一种便携式净水器的设计

陈静萍　鲁汭　刘征

摘 要：针对目前净水器存在的一些不足，为了达到便携和直接饮用的目的，设计了一种便携式净水器。该便携式净水器方便携带，具有杀菌功能，其滤芯还可拆卸、可更换。

关键词：便携式净水器；超滤膜；反渗透膜

中图分类号：TB

文献标识码：A

文章编号：1672-3198（2015）10-0187-01

随着国民经济的快速发展，人们的生活水平得到了显著的提高。随之而来的是越来越严峻的环境问题。水是生命之源，与我们的生活息息相关，越来越多的人开始关注饮用水的安全问题。目前城市自来水尚不能达到直接饮用标准，现有的各类家用净水器的处理工艺和设备都需要电源，因此净水器必须在固定位置上使用，不能随身携带。

1 净水器的必需功能

便携式净水器不仅可以给生活带来便利，而且可以节约电能，采用一定的处理工艺也可以达到直饮水标准。便携式净水器是通过不同滤芯的安装和组合，将水源水直接过滤转化为直饮水的便携式微型净水产品，可由多种滤料和滤材组合而成。现有的便携式大多以PP棉、颗粒活性炭、纳米陶瓷和超滤膜作为滤芯，特别是没有除菌工艺，无法确保过滤后的水达直饮水标准。便携式净水器除了体积小，重量轻，便于携带之外，还需具有以下功能：（1）高效除菌（有效去除各种致病菌和细菌及各种原生物胞囊，如大肠杆菌、霍乱菌、炭疽杆菌等）。（2）高效滤除水中有机沉淀物、铁锈、悬浮物、灰尘等杂质。（3）有效去除水中可溶性重金属，如铅、汞、砷等。（4）高效去除水中余氯，改善口感，防止三卤甲烷等强致癌的慢性侵害。（5）高效软化水质，抑制微生物生长繁殖。

市场上现有的便携式净水器具有以下问题：（1）滤芯的选择使过滤后的水无法达到直饮水的标准。（2）饮用和携带不够方便。

2 初步设计

在原有的便携式净水器的基础上，本小组成员对其进行了创新设计，如图1所示。此便携式净水器大小、外观与普通饮水瓶相差不大，既方便携带又美观大方。净水瓶和吸管均采用硅胶作为材质，可以通过挤压瓶身和口吸增加压强，从而使自来水通过滤芯。净水瓶出水口采用吸管，可以直接吸入过滤后的水，解决了水经过滤芯需要一定压强的问题。净水瓶通过吸管连接瓶底和瓶口，靠近瓶口位置安装滤芯。

滤芯的选择也是创新点之一。由于现有的便携式净水器基本只用到超滤膜过滤，但是超滤膜过滤后的水无法达到直接饮用的标准。如果采用反渗透膜，一方面反渗透膜过滤所需压强较大，需另外添加可增加压强的装置，使净水器失去便携的优点。另一方面，反渗透膜前面需添加多道过滤材料，虽然反渗透膜过滤效果好，但使用寿命短。

综合各方面的条件考虑，小组成员选定了滤芯结构如下：PP棉、活性炭、麦饭石、三碘树脂、反渗透膜。其中，三碘树脂具有殺菌功效，可以通过使用三碘树脂杀灭水中的细菌，再经过反渗透膜进行过滤。过滤之后的水即可达到直饮水标准。该设计保证了水质的安全，也突出了净水器的便携式。

3 改善设计

在第一个便携式净水器的基础上，小组成员提出了相应的改进方案。可在原有的净水器里面增加一个储水的小瓶子，用来储存直饮水。滤芯方面可以采用PP棉、活性炭、超滤膜以及反渗透膜。此净水器滤芯部分，主要考虑到反渗透膜只能通过水分子，所以在反渗透膜前面增加超滤膜，经过超滤膜过滤之后的水再由反渗透膜过滤，可以起到保护反渗透膜的作用。此便携式净水器最主要的优点除了便携和杀菌功能之外，其滤芯还可拆卸、更换。

另外，在滤芯前面增加一些预处理工艺，此便携式净水器可以直接将较清洁的湖水过滤饮用，对户外活动者具有较大吸引力。在大众日益关注水质的当今，便携式净水器一定会有广阔的前景。

参考文献

[1]GB 5749-2006.生活饮用水卫生标准[S].2006.

[2]CJ/T 206-2005.城市供水水质标准[S].2005.

[3]GB/T 30307-2013.家用和类似用途饮用水处理装置[S].2013.

[4]GB/T 30306-2013.家用和类似用途饮用水处理内芯[S].2013.