水過濾器性能檢測方法

耿聰

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

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

1 檢測原理

水過濾器性能檢測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水過濾器，再根據(jù)污染物的變化情況來判斷水過濾器過濾性能，試驗(yàn)臺原理圖如圖1 所示。

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

2 固體顆粒過濾性能檢測

2.1 固體顆粒過濾要求以及測試時(shí)使用的粉塵

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

表1 固體顆粒過濾等級以及測試時(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 檢測方法

為了與水過濾器實(shí)際使用情況相適應(yīng)，NSF42 標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了3 種檢測方法。NSF42 標(biāo)準(zhǔn)中并沒有對過濾器的納污容量進(jìn)行檢測，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。檢測方法是首先將兩個(gè)過濾器接到如圖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，對過濾器上游壓力進(jìn)行脈動，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)上下游取樣測試，4 次循環(huán)后壓力高時(shí)上下游取樣測試，當(dāng)通過過濾器的流量下降到初始流量的25%后壓力高時(shí)上下游取樣測試。測試儀器為測量范圍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過濾器后記錄時(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)上下游取樣測試，當(dāng)通過過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。檢測方法是首先將一個(gè)過濾器接到如圖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，對過濾器上游壓力進(jìn)行脈動，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)上下游取樣測試，4 次循環(huán)后壓力高時(shí)上下游取樣測試，當(dāng)通過過濾器的流量下降到初始流量的25%后壓力高時(shí)上下游取樣測試。

3 其他污染物過濾性能檢測

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

表3 水過濾器各種過濾性能檢測方法比較

4 結(jié)論

文中主要對水過濾器過濾性能的檢測方法進(jìn)行了簡單介紹，通過介紹可知，進(jìn)行一次水過濾器過濾性能檢測至少需滿足以下條件： 一個(gè)過濾性能試驗(yàn)臺，壓力能夠脈動，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; 一臺測量范圍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。

水過濾器過濾性能試驗(yàn)僅僅是水凈化裝置過濾性能試驗(yàn)中的一項(xiàng)，凈化后的水是否能夠滿足飲用要求，還需要對水來源、水存儲、水用量、水凈化裝置的結(jié)構(gòu)完整性、材料安全性、細(xì)菌過濾性能、化學(xué)物質(zhì)過濾性能等方面的內(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水并通過水箱進(jìn)行存儲，因此列車水源為自來水的二次供水，目前我國自來水可能出現(xiàn)的污染物為鉛等重金屬和硝酸鹽等化學(xué)物質(zhì)，且不能通過加熱的方法進(jìn)行消除，二次供水可能會出現(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)行過濾，并且設(shè)計(jì)的流量超過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)菌過濾性能、化學(xué)物質(zhì)過濾性能以及水過濾器過濾性能等各項(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，人們會對飲用水安全越來越關(guān)注。我國的水凈化行業(yè)雖已經(jīng)進(jìn)行了很多年，但一直得不到人們的重視，我國對水凈化方面的研究要遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于發(fā)達(dá)國家，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］.