展望2015 凈水器的發展方向

文/顧久傳

近年來，隨著水污染問題的加劇，越來越多的消費者開始重視飲水安全的問題，凈水產品得到了消費者的青睞和認可。相關數據顯示，2014年凈水市場規模達121億，同比增長66.9%。可以說，2014年是凈水行業高增速、快發展的一年。那么展望2015，凈水器的發展又有哪些亮點呢？筆者認為凈水器將在如下幾方面進行快速發展：

（1）智能化：針對用戶，解決使用便利與安全；

（2）信息化：針對用戶及服務體系；

（3）無桶化：大膜無桶雙龍頭，解決二次污染和節水；

（4）家電化：解決免安裝，不需上、下水；

（5）環保節能化：解決節水節電；

（6）集成化：解決防漏水和產品體積緊湊；

（7）模塊化：解決適應不同的進水水質和用戶的不同需要；

（8）標準化：解決維修，通用互換；

（9）無線化：解決維護維修方便；

（10）使用新材料。

下面我們針對以上凈水器的發展方向進行具體分析。

1 智能化：針對用戶，解決使用便利與安全

智能化主要體現在以下幾個方面：

1.1 屏幕顯示（LED顯示、液晶屏顯示）、警示及自動停機

（1）顯示凈水器工作狀態包括：停機、運行制水、清洗再生、缺水、水滿、切換等等；

（2）顯示濾芯狀態包括：更換周期、已用時間、剩余壽命、污染狀態、更換提醒、警示（光、聲報警）及自動停機（自動斷水）；

（3）顯示流量、壓力、壓差、水溫等等，超標時會有警示（光、聲報警）及自動停機；

（4）顯示進、出水水質：電導率、pH值、余氯、濁度、SDI、硬度、Na+、SiO32-。

1.2 自動操作

（1）儲水箱低位時自動制水，水滿后自動停機。

如：水箱浮球閥、RO機高壓開關等。

（2）自動進行清洗、反洗、再生，自動切換。

如：RO機、NF機、UF機、軟水機、中央凈水機、大型凈水設備等。

時間型（開關機時，定期根據凈水單元運行累積時間）；

水量型（根據凈水單元運行累積產水量）；

流速型（根據凈水過濾單元過濾流速流量的變化）；

壓差型（根據凈水過濾單元出口壓力的變化或進出口壓差的變化）；

水質型（根據凈水單元出水水質的變化）。

（3）自動斷水：防漏水（斷水保護器）；元器件（濾芯）到期（需更換）的自動鎖定；

自動斷電：防觸電（漏電保護器），防燒泵（低壓保護）；

自動水溫控制：出開水、熱水、常溫水、冷水、冰水，出水水溫可調。

（4）自動鎖定熱水：防燙傷（鎖定開關）。

（5）自動調整濃水比（根據進水電導或硬度）。

2 信息化：針對用戶及服務體系

（1）用戶掌握信息及遙控

用戶掌握凈水機狀況（開機、制水、清洗再生、關機），手機APP遙控。

（2）服務體系掌握信息，解決主動服務和及時服務，進行維護保養、濾芯濾料更換、維修。

3 無桶化：大膜無桶雙龍頭，解決二次污染和節水

（1）解決二次污染：革除儲水桶及后置活性炭，防止細菌從龍頭端逆流而上，在后置活性炭和儲水桶中繁殖增生而導致菌落總數和亞硝酸鹽超標。隨制隨用，水質新鮮。

注意：由于流量大，前處理應加大加強。

（2）節水：不必一次性制大量純水，也不會一次性產生大量濃水。可采用雙龍頭，充分體現反滲透機分質供水特征。

4 家電化：免安裝，不需上、下水

（1）免安裝，對電子商務、直銷、會銷等營銷模式（缺乏安裝人員及技術）特別有利；

（2）不需上、下水，可適用于各種環境，如寢室、書房、客廳、辦公室、會議室、教室、商鋪、車間、營房等；

（3）不會大面積漏水而造成淹地板；

（4）節水，濃水100%可用，無廢水、零排放。

（5）外形美觀，時尚。

圖1 分質供水樣機圖

圖2 零部件創新節水樣機圖

圖3 膜的改進創新節水樣機圖

圖4 膜串聯回路及凈水器圖

5 環保節能化：解決節水、節電問題

5.1 分質供水：無廢水、零排放

（1）小膜有桶機：采用二只單室壓力儲水桶或一只雙室壓力儲水桶，雙龍頭出水。二桶（或雙室）的容積比最好設計為1：4，小桶（室）盛純水，大桶（室）盛凈水（RO濃水）。分別用二只高壓開關控制制水泵的啟、停。圖1a是沁園研發的小膜單桶雙室機。

