此文最近更新于 2020 年 08 月 09 日 ,由于某些文章具有时效性,如若发现请留言告知。

前几天买了台净水器,老妈一个劲的说我浪费钱,我跟她讲解这净水器如何如何的好,像人的肾一样,过滤掉那些脏物质。老妈神叨叨的来了一句:“肾过滤完不是尿吗?”哈哈哈哈,今天就来说说如何挑选家用净水设备,分享一下之前做的功课。

01. 购买净水设备的目的

换句话说,我们的自来水(可能)有哪些问题?基本上,家庭自来水的水质是由以下几个因素决定的:

① 所在地区自来水厂的净化工艺

传统的絮凝沉淀过滤消毒四部曲,早已不适合我国水污染严重的国情,因为传统工艺主要针对的是水中的微生物,如果水源被重金属离子和有机化合物所污染,起到的净化作用就相当有限。不过近年来很多大城市的自来水厂已经在引入深度水处理工艺,比如臭氧 - 活性碳技术,或者更高级的膜分离技术。建议大家度娘了解下自家所在地区目前采用的自来水工艺,作为针对性选购净水设备的参考

② 所在地区的自来水管路

虽然一二线城市的出厂水质近年来有了提升,然并卵在管道输送的过程中,二次污染的问题依然严重。锈蚀的管道内壁会有结垢,滋生细菌,特别是早年间市政用的大多是易锈蚀的钢管铁管。所以相对而言,一些新建新区开发区楼盘的水质普遍比市中心老城厢好一些,毕竟现在新型管路材料的耐锈蚀性要高多了,虽然市政也在逐步更换老城区的管路系统,但短期内不太可能一步到位。

自来水管路
自来水管路

这里插播一下余氯的问题。我国自来水一个显著的特点就是余氯含量高,大家都知道氯是用来消毒的,而水厂因为必须考虑到输送过程中管路污染可能带来的细菌,所以宁可多加一点以保证安全。虽然氯本身对人体的影响也有争议,但至少相对于杀菌不彻底的危害来说要小得多了。

③ 所在楼宇小区的供水系统

相对而言,通过高压变频泵直接输水的楼宇,比设高层储水箱,再通过水箱供水到每家每户的方式要好很多,你也不太相信物业会定期去给水箱彻底消毒吧。

高层储水箱
高层储水箱

总结一下,我们购买的净水设备,主要是为了对付:管网老化带来的铁锈、污垢、颗粒悬浮物;自来水处理工艺落后,没能去除部分对人体有害的分子化合物;细菌病毒微生物;余氯;管网里带来的重金属离子;钙镁离子(形成水垢的主要元素)。

02. 家用净水设备主要技术

了解了问题都有什么,再来看看解决方案。

目前市面上的家用净水设备宣传可谓五花八门,价格差别也相当的大,抛开天花乱坠的营销概念,常用家用净水技术可以分为三大类:过滤,吸附,离子交换。

① 过滤

包括不锈钢滤网、PP 棉滤芯、超滤膜、纳滤膜、反渗透膜…… 总之各种各样的膜,基本原理都是简单的过滤。

这其中,不锈钢滤网和 PP 棉滤芯只能滤掉微米级别的颗粒物,比如铁锈泥沙之类的,一般应用于前置过滤器或多层过滤的第一层。

各种各样高大上的膜技术。简单的说,就是用极小的孔径过滤掉水中纳米级别的微粒,膜的孔径越小,过滤精度当然也就越高,比如:超滤膜的孔径从几纳米到几十纳米,基本可以滤掉各种细菌病毒,以及大分子化合物,但是滤不掉小分子化合物和金属离子。而反渗透 RO 膜的孔径则只有 0.1 纳米,0.1 纳米是什么概念?给你个直观参照物:水分子的直径是 0.4 纳米。

