展望2015 净水器的发展方向

文/顾久传

近年来，随着水污染问题的加剧，越来越多的消费者开始重视饮水安全的问题，净水产品得到了消费者的青睐和认可。相关数据显示，2014年净水市场规模达121亿，同比增长66.9%。可以说，2014年是净水行业高增速、快发展的一年。那么展望2015，净水器的发展又有哪些亮点呢？笔者认为净水器将在如下几方面进行快速发展：

（1）智能化：针对用户，解决使用便利与安全；

（2）信息化：针对用户及服务体系；

（3）无桶化：大膜无桶双龙头，解决二次污染和节水；

（4）家电化：解决免安装，不需上、下水；

（5）环保节能化：解决节水节电；

（6）集成化：解决防漏水和产品体积紧凑；

（7）模块化：解决适应不同的进水水质和用户的不同需要；

（8）标准化：解决维修，通用互换；

（9）无线化：解决维护维修方便；

（10）使用新材料。

下面我们针对以上净水器的发展方向进行具体分析。

1 智能化：针对用户，解决使用便利与安全

智能化主要体现在以下几个方面：

1.1 屏幕显示（LED显示、液晶屏显示）、警示及自动停机

（1）显示净水器工作状态包括：停机、运行制水、清洗再生、缺水、水满、切换等等；

（2）显示滤芯状态包括：更换周期、已用时间、剩余寿命、污染状态、更换提醒、警示（光、声报警）及自动停机（自动断水）；

（3）显示流量、压力、压差、水温等等，超标时会有警示（光、声报警）及自动停机；

（4）显示进、出水水质：电导率、pH值、余氯、浊度、SDI、硬度、Na+、SiO32-。

1.2 自动操作

（1）储水箱低位时自动制水，水满后自动停机。

如：水箱浮球阀、RO机高压开关等。

（2）自动进行清洗、反洗、再生，自动切换。

如：RO机、NF机、UF机、软水机、中央净水机、大型净水设备等。

时间型（开关机时，定期根据净水单元运行累积时间）；

水量型（根据净水单元运行累积产水量）；

流速型（根据净水过滤单元过滤流速流量的变化）；

压差型（根据净水过滤单元出口压力的变化或进出口压差的变化）；

水质型（根据净水单元出水水质的变化）。

（3）自动断水：防漏水（断水保护器）；元器件（滤芯）到期（需更换）的自动锁定；

自动断电：防触电（漏电保护器），防烧泵（低压保护）；

自动水温控制：出开水、热水、常温水、冷水、冰水，出水水温可调。

（4）自动锁定热水：防烫伤（锁定开关）。

（5）自动调整浓水比（根据进水电导或硬度）。

2 信息化：针对用户及服务体系

（1）用户掌握信息及遥控

用户掌握净水机状况（开机、制水、清洗再生、关机），手机APP遥控。

（2）服务体系掌握信息，解决主动服务和及时服务，进行维护保养、滤芯滤料更换、维修。

3 无桶化：大膜无桶双龙头，解决二次污染和节水

（1）解决二次污染：革除储水桶及后置活性炭，防止细菌从龙头端逆流而上，在后置活性炭和储水桶中繁殖增生而导致菌落总数和亚硝酸盐超标。随制随用，水质新鲜。

注意：由于流量大，前处理应加大加强。

（2）节水：不必一次性制大量纯水，也不会一次性产生大量浓水。可采用双龙头，充分体现反渗透机分质供水特征。

4 家电化：免安装，不需上、下水

（1）免安装，对电子商务、直销、会销等营销模式（缺乏安装人员及技术）特别有利；

（2）不需上、下水，可适用于各种环境，如寝室、书房、客厅、办公室、会议室、教室、商铺、车间、营房等；

（3）不会大面积漏水而造成淹地板；

（4）节水，浓水100%可用，无废水、零排放。

（5）外形美观，时尚。

图1 分质供水样机图

图2 零部件创新节水样机图

图3 膜的改进创新节水样机图

图4 膜串联回路及净水器图

5 环保节能化：解决节水、节电问题

5.1 分质供水：无废水、零排放

（1）小膜有桶机：采用二只单室压力储水桶或一只双室压力储水桶，双龙头出水。二桶（或双室）的容积比最好设计为1：4，小桶（室）盛纯水，大桶（室）盛净水（RO浓水）。分别用二只高压开关控制制水泵的启、停。图1a是沁园研发的小膜单桶双室机。