（2）大膜無桶機：開機時同時出純水（供飲用）和凈水（即RO濃水，供洗滌用）。圖1b、c是海爾研發的大膜無桶雙龍頭機。

5.2 零部件采取措施

（1）濃水比例器

根據自來水水質選用濃水比例。原水硬度高，選大些；原水硬度低，選小些。圖2a為碧水源OW－DF－02型納濾凈水機，可根據各地的不同水質手動調節“節水調節閥（有三檔）”，選擇不同的濃水排放量。圖2b為浙江沁園研發的智能化濃水比大膜無桶反滲透凈水機，自動檢測自來水電導率，并根據檢測數據自動調整濃水比例。整機水回收率為50%～75%。

（2）RO膜元件

膜的改進：日東電工通過對膜表面電荷、表面光潔度、抗菌性能等進行改進，研發生產低濃水膜，膜的濃水與純水正常比例為2：3。該公司用這種RO膜制成的“一品蓮牌廚下無桶式RO機”見圖2c。

膜元件水流道的改進：圖3a為南京A.O.史密斯卷制的膜元件（左）與常規膜元件水流道（右）的對比圖；圖3b為南京A.O.史密斯用該膜生產的400G、600G反滲透凈水機。

5.3 裝置（系統）采取措施

（1）膜的串聯

一管多支或一級多段。如北京極簡科技發展有限公司生產的愛尼克斯牌INF8000S4－500型凈水機為一級二段，分別用400G、100G的RO膜。圖4為凈水機外觀和打開蓋后情況。

（2）脈沖式排濃水

RO濃水排放不采用固定流量，而采用脈沖式（或稱為“間斷式”）大流量排濃水沖洗的方式，使排放的濃水總量減少。

（3）部分濃水回流

將RO濃水中的一部份回流到RO前端，以減小最終排放的濃水流量。注意點：只能回流部份濃水，仍應有部份濃水排放。回流不能注入自來水供水管網。圖5是北京東研的節水型凈水機水路圖。

智能化濃水回流是根據檢測到的自來水電導率自動調整濃水實際排放比例，并使部份濃水回流。在原水電導率低、硬度小的情況下，凈水機會自動降低濃水排放比例，提高反滲透凈水機的水回收率（最高可達95%）；而在原水電導率高、硬度大的情況下，凈水機會自動提高濃水比例，以防RO膜上結垢而阻塞。

6 集成化：解決產品體積緊湊、防漏水

6.1 采用水路板，不用或少用接頭接管

（1）外形美觀；

（2）裝拆濾芯方便，用戶可以自已更換，不需上門服務；

圖5 節水型凈水機水路圖

圖6 某七芯凈水器凈水原理圖

（3）減少了連接管道管件和接點，增大承壓能力，減少漏水概率。

例：某七芯凈水器，其凈水原理圖見圖6。

原來各濾芯間采用PE管聯接，后筆者建議更改設計，采用流道板以底板聯通，減少了7根PE管和14個接點。更改后的外形圖見圖7。

6.2 零部件集成化：把管、閥、元器件等集成，減少漏水點和漏水概率

例：臺灣鄧元公司把進水電磁閥、低壓開關、高壓開關三者集成在一起成為一個“三合一”元件（見圖8）。計劃今后還將把“濃水比例器”（亦有稱“廢水比”）、逆止閥等也集成在內，組成“五合一”元件。

7 模塊化：解決適應不同的進水水質和用戶需要

（1）適應不同的進水水質，可采用及更換不同模塊（凈水濾芯）；

（2）適用不同的用戶需要，如飲用或洗滌用等，可采用及更換不同模塊（凈水濾芯）；

（3）采用快接式或快裝式濾芯，使更換濾芯如換干電池一樣簡便。且更換濾芯時不會漏水，仍可正常制水。

8 標準化：解決維修，通用互換

（1）濾芯規格標準化（濾芯長度、直徑）；

（2）濾芯接口標準化，可通用互換。

9 無線化

封閉式（箱式）反滲透凈水機，無論櫥下式、臺式、掛壁式，在面板和機箱內部有一些連接線，既不安全，也很麻煩，還不美觀。寧波祈禧電器有限公司采用無線連接技術，在封閉式反滲透凈水機的面板和機箱間不用連接線，實現無線化，徹底的水電分離。

10 使用新材料

10.1 塑料

（1）采用超細（1800目以上）滑石粉粉末取代碳酸鈣粉末作填料，就能使塑料表面更細膩光潔，強度更高；

（2）玻璃纖維增強聚丙烯，應用于濾瓶、壓力儲水桶等，強度高。短玻纖增強聚丙烯耐壓可達到3.0MPa以上，長玻纖增強聚丙烯耐壓可達到4.5MPa壓力不爆破；

（3）銀離子及ZnO抗菌聚丙烯，應用于濾瓶、壓力儲水桶、水箱、冷膽等；

（4）聚苯醚（PPE，商品名又稱PPO），應用于水管、接頭、水表殼體及葉輪、水泵葉輪、水龍頭、閥門、閥體、閥芯等。特點：耐壓強度高、韌性好、防止漏水；吸水率低、尺寸穩定性好；伸長保持率好，和接觸連接材料的熱膨脹系數一致，防止溫度變化時漏水，高溫蠕變性低；密度小，重量輕，可降低材料成本；化學穩定性好，耐酸、堿、余氯；