RO 膜
新旧 RO 膜

等等…… 那么水分子是怎么过去的?答案是加高压挤过去。那既然水分子能挤过去,那么其他微粒是不是也会被挤过去?好像是这么个道理的样子。

其实原理是这样的,首先,粒径差距太大肯定挤不过去的,而粒径在零点几纳米级别,有可能被挤过去的主要都是离子,包括形成水垢的钠鎂离子,也包括对人体有害的重金属离子。但是离子是带电荷的,超滤净水机和反渗透净水机一个核心的区别就是反渗透需要插电,原因之一是刚才说了是为了增压,另一个原因是让膜上带电,从而阻止离子通过。

所以从过滤效果上来看,反渗透膜显然要优于其他的过滤方式,也只有反渗透膜,能制造出真正的 “纯净水”。当然这种技术的缺点也很明显,后面我们再说。

② 吸附

吸附技术,主要指的就是应用最为广泛的活性炭。

活性炭就是通过 “活化”,在碳的表面制造复杂的孔隙结构,从而具有巨大的表面积,能有效地吸附大多数有机污染物和某些无机物,对去除余氯和其他异味非常有效。而且活性炭的另外一个特点就是可以在制造的时候引入含氧基团,在水中形成电子云,从而对金属离子也有一定的吸附作用,但缺点是吸附能力受 pH 值的影响较大。

总的来说,活性炭吸附对有机物和气体比较有效,对离子的效果一般,一般会和其他技术结合起来应用,比如大名鼎鼎的 Brita(碧然德)滤水壶,就是结合了活性炭和离子交换技术的产物,这个后面详细说。

另外,活性炭的最大优势就是门槛低、应用广泛,但门槛低往往同时意味着鱼龙混杂,不同等级的活性炭滤芯,吸附能力差别非常的大,更不要说有些无良商家,干脆拿没有活化过的炭化料出来骗人,反正普通人肉眼很难看出区别。

③ 离子交换

离子交换的原理,是树脂在水里释放出某些阳离子(如 H + 或 Na+)或阴离子(如 OH-或 Cl-),同时吸附水中原来存有的其他阳离子或阴离子,即树脂中的离子与水中的离子互相交换。常见的应用就是用钠离子置换水中的钙镁离子,起到软化水质,避免水垢的作用。

03. 市场上常见的净水设备及功能范围

① 前置过滤器

前面说过,老旧的市政自来水管道和无人清理的小区楼顶水箱,会带来大颗粒的二次污染物,针对性的解决方案就是前置过滤器。

应用技术:过滤

过滤精度:低(几十微米级别)

过滤材料:不锈钢滤网

过滤物质:泥沙、水锈、藻类、悬浮颗粒物

安装位置:管道前端,入户水表后面

功能目的:保护家用管路、厨卫设施、电器

耗材:无需定期更换耗材

前置过滤器

前置过滤器的价格,从六七十元的某宝杂牌到上千元的进口大牌不等。造成价格差异的因素包括:

I. 阀头滤壳密封圈采用的的材料。进口一线品牌的标准配置是:无铅抗脱锌黄铜阀头、ABS 塑料壳体、NBR 橡胶垫圈。

II. 是否带稳压装置。稳定入户水压,防止因水锤现象形成的水压突变对水电设备造成冲击伤害,从而有效防止水电设备爆裂。带稳压功能的前置过滤上面会有压力表。

III. 冲洗方式。前置过滤器是不需要更换滤芯的,所以采用何种方式定期冲洗滤网,避免被过滤出的杂质造成堵塞非常重要,冲洗效果从高到低依次为:反冲洗、虹吸、顺冲。

② 直饮机

前置过滤器只能起到保护管路和家里水电设施的作用,因为过滤精度的限制,无法去除余氯、金属离子、细菌病毒以及对人体有害的化合物,所以用于饮用的水需要进一步更高标准的净化。而直饮水净化也是营销概念最五花八门,各种高科技名词层出不穷的领域。

根据所采用的核心技术的区别,直饮水机分为三大类:

第一类:活性炭吸附 + 膜过滤

举个栗子:3M DWS2500(猛戳去买

应用技术:PP 棉预处理 + 活性炭吸附 + 0.2 微米膜过滤(滤芯猛戳这里去买

特点:膜的过滤精度不高,只能滤掉大分子化合物,以及一部分细菌和病毒,小分子化合物和余氯主要靠活性炭吸附,对重金属和形成水垢的钙镁离子作用有限,活性炭的质量和吸附能力对这类产品来说至关重要。

