水過(guò)濾器性能檢測(cè)方法

耿聰

( 航空工業(yè)過(guò)濾產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)中心，河南新鄉(xiāng)453019)

水過(guò)濾器就是使用機(jī)械的方法將顆粒從水中分離出來(lái)的一種裝置，目前廣泛使用于家庭旅館等各種飲用水系統(tǒng)當(dāng)中。水過(guò)濾器的作用不僅是過(guò)濾水中的固體顆粒，還包含過(guò)濾石棉纖維、過(guò)濾動(dòng)植物孢子以及降低水濁度。NSF 對(duì)水過(guò)濾器性能評(píng)定有詳細(xì)的檢測(cè)方法，文中主要對(duì)該檢測(cè)方法進(jìn)行介紹。

1 檢測(cè)原理

水過(guò)濾器性能檢測(cè)原理是使一定量的污染物在一定流量以及一定壓力下通過(guò)水過(guò)濾器，再根據(jù)污染物的變化情況來(lái)判斷水過(guò)濾器過(guò)濾性能，試驗(yàn)臺(tái)原理圖如圖1 所示。

試驗(yàn)臺(tái)中壓力調(diào)節(jié)閥出口的管路直徑應(yīng)大于等于測(cè)試系統(tǒng)的管路直徑，測(cè)試系統(tǒng)中各個(gè)測(cè)量點(diǎn)的位置應(yīng)盡量接近。

2 固體顆粒過(guò)濾性能檢測(cè)

2.1 固體顆粒過(guò)濾要求以及測(cè)試時(shí)使用的粉塵

在NSF42 標(biāo)準(zhǔn)［1］中規(guī)定了固體顆粒過(guò)濾要求，過(guò)濾效率大于85%，詳細(xì)規(guī)定如表1 所示。

表1 固體顆粒過(guò)濾等級(jí)以及測(cè)試時(shí)使用的污染物

2.2 試驗(yàn)用水要求以及調(diào)整方法

在NSF42 標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了試驗(yàn)用水要求，詳細(xì)規(guī)定如表2所示。

表2 試驗(yàn)用水要求

試驗(yàn)用水為去離子水，硬度就能夠滿足要求。pH 調(diào)整方法是先添加6 N 的NaOH，然后再添加6 N 的HCL 即可。可溶解性固體(TDS) 調(diào)整方法是直接向去離子水中添加NaCL即可。

2.3 檢測(cè)方法

為了與水過(guò)濾器實(shí)際使用情況相適應(yīng)，NSF42 標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了3 種檢測(cè)方法。NSF42 標(biāo)準(zhǔn)中并沒(méi)有對(duì)過(guò)濾器的納污容量進(jìn)行檢測(cè)，而是規(guī)定在水凈化裝置中需要有指示裝置，在凈化裝置失效前報(bào)警，此項(xiàng)試驗(yàn)在水凈化裝置的結(jié)構(gòu)完整性試驗(yàn)中進(jìn)行。

2.3.1 接水龍頭直飲系統(tǒng)

接水龍頭直飲系統(tǒng)是指直接接到自來(lái)水管管路當(dāng)中，出水直接進(jìn)行飲用，試驗(yàn)的最小流量應(yīng)大于2 L/min。檢測(cè)方法是首先將兩個(gè)過(guò)濾器接到如圖1 所示的位置，試驗(yàn)流量為廠商提供的工作流量，將過(guò)濾器上游的壓力控制在410 ±20 kPa 之內(nèi)，將試驗(yàn)粉塵添加到蓄水槽中，進(jìn)行均勻懸浮，對(duì)過(guò)濾器上游壓力進(jìn)行脈動(dòng)，0 ～2 min 之內(nèi)壓力為615 kPa，2 ～3 min 之內(nèi)壓力為205 kPa，每3 min 一次循環(huán)。如果廠商有特殊要求，0 ～2 min 之內(nèi)壓力可為779 kPa，2 ～3 min 之內(nèi)壓力為41 kPa，每3 min 一次循環(huán)。在初次循環(huán)時(shí)壓力高時(shí)上下游取樣測(cè)試，4 次循環(huán)后壓力高時(shí)上下游取樣測(cè)試，當(dāng)通過(guò)過(guò)濾器的流量下降到初始流量的25%后壓力高時(shí)上下游取樣測(cè)試。測(cè)試儀器為測(cè)量范圍0.5 ～100 μm 的顆粒計(jì)數(shù)器。

2.3.2 蓄水池直飲系統(tǒng)

蓄水池直飲系統(tǒng)是指水源為蓄水池的飲用水系統(tǒng)，出水直接進(jìn)行飲用。檢測(cè)方法是首先將兩個(gè)蓄水池蓄滿，將試驗(yàn)粉塵添加到圖1 所示的蓄水槽中，進(jìn)行均勻懸浮，向兩個(gè)蓄水池注水，并同時(shí)放水，當(dāng)一半蓄水池的水通過(guò)過(guò)濾器后記錄時(shí)間，作為2/3 次循環(huán)，下1/3 次循環(huán)既不注水也不放水。四次循環(huán)后注水時(shí)上下游取樣測(cè)試，當(dāng)通過(guò)過(guò)濾器的流量下降到初始流量的25%后注水時(shí)上下游取樣測(cè)試。

2.3.3 接入點(diǎn)系統(tǒng)