（5）高光塑料：應用于外殼、外罩等。高光澤、金屬質感，硬度高、耐刮傷，免噴涂。

10.2 抑菌活性炭

（1）法國：等離子濺射滲銀法：質量好，價格貴；

（2）高價銀：四氧化四銀（Ag4O4，分子量495.52），分子內有2個Ag3+和2個Ag+與4個氧原子相結合，是以分子為單位的晶體電池。每個三價銀離子通過dsp2電子與4個氧原子形成配位鍵，由于分子晶體內sp2電子結構的差異，導致分子中電子具有活性，活性電子在單鍵和叁鍵間進行電子交換構成一個分子池，產生1.48—3.0伏的電壓，可有效地將細菌電死。

（3）ZnO法

10.3 RO膜

向超低壓、大通量、抗污染、長壽命、高回收率發展。（國產制膜企業已有17家，卷膜企業數十家）。

（1）超低壓：0.14MPa可出水，0.2MPa即可滿足家用凈水機系統產水量；

表1 第四代超濾膜

圖7 某凈水器更改后的外形圖

（2）大通量：200、300、400、500、600、700、800、1300G的家用機RO膜；

（3）高回收率：日東RO膜，淡水：濃水＝2：1；

（4）抗污染（表面電荷、流道布載銀抗菌塑料、RO膜涂層）、長壽命；

（5）耐氧化、抗余氯。

10.4 UF膜

（1）第四代超濾膜（見表1）；

（2）抗菌超濾膜，解決長細菌水臭問題。

10.5 UV

LED：發光二極管。LED與傳統汞燈相比具有以下優點：

（1）即殺即用，開關特性，啟動滅菌模式；

（2）冷光源，自身不含有害物質；

（3）無加熱，無臭氧，物理殺菌，無毒無殘留，殺菌徹底，保持健康水質；

（4）高效（單位面積光強比汞燈高出1000倍以上）、節能（相同光輸出功率耗能公是汞燈的1/10）、安全、耐用（使用壽命長）。

10.6 涂鐵陶瓷顆粒濾料（微鼻濾料）

（1）能去除水中的砷以及鉛、汞、錳、鎘、鎳、鉻、硒、銅、鉻、釩、鈷、鋅等重金屬離子；

（2）高吸附容量，受競爭離子影響小；

（3）無機材質，保證飲水安全；

（4）去除水中余氯，改善口感；

（5）降低水中硝酸鹽、亞硝酸鹽的含量。

10.7 霍尼韋爾除砷除氟濾料

（1）可去除+3及+5價砷，去除率98%，pH6.5～8.5，不受其他離子影響，無氣味，不改變口感，運行成本低；

進水：As（+3）50ppb + As（+5）300ppb，出水：總As＜5ppb

（2）F去除率98%，pH6.5～8.5，不受其他離子影響，無氣味，不改變口感，運行成本低；

進水：F=10ppm， 出水：F＜1ppm

10.8 銀嘉抗菌材料

（1）銀嘉陶瓷；（2）銀嘉纖維；（3）銀嘉抗菌球。

圖8 三合一（進水電磁閥、低壓開關、高壓開關）集成電控元件

圖9 防漏水保護裝置圖

10.9 無壓設計（非承壓結構設計）：無壓龍頭

10.10 防水錘減壓閥

10.11 防漏水保護裝置

加裝防漏水保護裝置，以防萬一在純水機漏水時可以切斷水源，防止連續不斷漏水而淹地板。

（1）斷紙保護原理防漏水保護器：采用特殊的紙片，置于凈水器底部，紙片遇水后強度降低、斷裂撕開，并帶動開關使進水電磁閥（常開電磁閥）關閉從而切斷進水水源。

（2）電導率原理防漏水保護器：采用圖9a所示漏水保護裝置，安裝于凈水器底部，遇水后二電極通電，使進水電磁閥（常開電磁閥）關閉從而切斷進水水源。

（3）吸水膨脹原理防漏水保護器：采用圖9b所示漏水保護裝置，安裝于凈水器底部，遇水后內部柱塞材料（吸水性很好并吸水后會大幅膨脹）吸水膨脹，阻塞純水機進水管通路（上方二個接頭接入進水管）從而切斷純水機的進水水源。這種吸水膨脹原理漏水保護裝置不需要用電，不需要電磁閥，結構簡單、價格便宜。但據說在南方潮濕的天氣有時也會由于內部柱塞材料因大量吸收空氣中水蒸氣而膨脹導致水源斷路。