3M DWS2500
3M DWS2500

第二类:活性炭吸附 + 膜过滤 + 离子交换

举个栗子:爱惠浦 Everpure OW4(猛戳去买

应用技术:PP 棉预处理 + 活性炭吸附 + 0.5 微米膜过滤 + KDF 离子交换(滤芯猛戳这里去买

再举个栗子:道尔顿 Doulton DIS(猛戳去买

应用技术:0.2 微米陶瓷过滤 + 活性炭吸附 + ATS 离子交换(滤芯猛戳这里去买

这类设备的特点:引入了离子交换技术,以弥补活性炭和膜过滤对重金属离子处理能力的不足,比如 KDF 技术是用锌离子置换重金属,ATS 用的是氢离子。

Everpure OW4
Everpure OW4

这里顺便说一下 Brita(碧然德)滤水壶(猛戳去买

应用技术:载银活性炭吸附 + 钾离子交换

虽然载银活性炭与普通活性炭相比,有了一定的杀菌能力,但因为没有经过膜或陶瓷过滤,Brita 官方还是建议中国用户将净化后的水烧开再饮用。

说到离子交换,有很多人会问,用于交换的金属阳离子,比如钾、锌、钠,对人体有没有危害?首先,用于置换的离子都是人体必需的矿物质;其次,离子置换后的水中,这些矿物质的含量并不比我们从日常饮食中摄取的更高,除非出于疾病原因,医嘱要求严格控制某些元素的摄入(比如肾衰竭病人,医生会要求控制钾的摄入量),不会对健康有危害。

第三类:RO 反渗透膜过滤

上面有详细讲了反渗透膜的原理,可以说,RO 反渗透膜是现有所有过滤技术中精度最高的,也是唯一能产生 “纯净水” 的技术。所以也有商家将采用了反渗透膜的净化设备称为 “纯水机”。

代表品牌:飞利浦(猛戳进店) 、AO 史密斯(猛戳进店

基本上纯水机都会在 RO 膜之前用 PP 棉和活性炭进行前置预处理,目的是降低 RO 膜的工作压力,防止膜的堵塞,延长 RO 膜的使用寿命。大部分还会在 RO 膜之后再加一层后置活性炭,是因为 RO 膜过滤之后有一个橡胶储水罐,可能会带来异味,再用活性炭吸附一遍可以确保水的口感。基本上,一线大品牌都会使用陶氏(DOW)生产的 RO 膜,也是目前业内公认性价比最高的 RO 膜供应商。

RO 反渗透膜过滤

RO 反渗透膜过滤

纯水机的成本差别,首先要看使用的是不是 DOW 为代表的优质 RO 膜;其次,因为质量检测只会测最终的水质,以 RO 膜过滤功能之强大,即使没有前置的 PP 棉和活性炭,最终一样会制造出纯净水。所以有些商家会在预处理环节,特别是活性炭上偷工减料,造成的后果就是缩短 RO 膜的使用寿命。

其他类型直饮水设备商最喜欢用的营销手段就是攻击 RO 膜会一并过滤掉人体所需的矿物质和微量元素,并声称自己的设备 “可以滤掉一切有害物质,唯独留下人体所需的矿物质”...... 呵呵,不多说了,相信看到这里的读者都有能力做出判断。

当然,纯水机厂商也不是那么好欺负的,他们搞出了 TDS 水质检测笔,让销售员上门为用户测水质,通过数据 “证明” 其他净水设备都不靠谱。TDS 其实是电导率测试表,它们通过在两个或多个电极之间施加电压,带正电的离子向负电荷的电极移动,带负电荷的离子向正电荷的电极移动,仪表通过检测离子的移动确定电流。

TDS 水质检测笔
TDS 水质检测笔

前面说过原理,因为是高精度物理过滤,所以反渗透过滤出的纯水,TDS 肯定会非常低。而其他技术,比如离子交换,不管是用钠还是钾置换出了重金属,都不会明显降低 TDS 的测量结果,但这并不代表水质有问题。

