欠缺,特別是北方地區水質硬度高,對膜的損傷程度更大?,F在企業設計的RO膜使用壽命為3~5年,但是在實際應用上的期限則為1~2年。這樣也無形當中增加了用戶的使用成本,所以抗污染的RO膜是企業未來研發的方向之一。

              3)碳納米管技術是一種新型的去離子技術,是美國斯坦福大學新近研發成功的新技術,這項技術可以有效的替代目前所使用的反滲透技術,不僅具有低成本特點,同時在去離子的同時也能夠保持水中對人體有益的微量元素,有可能在家用凈水領域得到大范圍應用。

              2、時尚精致的水質調節技術產品將逐步普及。

              目前國內家用水處理行業還處于初步階段,隨著飲用水新國標頒布后,目前全國各地特別是大中型城市的自來水工廠都在進行改造,這意味著在不遠的將來,城市供水基本上要嚴格按照國家標準實施。那么對凈水產品來講,則在去除細菌、重金屬污染等研發和推廣方面多有調整,其技術發展趨勢有:

              1)功能簡單、分類使用(龍頭、水壺、桌上型);國外凈水產品和國內有著明顯的區別,例如歐洲地區,特別是德國,基本使用凈水壺,飛利浦的水龍頭凈水器、日本松下、三菱生產的桌上小型凈水器等也非常流行,之所以這些產品高度普及,是因為其自來水水質基本可以達到生飲標準,所以用戶對凈水產品的功能需求與國內完全不同。歐美凈水市場的今天就是我國凈水行業的明天。

              2)和冷熱功能結合的桌上飲用裝置;這類產品目前在韓國及臺灣地區非常流行,該類產品具有凈化和冷熱雙重功能。而在歐洲地區該類產品制作的更為精良、迷你,能夠放在桌上直接飲用。

              3)便攜式的旅行凈水裝備??旖莘奖愕谋銛y式小型凈水器將擁有越來越寬廣的市場。

              4)濾料品質技術不斷提升。新型凈水器將采用更為優質的活性炭、多功能離子交換樹脂和超低壓精密超濾膜等。

              3、家庭中央分質凈水將擁有更多的市場機遇,主要針對兩大類產品。

              1)以超濾技術為核心的大通量家庭分質凈水技術。這類技術適用于南方地區,正如現在使用的家用中央空調一樣。該類產品雖然目前市場份額不大,但是也是今后的一個發展趨勢。

              2)離子交換配合超濾技術為核心的軟化分質凈水技術。這類技術目前在美國或者水質硬度較高的國家及地區應用較多,在我國北方及石灰巖地區也非常適用。

              4、廚電化整合或許是下一步的凈水器技術升級。

              1)隨著廚電產品向集成化的發展,家用凈水產品將來和廚電產品的結合度會越來越高,特別表現為櫥柜嵌入式凈水裝置。2012年上海家電博覽會上已經出現了相關配套銷售的產品樣品。

              2)具有冷熱飲用功能的凈化直飲機將開始采取櫥柜嵌入式設計,包括水路及控制電路、出水龍頭將集成化設計,這也是一種新的發展模式。

              5、電解凈水將擁有較好的市場前景。

              電解凈水器是目前在國內存在爭議的一種產品,但該產品在日本、韓國、美國的應用已經十分普遍,這也是國內凈水企業在下一步發展中可以借鑒和參考的發展趨勢之一。

              1)和超濾技術有效結合的設計精巧、智能化程度高的家庭電解水裝置將成為健康養生的選擇。

              2)電解凈水器產品在國內生產所采用的電解槽、離子交換膜等均采用進口元件進行組裝,優質電解槽、離子交換膜將成為整機品質的重要保障。

              佛山凈水器電路板設計

              四、凈水器濾芯更換周期建議

              不同濾芯的更換頻次和時間是不同的,因此首先要弄清楚自家購買的凈水器屬于什么濾芯,另外還可以參考說明書里面的廠家建議更換濾芯的時間。

              1、PPC復合濾芯

              PPC復合濾芯一般建議更換時間是3-6個月左右,具體還需要根據用戶家里的水質情況來決定,最長不超過1年時間,一般是根據凈水器機器上面的提示來進行更換,如果凈水器上面的PPC復合濾芯有紅色滴滴提示,說明需要更換凈水器的PPC濾芯了,一般分為1級和2級這兩個濾芯,需要在半年左右更換一次。

              2、CPP復合濾芯

              CPP復合濾芯一般使用時間是6個月左右,就需要更換一次,一般使用時間會比PPC復合濾芯時間略微長一點,但是也不會長太久,建議根據凈水器機器上面的提示來進行更換,如果提示需要更換,那就及時更換吧!

              3、RO膜濾芯

              RO膜濾芯是最后一個三級濾芯,這個濾芯可以過濾細小的物質,一般使用時間較長,大概時間在2-3年左右,具體更換時間還需要根據使用頻次以及水質來決定,當凈水器機器上面的RO濾芯燈已經亮紅色了提示更換了,再進行更換即可。,

              4、以下是網友根據自各自使用經驗分享的更換濾芯周期。

              觀點一:正常3-6個月換,如果是陶瓷濾芯,換下來及時用刨刀刨一層,還可以繼續使用。

              觀點二:這種東西自己擰開來換一下就行了,我都是自己換的。3M搞的是復合濾芯,使用成本高。不如多級濾芯。我家的前二級都裝了pp棉,這樣可以1年同時換二根。后幾級用個3-5年都不用換。實在水量變小再換好了。

              觀點三:需要6個月更換的是PP棉,這個其實是最便宜的一種,10多塊錢而已。后面貴的濾芯可以用很多年。但一些品牌把他們都整合在一起,逼著你們同時更換。只要廚房有容納的空間,使用多級濾芯是效果最好,成本最低的方法。

              五、家用凈水器方案的總結

              經過國內家用凈水行業近2 0年的發展,家用凈水技術得到了較大的發展,尤其是各類零部件的配套已在國內逐步建立起來,但核心技術的發展仍存在較大的發展空間。如國產活性炭的綜合性能不穩定;超濾技術良莠不齊,在親水性和一致性方面較落后;RO膜核心技術欠缺,超低壓技術的研發能力薄弱;其他諸如碳納米管、電解還原等方面的研究尚未起步,這一切還將有賴于廣大的家用凈水產品生產廠家的不斷努力。

              國家已將飲水安全保障技術納入十二五的發展規劃,期待著國家相關科研院所及有實力的凈水企業加大對凈水核心技術的研究及對產業化的重視和投入,為凈水行業的健康發展提供有力保障。



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