（2）大膜无桶机：开机时同时出纯水（供饮用）和净水（即RO浓水，供洗涤用）。图1b、c是海尔研发的大膜无桶双龙头机。

5.2 零部件采取措施

（1）浓水比例器

根据自来水水质选用浓水比例。原水硬度高，选大些；原水硬度低，选小些。图2a为碧水源OW－DF－02型纳滤净水机，可根据各地的不同水质手动调节“节水调节阀（有三档）”，选择不同的浓水排放量。图2b为浙江沁园研发的智能化浓水比大膜无桶反渗透净水机，自动检测自来水电导率，并根据检测数据自动调整浓水比例。整机水回收率为50%～75%。

（2）RO膜元件

膜的改进：日东电工通过对膜表面电荷、表面光洁度、抗菌性能等进行改进，研发生产低浓水膜，膜的浓水与纯水正常比例为2：3。该公司用这种RO膜制成的“一品莲牌厨下无桶式RO机”见图2c。

膜元件水流道的改进：图3a为南京A.O.史密斯卷制的膜元件（左）与常规膜元件水流道（右）的对比图；图3b为南京A.O.史密斯用该膜生产的400G、600G反渗透净水机。

5.3 装置（系统）采取措施

（1）膜的串联

一管多支或一级多段。如北京极简科技发展有限公司生产的爱尼克斯牌INF8000S4－500型净水机为一级二段，分别用400G、100G的RO膜。图4为净水机外观和打开盖后情况。

（2）脉冲式排浓水

RO浓水排放不采用固定流量，而采用脉冲式（或称为“间断式”）大流量排浓水冲洗的方式，使排放的浓水总量减少。

（3）部分浓水回流

将RO浓水中的一部份回流到RO前端，以减小最终排放的浓水流量。注意点：只能回流部份浓水，仍应有部份浓水排放。回流不能注入自来水供水管网。图5是北京东研的节水型净水机水路图。

智能化浓水回流是根据检测到的自来水电导率自动调整浓水实际排放比例，并使部份浓水回流。在原水电导率低、硬度小的情况下，净水机会自动降低浓水排放比例，提高反渗透净水机的水回收率（最高可达95%）；而在原水电导率高、硬度大的情况下，净水机会自动提高浓水比例，以防RO膜上结垢而阻塞。

6 集成化：解决产品体积紧凑、防漏水

6.1 采用水路板，不用或少用接头接管

（1）外形美观；

（2）装拆滤芯方便，用户可以自已更换，不需上门服务；

图5 节水型净水机水路图

图6 某七芯净水器净水原理图

（3）减少了连接管道管件和接点，增大承压能力，减少漏水概率。

例：某七芯净水器，其净水原理图见图6。

原来各滤芯间采用PE管联接，后笔者建议更改设计，采用流道板以底板联通，减少了7根PE管和14个接点。更改后的外形图见图7。

6.2 零部件集成化：把管、阀、元器件等集成，减少漏水点和漏水概率

例：台湾邓元公司把进水电磁阀、低压开关、高压开关三者集成在一起成为一个“三合一”元件（见图8）。计划今后还将把“浓水比例器”（亦有称“废水比”）、逆止阀等也集成在内，组成“五合一”元件。

7 模块化：解决适应不同的进水水质和用户需要

（1）适应不同的进水水质，可采用及更换不同模块（净水滤芯）；

（2）适用不同的用户需要，如饮用或洗涤用等，可采用及更换不同模块（净水滤芯）；

（3）采用快接式或快装式滤芯，使更换滤芯如换干电池一样简便。且更换滤芯时不会漏水，仍可正常制水。

8 标准化：解决维修，通用互换

（1）滤芯规格标准化（滤芯长度、直径）；

（2）滤芯接口标准化，可通用互换。

9 无线化

封闭式（箱式）反渗透净水机，无论橱下式、台式、挂壁式，在面板和机箱内部有一些连接线，既不安全，也很麻烦，还不美观。宁波祈禧电器有限公司采用无线连接技术，在封闭式反渗透净水机的面板和机箱间不用连接线，实现无线化，彻底的水电分离。

10 使用新材料

10.1 塑料

（1）采用超细（1800目以上）滑石粉粉末取代碳酸钙粉末作填料，就能使塑料表面更细腻光洁，强度更高；

（2）玻璃纤维增强聚丙烯，应用于滤瓶、压力储水桶等，强度高。短玻纤增强聚丙烯耐压可达到3.0MPa以上，长玻纤增强聚丙烯耐压可达到4.5MPa压力不爆破；

（3）银离子及ZnO抗菌聚丙烯，应用于滤瓶、压力储水桶、水箱、冷胆等；

（4）聚苯醚（PPE，商品名又称PPO），应用于水管、接头、水表壳体及叶轮、水泵叶轮、水龙头、阀门、阀体、阀芯等。特点：耐压强度高、韧性好、防止漏水；吸水率低、尺寸稳定性好；伸长保持率好，和接触连接材料的热膨胀系数一致，防止温度变化时漏水，高温蠕变性低；密度小，重量轻，可降低材料成本；化学稳定性好，耐酸、碱、余氯；