接入點(diǎn)系統(tǒng)是指直接接到自來(lái)水管管路當(dāng)中，出水可為一個(gè)社區(qū)使用或者為桶裝水生產(chǎn)公司使用，試驗(yàn)的最小流量應(yīng)大于15 L/min。檢測(cè)方法是首先將一個(gè)過(guò)濾器接到如圖1 所示的位置，試驗(yàn)流量為廠商提供的工作流量，將過(guò)濾器上游的壓力控制在410 ±20 kPa 之內(nèi)，將試驗(yàn)粉塵添加到蓄水槽中，進(jìn)行均勻懸浮，對(duì)過(guò)濾器上游壓力進(jìn)行脈動(dòng)，0 ～2 min 之內(nèi)壓力為615 kPa，2 ～3 min 之內(nèi)壓力為205 kPa，每3 min 一次循環(huán)。如果廠商有特殊要求，0 ～2 min 之內(nèi)壓力可為779 kPa，2 ～3 min之內(nèi)壓力為41 kPa，每3 min 一次循環(huán)。在初次循環(huán)時(shí)壓力高時(shí)上下游取樣測(cè)試，4 次循環(huán)后壓力高時(shí)上下游取樣測(cè)試，當(dāng)通過(guò)過(guò)濾器的流量下降到初始流量的25%后壓力高時(shí)上下游取樣測(cè)試。

3 其他污染物過(guò)濾性能檢測(cè)

水過(guò)濾器除了過(guò)濾水中的固體顆粒，還過(guò)濾石棉纖維、過(guò)濾動(dòng)植物孢子以及降低水濁度，因此，還需要對(duì)其他3 種污染物的過(guò)濾性能進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)方法與固體顆粒過(guò)濾性能檢測(cè)方法類似，但也有少許不同，詳細(xì)結(jié)果如表3 所示。固體顆粒過(guò)濾性能測(cè)試是過(guò)濾器等級(jí)為Ⅰ時(shí)選用的方法。

表3 水過(guò)濾器各種過(guò)濾性能檢測(cè)方法比較

4 結(jié)論

文中主要對(duì)水過(guò)濾器過(guò)濾性能的檢測(cè)方法進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹，通過(guò)介紹可知，進(jìn)行一次水過(guò)濾器過(guò)濾性能檢測(cè)至少需滿足以下條件： 一個(gè)過(guò)濾性能試驗(yàn)臺(tái)，壓力能夠脈動(dòng)，流量溫度可調(diào)，并能夠?qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行凈化; 4 種具有固定體積分布的試驗(yàn)粉塵，兩種石棉以及3.00 ±0.15 μm 的單分散熒光型聚苯乙烯球; 一臺(tái)測(cè)量范圍0.5 ～100 μm 的顆粒計(jì)數(shù)器，濁度儀，熒光顯微鏡以及一套抽濾裝置。

水過(guò)濾器過(guò)濾性能試驗(yàn)僅僅是水凈化裝置過(guò)濾性能試驗(yàn)中的一項(xiàng)，凈化后的水是否能夠滿足飲用要求，還需要對(duì)水來(lái)源、水存儲(chǔ)、水用量、水凈化裝置的結(jié)構(gòu)完整性、材料安全性、細(xì)菌過(guò)濾性能、化學(xué)物質(zhì)過(guò)濾性能等方面的內(nèi)容進(jìn)行了解并進(jìn)行試驗(yàn)。舉例說(shuō)明，假設(shè)為列車設(shè)計(jì)飲用水系統(tǒng)，首先確定列車水源為自來(lái)水并通過(guò)水箱進(jìn)行存儲(chǔ)，因此列車水源為自來(lái)水的二次供水，目前我國(guó)自來(lái)水可能出現(xiàn)的污染物為鉛等重金屬和硝酸鹽等化學(xué)物質(zhì)，且不能通過(guò)加熱的方法進(jìn)行消除，二次供水可能會(huì)出現(xiàn)濁度、細(xì)菌數(shù)、大腸菌群數(shù)、鐵、錳、氯仿、四氯化碳、亞硝酸鹽等含量超標(biāo)情況，一般飲用水的最小出水量為2 L/min，因此設(shè)計(jì)的水凈化裝置能夠?qū)ι鲜龅奈廴疚镞M(jìn)行過(guò)濾，并且設(shè)計(jì)的流量超過(guò)2 L/min。設(shè)計(jì)完成的水凈化裝置應(yīng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)完整性、材料安全性、細(xì)菌過(guò)濾性能、化學(xué)物質(zhì)過(guò)濾性能以及水過(guò)濾器過(guò)濾性能等各項(xiàng)試驗(yàn)，各項(xiàng)試驗(yàn)結(jié)果均滿足NSF/ANSI 42 和NSF/ANSI 53［2］規(guī)定指標(biāo)后，凈化后的水才可能滿足飲用要求。

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平的提高，人們會(huì)對(duì)飲用水安全越來(lái)越關(guān)注。我國(guó)的水凈化行業(yè)雖已經(jīng)進(jìn)行了很多年，但一直得不到人們的重視，我國(guó)對(duì)水凈化方面的研究要遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于發(fā)達(dá)國(guó)家，能找到的資料非常少，本文僅僅是綜述類型的文章，希望對(duì)想從事水凈化行業(yè)的人士有所幫助。

【1】NSF International.NSF/ANSI 42-2005e.Drinking water treatment units-Aesthetic effects［S］.

【2】NSF International. NSF/ANSI 53-2006. Drinking water treatment units-Health effects［S］.