智能凈水器的發展探討

王云川

（九牧廚衛股份有限公司廈門分公司，福建 廈門 361000）

全球各個行業都在針對于水資源的可持續利用進行認真的研究以及分析，凈水器憑借著自身強大的凈化優勢與特點，已經得到了廣泛的應用。凈水器的處理技術可以將自來水當中所包含的泥沙、鐵銹、余氯、藻類、重金屬離子、細菌、病毒等超標物質全部去除，保證經過專業處理之后的水更加潔凈、無細菌，人們在飲用時口感更佳?；诖?，文章主要對智能凈水器的發展展開深入的探討。

1 概況

用水問題已經成為人們非常關注的話題。水是生命的源頭，如果水源出現被污染的情況， 那么必然會對人們的日常生活、身體健康等多個方面帶來非常嚴重影響，甚至會增加人們患上疾病的可能性。伴隨時間的不斷推移，飲水健康知識大力的普及，大眾都已經明白干凈的飲水可以利于自己的健康。眾所周知，我國的水資源并不是非常豐富，而且分布的特點存在不均勻等問題，區域的不同，其地質條件也會有很大差異，水質更是千差萬別。 例如：黃土高原地區是苦堿水；華北平原地區則是弱堿性水；貴州是弱酸性水等等。針對水質和水量的不同，凈水器出現在人們的面前，科學的使用，可以將飲用水健康問題有效解決。

智能凈水器，在凈水器上面，配置LED 顯示屏，并有語音提醒、溫度監測控制、溫度報警等多功能。智能凈水器通過設置相關程序，以智能的方式，判斷凈水器的真實使用情況，實現自動沖洗、自動排污等目標。智能凈水器與物聯網技術結合之后，采用TDS、色度、濁度、溫度等指標對水質進行凈化，比傳統的水質凈化精度更高。而且可以智能過濾，減少廢水排放。當水質好與不好的地區使用智能凈水器時，可以通過凈水機智能模塊調整廢水比，達到節能減排的功效。

在某市，凈水器運用大數據、人工智能等技術，成功研發云凈水技術和智能控制系統、中央直飲水處理設備等技術，并與中國華東設計院、阿里云等進行良好合作，以共同的力量研發出全國領先的智能物聯網“凈水云技術+大數據+公共服務平臺”，最終向用戶提供超國家標準的安全飲用水。

2 凈水器的原理分析

經過認真分析和調查之后發現，市面上的凈水器主要應用阻塞過濾原理漸進式結構方式，通過一層層的過濾硬件設備將水中的雜質全部去除。過濾濾芯的選擇非常關鍵，好比用篩子將沙子全部去除，比網眼大的雜質全部被截流，而比網眼小的則是被透過。水質的高低與網眼的大小之間有緊密的聯系，網眼越小的話，那么水質就會越干凈。當自來水進入到凈水器之后，首先會通過濾芯當中的介質，過濾模塊，其中的活性炭物質會將水中大部分的懸浮物全部吸附。活性炭能去除水中產生臭味的物質和有機物，如酚、苯、氯、農藥、洗滌劑、三鹵甲烷等。此外，對銀、鎘、鉻酸根、氰、銻、砷、鉍、錫、汞、鉛、鎳等離子也有吸附能力。經過一段時間的使用，活性炭的空隙會有細菌以及病毒等物質的殘留。另外，反滲透膜分離法的作用，利用壓力差以及凈水的膜孔0.000 1 μm較小的孔細的過濾原理，將水中所存在的物質全部過濾排除。

3 凈水器的分類

經過調查之后發現，以活性炭為主要介質的過濾在家用凈水器當中是非常重要的部分。 膜過濾占據小部分，而極少一部分是對水進行殺菌。分類情況主要包括，其一，介質過濾法。眾所周知，活性炭化學吸附、物理吸附等性能極強，正是利用活性炭的主要特點，當雜質進入到表面的孔中之后，會被牢牢吸附在表面，這樣水當中的污染物質就會得到快速去除。其二，膜分離法。納濾膜法、反滲透膜法以及微濾膜法等都是膜分離法當中的重要組成部分。其三，物化消毒法。智能凈水器主要的殺菌消毒方法為在載銀活性炭以及聚碘樹脂。其四，水質調節方法。軟化是其主要的作用，將水中的鈣鎂離子全部去除。

