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常见问题

净水设备常见问题解答之:净水器的种类有哪些?

    随着人们生活水平的提高,很多人逐渐注意到了饮用水的安全问题,我们知道水是生命之源,对于饮用水要格外注意。现代生活中很多原因造成了水污染,这让跟多的人担心起来,净水器也就产生了,        

    目前我国各地的水质都存在少许安全隐患。如南方地域普遍水质较硬,易致结石病等影响人体安康;北方地域普遍重金属超标,对人的肝、胆、肾等形成危害。净水器可根据不同区域自来水的情况及针对性的污染,使饮用水的各项目标契合安全健康需求。

    净水器最主要的作用就是改善自来水,能够生饮、替代桶装水、更廉价、更卫生。

    净水器的种类很多,什么样的净水器才有真正的效果,很多消费者可能了解的不多,或者被商家虚假宣传蒙蔽,或者因为价格便宜,目前市面上主流的净水器有三种:

    一.以PVDF超滤膜为基础的超滤净水器,也叫UF机; PVDF具有极强的耐候性,正常使用寿命可达5年以上。按进水方式的不同又可为内压、外压两种。外压适合通量小的膜,如常规超滤机,冲洗意义不大;内压适合通量大的膜,如管超等,冲洗恢复通量效果明显。

  


优点:过滤精度高,净化水接近矿泉水; 滤芯使用年限长(2年), 不需要电。

缺点:祛除水垢、水碱效果较差,适用中等以下硬度地区;对不少工农业污染、重金属没有过滤效果。

用途:作为水质较好地区的主要过滤方式,能有效祛除水的泥沙、铁锈、悬浮物、胶体、细菌、大分子有机物等有害物质。搭配PP棉、活性炭使用。

工作原理:

图为PVDF超滤净水器工作原理图

典型产品:

二.以反渗透RO膜为基础的反渗透净水器,也叫RO净水器,或者纯水机。采用目前世界上最先进和最节能有效的RO膜分离技术,过滤精度高达0.0001微米,安全、纯净水、口感好、去除水中所有杂质; 避免二次污染。

优点:允许溶剂分子透过而不允许溶质分子透过的一种功能性的半透膜为反渗透膜。过滤精度高,净化水为纯净水;  滤芯使用年限长(1年)。

缺点: 需要电源,有浓水排放。

用途:RO膜其孔径只有头发丝直径的一万四千分之一,只允许水分子和溶解氧通过,对水中所含的杂质如农药、细菌、病毒、重金属等有害物质几乎全部被截留排除. 。搭配PP棉、活性炭使用。

工作原理:

图为RO净水器工作原理图

典型代表产品:

三.以高纯度的铜、锌合金合成的合金滤料KDF,也叫微滤净水器。

KDF55处理介质的颗粒平均尺寸大约为60目,最小的颗粒约115目,也能起到物理过滤去除悬浮物质的作用,通常KDF55过滤介质能够有效地去除直径小至50μm的颗粒。

KDF是美国科学家发明的高效铜锌合金水处理滤料,因其昂贵,俗称“水黄金”。它是利用铜和锌在水中的氧化还原反应,或者说是一种电化学反应,来去除水中的重金属(如铅、汞、铜、铁等)、氯、硫化氢。由于它在水中会产生电解质的环境,使细菌不能增长,KDF-55作为净水器中使用的主滤料。

 定义:KDF水处理介质是一种独一无二的、新颖的,符合环保要求的水处理介质。是如今较为理想的水处理方法。KDF55处理介质为高纯铜/锌合金,通过电化学氧化—还原(电子转移)反应有效地减少或除去水中的氯和重金属,并抑制水中微生物的生长繁殖。

KDF55处理介质满足美国环境保护署(EPA),联邦药物管理局(FDA)、水质协会(WQA)和国家卫生基金会(NSF)关于饮用水中最高锌和铜含量的标准的要求,如KDF处理介质能去除水中浓度为10ppm的氯,但仍能满足EPA关于饮用水中最高允许含锌量的规定。

作用及机理:KDF处理水的原理是利用氧化还原反应,KDF与水中氧化性有害物质进行电子交换,把许多有害物质变为无害物质。

            KDF-55作为净水器中使用的主滤料有六大功能:

           ①去除氧化剂(余氯)

           ②去除重金属

           ③去除硫化氢

           ④阻挡悬浮固体

           ⑤阻止矿物结垢

           ⑥抑制微生物的繁殖。

工作原理:(如下图)