可惜,TDS 笔只能看到电导率数字,现场效果不够震撼。于是一些更没有节操的纯水机销售,还会祭出电解器这种大招,导致很多老年人看到电解铁产生的絮状物会被吓到,乖乖掏钱。

不要误会,俺完全没有反对反渗透膜过滤技术的意思,相反,个人认为反渗透膜本身是目前最让人放心的净水技术,但再好的技术,如果来自于没节操的品牌和销售,俺也实在不敢买。

跑题了,说了半天,滤掉了 “人体必需的矿物质和微量元素” 的纯水会影响我们的健康么?

其实,大部分的矿物质,比如锌铁钾钠之类,在未净化过的自来水中本身含量也不高,与我们日常从食物中摄取的量相比微不足道。钙和镁的含量倒是值得一提,问题是钙和镁一加热基本都变成了碳酸钙和碳酸镁沉淀下来,也就是水垢。

再重复一遍个人观点:仅就过滤效果而言,反渗透纯水机肯定是最理想的,那点损失的矿物质也不是什么大问题。

反渗透膜技术真正的缺点其实是:浪费水。原理这里不重复了,总之纯水和废水的比例约在 1:2 到 1:3 之间。所以这个技术一般只出现在厨房直饮水机里面,很少用于全屋净水。顺便说一句,这货是要接电源的,如果要装,需要考虑厨房水龙头和电源的距离。

③ 软水机

软水机存在的意义,是因为除了饮用,我们还有洗浴、洗衣、取暖(指的是自己家烧的地暖)的需求。

软水和硬水的区别,主要指的就是软水里钙镁离子的含量很低,钙镁离子对人体没什么太大的危害,但是会给我们的日常生活带来不便,包括:

加热后析出碳酸钙和碳酸镁固体,造成厨具、餐具、龙头、浴缸、水池发黄生垢,难以清理。

碳酸钙碳酸镁固体附着在烧水壶、咖啡机、电热水器、洗衣机里,容易造成堵塞,影响这些电器的使用寿命。对于南方家里烧地暖的童鞋而言,长期地暖管道内壁会有厚厚的一层水垢,降低管路寿命,影响取暖效果。

肥皂、沐浴液、洗衣粉、洗面奶、洗发水等清洁剂易和钙镁离子产生反应,影响清洁效果,长期还会对衣物有损伤。

因为软水机针对的是金属离子,特别是钙镁离子,而且需要处理较大的水量,所以最好的办法就是离子交换。

市面上最常见的是用钠离子树脂来交换,一方面效果明显,另一方面耗材成本低,定期加盐就可以了。虽然 Brita 用钾离子置换的效果也不错,但不适合应用于大型中央处理设备。

顺便说一句,离子交换软水机如果没有同时结合活性炭吸附或其他过滤技术,不适合作为饮用水,因为只能处理金属离子,对化合物、余氯、细菌几乎完全没有作用。

软水机
软水机

最后说两句家庭应用建议,如果预算充足,最值得推荐的组合就是:前置过滤器(入户水表后,管道最前端)+ 中央软水机(卫浴地暖水路)+ 末端直饮水机(厨房水路)。很多商家会建议在前置过滤器之后加装一个中央净水机,一般长这样:

中央净水机
中央净水机

这类设备常用的配置是活性炭 + 10 纳米超滤膜,个人觉得,如果后面选择安装精度更高,更有针对性的软水和直饮设备,这个步骤未免有点多余。如果觉得软水机或直饮机价格太高不想安装,那么选用这个设备也可以起到一定的作用,至少能吸附过滤掉部分余氯和大分子化合物,但对于去除重金属和钙镁离子的作用有限。

最后说一句,我国的水污染确实不容小觑,但随着一二线城市自来水生产工艺的提升,大城市自来水的水质也未必像净水机厂商们说的那么可怕。前面提到过,在选择解决方案之前,不妨上网了解一下自己所在城市的自来水工艺、输水管道以及小区楼宇的二次供水系统。

via 微信公众号:西优记

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