4 凈水器的凈水技術

4.1 活性炭吸附處理技術

現如今許多凈水器會使用到活性炭，其中會利用活性炭最重要的功能就是它的吸附能力，因其自身有巨大的孔隙結構和非常大的比表面積，所以能夠與水中所存在的污染物進行充分接觸，使污染物全部進入到活性炭孔隙當中，最終真正實現去除雜質的目標。活性炭吸附效果極佳，而且吸附速度極快。但是不可否認的是，活性炭在經過一段時間的使用之后，活性炭的孔隙會被雜質慢慢堵塞與填滿，吸附效果下降，所以還需要以定期的方式，將活性炭濾芯進行更換。

4.2 膜法凈水技術

膜法凈水技術主要將反滲透、納濾、超濾等作為重點過濾方法，是凈水器最主要的方法。微濾精度不高、孔隙大，將其主要應用在凈水器前置處理階段，將水中所存在的泥沙、鐵銹等這些大顆粒雜質全部去除。但是無法將小分子物質去除，所以主要安裝在超濾膜和反滲透膜的前面，保證超濾膜不會出現被堵塞的問題，有效延長具體的使用時間。超濾膜凈水器后期處理階段，過濾精度較高，可以將懸浮物、泥沙等大顆粒雜質全部過濾掉，還能夠將細菌、病毒、有機物等小分子物質全部過濾。最為重要的是，可以將人體所需要的礦物質元素更好保留。超濾最大的特點就是無需投入更多的成本，而且產水量大，操作特別簡單，完全滿足人們做湯以及洗菜等過程的用水要求。

反滲透凈水技術最明顯的特點就是出水水質高可以將水中所存在的無機鹽以及各種金屬離子全部的去除，水變成了真正意義上的純水。所以慢慢地成為了直飲水凈化當中的主流技術，但是也有一定缺點，那就是廢水產量較大會將自來水當中所包含的有機無機礦物元素全部去除，所以還需要專業工作人員針對這一問題加大研究的力度，制定出科學的方法將問題有效的解決。

4.3 物理化消毒凈水技術

凈水器主要凈水技術就是以將紫外線作為重點的消毒殺菌技術（見圖1），此方法最明顯的特點就是無需加入任何化學藥劑，就可以將水中的病菌全部殺死，而且殺菌的速度極快，呈現出來的殺菌效果極好，完全可以將水中細菌病毒全部殺死。因為自來水水質較好，可以進一步提升紫外線的透光率，增強消毒的效果，在消毒的過程當中也不會產生副產物，所以其應用前景較好。

圖1 紫外線殺菌消毒原理

5 凈水器市場潛力

5.1 人們生活水平的提高推動市場更好發展

2020 年突然爆發的新冠肺炎疫情，對于人們日常生活等多個方面帶來諸多的影響，更是對各個行業帶來較大打擊，尤其是安裝類家電銷售，使得包括凈水器在內的產品總體增長沒有達到相關預期。疫情的出現，使得更多消費者對家庭用水加強關注與重視，小區封閉措施也推動人們飲水習慣從傳統的桶裝水向著家用直飲水的方向發展，大幅度提高對凈水器產品的需求。我國的凈水器普及率與其他發達國家相比，還存在一定的距離，普及率僅為15%。較低的普及率背后有著非常大的消費潛力。通過站在長遠的角度進行分析，家用凈水器產品日后必然會提高發展速度。

5.2 向著智能化方向發展

凈水器已經有多年的發展時間，產品的形態也由最初的粗過濾變為精細化過濾。 伴隨時間的不斷推移，技術在快速的發展，智能的中央凈水機、中央純水機、反滲透凈水器、超濾凈水器等出現在人們的面前，滿足新時代下人們所提出來的不同要求。