典型代表产品:

主要优点:

KDF55处理介质的使用寿命为10年。其主要依据如下:

* 经过6年的实际应用,由氯的减少量推算出消耗1/3立方英尺的KDF55这样计算其寿命可达25年。

* 在实验室内用含10ppm氯的水进行加速实验,使KDF55介质完全消耗掉,推算KDF寿命可达26.5年。

* 1/3立方英尺的KDF55介质用200万加仑含0.5~1.2ppm氯的自来水处理两年,推算出其寿命达23.4年。

* 一个五口之家(每人每天耗50加仑水)每天用250加仑自来水,含0.5ppm氯通过1/3立方英尺KDF55介质推算出理论寿命为24.4年。

 

当然除上述三类净水机以外,还有采用纳滤(NF)膜作为滤料的净水机,纳滤(NF)膜的研制与应用较反渗透膜大约晚20年。20世纪70年代Cadotte研究NS-300膜,即为研究NF膜的开始。当时,以色列脱盐公司用“混合过滤”(hybrid filtration)来表示介于反渗透与超滤之间的膜分离过程,称为松散反渗透(loose RO)膜。后来美国的Filmtec公司把这种膜技术称为纳滤,一直沿用至今。之后,纳滤技术发展得很快,膜组件于80年代中期商品化。目前,纳滤技术已成为世界膜分离领域研究的热点之一。

(1) 纳滤膜定义 到目前为止,对纳滤膜的准确定义、机制、特征等的认识还远远不充分。学术界比较统一的解释纳滤膜的定义包括以下七个方面:

① 纳滤膜介于反渗透和超滤膜之间,其膜表面分离皮层可能具有纳米级微孔结构。

② 相对于反渗透膜NaCI的脱除率均在95%以上,一般将NaCI脱除率为90%以下的膜均可称之为纳滤膜。

③ 反渗透膜几乎对所有溶质都有很高的脱除率,而纳滤膜只对特定的溶质具有脱除率。

④ 纳滤膜孔径在1nm以上,一般1~2nm。

⑤ 主要去除一个纳米左右的溶质粒子,截留分子量在200~1000道尔顿。

⑥ 反渗透膜几乎均为聚酰胺材质,而纳滤膜材料可采用多种材质,如醋酸纤维素、醋酸-三醋酸纤维素、磺化聚砜、磺化聚醚砜、芳香聚酰胺复合材料和无机材料等。

⑦ 一般纳滤膜的表面形成高聚物电解质因而常常有较强的负电荷性。

(2) 纳滤原理  

与超滤及反渗透等膜分离过程一样,纳滤也是以压力差为推动力的膜分离过程,是一个不可逆过程。其分离机制可以运用电荷模型(空间电荷模型和固定电荷模型)、细孔模型以及近年来才提出的静电排斥和立体阻碍模型等来描述。与其他膜分离过程比较,纳滤的一个优点是能截留透过超滤膜的小分子量的有机物,又能透析反渗透膜所截留的部分无机盐——也就是能使“浓缩”与脱盐同步进行。

NF膜分离需要的跨膜压差一般为0.5~2.0MPa,比用反渗透膜达到同样的渗透能量所必须施加的压差低0.5~3MPa。在同等的外加压力下,纳滤的通量要比反渗透大得多,而在通量一定时,纳滤所需的压力则比反渗透的低很多。所以用纳滤代替反渗透时,“浓缩”过程可更有效、快速地进行,并达到较大的“浓缩”倍数。一般来讲,在使用纳滤膜进行的膜分离过程中,溶液中各种溶质的截留率有如下规律:

① 随着摩尔质量的增加而增加;

② 在给定进料浓度的情况下,随着跨膜压差的增加而增加;

③ 在给定压力的情况下,随着浓度的增加而下降;

④ 对于阴离子来说,按NO3ˉ、CIˉ、OHˉ、SO42ˉ、CO42ˉ顺序上升。

⑤ 对于阳离子来说,按H+、Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cu2+ 顺序上升。


此外,纳滤出水是低腐蚀性的,对饮用水管网的使用期和管道金属离子的溶出有正面的影响,有利于保护配水系统的所有材科。试验表明采用必要后处理的纳滤膜系统能够使管网中铅的溶解减少50%,同时使其他溶出的金属离子浓度满足饮水水质标准要求。

 

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