（5）高光塑料：应用于外壳、外罩等。高光泽、金属质感，硬度高、耐刮伤，免喷涂。

10.2 抑菌活性炭

（1）法国：等离子溅射渗银法：质量好，价格贵；

（2）高价银：四氧化四银（Ag4O4，分子量495.52），分子内有2个Ag3+和2个Ag+与4个氧原子相结合，是以分子为单位的晶体电池。每个三价银离子通过dsp2电子与4个氧原子形成配位键，由于分子晶体内sp2电子结构的差异，导致分子中电子具有活性，活性电子在单键和叁键间进行电子交换构成一个分子池，产生1.48—3.0伏的电压，可有效地将细菌电死。

（3）ZnO法

10.3 RO膜

向超低压、大通量、抗污染、长寿命、高回收率发展。（国产制膜企业已有17家，卷膜企业数十家）。

（1）超低压：0.14MPa可出水，0.2MPa即可满足家用净水机系统产水量；

表1 第四代超滤膜

图7 某净水器更改后的外形图

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

（3）高回收率：日东RO膜，淡水：浓水＝2：1；

（4）抗污染（表面电荷、流道布载银抗菌塑料、RO膜涂层）、长寿命；

（5）耐氧化、抗余氯。

10.4 UF膜

（1）第四代超滤膜（见表1）；

（2）抗菌超滤膜，解决长细菌水臭问题。

10.5 UV

LED：发光二极管。LED与传统汞灯相比具有以下优点：

（1）即杀即用，开关特性，启动灭菌模式；

（2）冷光源，自身不含有害物质；

（3）无加热，无臭氧，物理杀菌，无毒无残留，杀菌彻底，保持健康水质；

（4）高效（单位面积光强比汞灯高出1000倍以上）、节能（相同光输出功率耗能公是汞灯的1/10）、安全、耐用（使用寿命长）。

10.6 涂铁陶瓷颗粒滤料（微鼻滤料）

（1）能去除水中的砷以及铅、汞、锰、镉、镍、铬、硒、铜、铬、钒、钴、锌等重金属离子；

（2）高吸附容量，受竞争离子影响小；

（3）无机材质，保证饮水安全；

（4）去除水中余氯，改善口感；

（5）降低水中硝酸盐、亚硝酸盐的含量。

10.7 霍尼韦尔除砷除氟滤料

（1）可去除+3及+5价砷，去除率98%，pH6.5～8.5，不受其他离子影响，无气味，不改变口感，运行成本低；

进水：As（+3）50ppb + As（+5）300ppb，出水：总As＜5ppb

（2）F去除率98%，pH6.5～8.5，不受其他离子影响，无气味，不改变口感，运行成本低；

进水：F=10ppm， 出水：F＜1ppm

10.8 银嘉抗菌材料

（1）银嘉陶瓷；（2）银嘉纤维；（3）银嘉抗菌球。

图8 三合一（进水电磁阀、低压开关、高压开关）集成电控元件

图9 防漏水保护装置图

10.9 无压设计（非承压结构设计）：无压龙头

10.10 防水錘减压阀

10.11 防漏水保护装置

加装防漏水保护装置，以防万一在纯水机漏水时可以切断水源，防止连续不断漏水而淹地板。

（1）断纸保护原理防漏水保护器：采用特殊的纸片，置于净水器底部，纸片遇水后强度降低、断裂撕开，并带动开关使进水电磁阀（常开电磁阀）关闭从而切断进水水源。

（2）电导率原理防漏水保护器：采用图9a所示漏水保护装置，安装于净水器底部，遇水后二电极通电，使进水电磁阀（常开电磁阀）关闭从而切断进水水源。

（3）吸水膨胀原理防漏水保护器：采用图9b所示漏水保护装置，安装于净水器底部，遇水后内部柱塞材料（吸水性很好并吸水后会大幅膨胀）吸水膨胀，阻塞纯水机进水管通路（上方二个接头接入进水管）从而切断纯水机的进水水源。这种吸水膨胀原理漏水保护装置不需要用电，不需要电磁阀，结构简单、价格便宜。但据说在南方潮湿的天气有时也会由于内部柱塞材料因大量吸收空气中水蒸气而膨胀导致水源断路。