5.3 在智能方面真正實現突破目標

一些互聯網企業進入到凈水器的領域，凈水器智能化已經成為刺激市場增長的重要功能要素。凈水器從只有濾芯到簡單的具有控制電路；從用戶從不知曉的過濾效果到智能屏幕顯示出水的水質；從無法聯網到可以使用手機APP 查看水質。非智能化時代已然過去，智能化時代來到人們的面前。近十年間，通過移動互聯網技術的普及，凈水機廠家對凈水機加大研究力度，使得凈水器具備智能化的功能，并且邁入了智能1.0 的階段，消費者在手機上面就可以查看和操作。相信在不久的將來，技術的快速發展，凈水機必然會依托更為豐富的傳感器系統以及強大的云端計算器向著2.0 階段所邁進。家電行業的智能化在5G 時代背景之下有非常好的發展趨勢，智能化進水不僅僅體現在了用戶通過APP 遠程監控凈水器進出水變化方面，而是讓凈水器真正實現基于場景識別、調整出水水質的目標。凈水器與APP 進行連接，更加智能化，也讓人們可以遠距離地對家庭凈水器設備進行操控，按照自己的需求科學調整飲水方案。智能化的后臺大數據還可以整合全球用戶，為用戶解決諸多售后故障及濾芯耗材更換的問題。

5.4 政策推動智能化凈水器更好發展

新時代背景之下，國家針對于節能減排、綠色發展非常關注，并提出諸多的要求。市場監管總局等部門通過認真分析與研究，提出《關于促進綠色智能家電消費的若干措施》。措施的重點是優化綠色智能家電供給，從而促進家電市場向著更好的方向發展和前進。

5.5 技術提高，助力智能化實現

具有智能化特點的凈水器，針對水質成分進行精細化的分析，將水中所存在的有害離子成分進行去除，還可以將水中所包含的有益礦物質以及微量元素全部保留，最后將水凈化之后的變化數據展示在用戶的面前。傳感器技術主要表現為礦物元素傳感器實時檢測水中所包含的鈣、 鎂、鋅、鐵、鈉等元素離子，滿足補充礦物質飲水的要求。因為有了更加精細化的水質傳感技術給予幫助和支持，所以凈水機的凈化能力得到進一步的提高，將水中存在的有害物質全部去除，并且大力保留有益的成分，滿足不同用戶對于飲水所提出來的相關要求。

6 智能凈水未來發展趨勢

近幾年來，智能凈水器市場呈現出高速的發展態勢，凈水技術更是緊隨時代發展腳步，在不斷更新、變化當中，與前幾年相比，現如今家用凈水產品的技術水平以及用戶體驗都有明顯的變化，即使與世界上的一些發達國家相比較，我國的凈水產品在多個方面都處在領先的位置。在未來，以主動、積極的態度響應國家所提出來的碳中和以及節水性戰略，并且滿足日益增長的從安全到健康的市場需求，凈水技術在多個領域當中需要進行不斷創新，經過多年的積累，相信一些問題在不久的將來必然能夠得到解決。

雖然說凈水器能夠緩解水污染對于人們身體健康所帶來的不利影響，但是畢竟不能夠起到治本的作用，想要真正地將飲水問題解決，還需要從根源入手。人們需要立刻行動起來，將水體治理工作切實做好，恢復河道的直接功能，打造水體生態系統。另外，還需要加大媒體宣傳的力度，引導更多的消費者針對凈水器加強了解，使用包裝齊全、標識齊備的正規產品，產品的外包裝需要有相關執行標準，其產品內部需要附有合格證書、使用說明書等等。濾芯是凈水器當中非常重要的組成部分，與此同時也是耗材之一，濾芯質量的高低與凈水器的工作效果之間有著緊密的聯系，因此，市場監督管理部門需要制定出更加完善的標準，保證產品的質量。

7 結束語

人的智能主要表現在感知、思維、判斷、學習、執行的過程。水家電的智能就是將微處理器、傳感器技術、網絡通信技術引入家電設備后形成的水家電產品，具有自動感知住宅空間狀態和家電自身狀態、家電服務狀態，能夠自動控制及接收用戶在住宅內或遠程的控制指令；同時，智能家電作為智能家居的組成部分，能夠與住宅內其他家電和家居設施互聯組成系統，實現智能家居功能。智能化的凈水設備、凈化指標、濾芯使用情況等，通過智能設備直觀量化出來，自動感知狀態和家電自身狀態提高用戶的用水安全體驗。解決用戶在使用過程當中安全和便利性等問題，推動凈水行業融入水家電行業的發展。