集成设计应用于反渗透净水器研发的思考

王云川

（九牧厨卫股份有限公司厦门分公司，福建 厦门 361000）

随着人们生活水平的不断提高，大众对于自己生活的环境、生活的质量等多个方面都非常关注，并提出诸多的要求。健康饮用水在人们的生活当中是非常重要的组成部分，饮用水是否具有极高质量与人们的身体健康之间都有紧密的联系。特别是近几年来，经济呈现出高速的发展态势，净水器市场迎来重要的发展契机。现如今净水器产品种类极多，其中反渗透净水器能够有效去除微生物、重金属等诸多优势与特点，所以受到人们的关注，市场占有率在不断提高。但不可否认的是，净水器市场呈现出高速发展态势的同时，还存在着净水器产品质量参差不齐等各种问题。基于此，文章主要对集成设计在反渗透净水器中的应用展开深入的探讨。

1 概况

新时代背景之下，众多的新工艺、新技术、新材料应运而生，出现在人们的面前，工业化更是呈现出高速发展态势。在此过程中，生活饮用水受到严重的污染，而且自来水厂出来的水，流到了千家万户，中间经过市政管网的处理，也极有可能会发生二次污染或者是其他问题。通过对不同的污染物进行认真分析，发现可以分为三个类别，其一：可以用肉眼看得见的物质。例如：泥沙、铁锈等。其二：看不见、但是可以闻得到的物质。例如：存在的异味等。其三：看不见也闻不见质。例如：病毒、细菌、重金属、农药残留等。从水龙头当中流出来的水没有办法得到保证，极有可能会对人们的身体健康带来非常严重的影响与威胁。

应该运用怎样的方法，才能够确保饮用水的安全与健康；应用采用怎样的方法，才能够科学处理水，一直是相关工作人员深入思考的问题。通过大量实践以及市场反馈之后发现，反渗透技术是最有效的解决方案，其最明显的优势与特点就是安全性较高以及性价比高，所以受到百姓的关注，也逐渐走入到千家万户当中。

2 饮用水常用处理方法

现如今市面上针对饮用水安全问题进行仔细的分析，并且提出多种解决的方法，净水器是最有效的方法之一，最明显的特点就是方便使用，所以受到了人们的关注与青睐。但是净水器种类较多，过滤精度不一 ，所呈现出来的过滤效果也有很大的差别。例如，其一：前置净水器。大多安装在管道前端，可以将水中所包含的泥沙、铁锈、细菌、胶体、大分子有机物等有害物质全部滤掉，保留对人体有益的矿物质和微量元素，净化后水质满足国家生活饮用水要求。其二：超微滤净水器。PP 棉、压缩性活性炭、微滤膜等是其滤芯的主要材料，可以将水中所包含的铁锈、泥沙等物质全部去除，起到过滤的效果。其三：反渗透净水器。PP 棉、压缩活性炭、反渗透膜、后置活性炭等是其滤芯最主要的材料，自身不仅有超微滤过滤功能，而且还能够将水垢、重金属、细菌等物质全部滤除，有着高精度过滤效果，确保人们在饮用水的过程当中可以更加放心。净水器反渗透可以将已经通过反渗透膜的纯净水和无法通过反渗透膜的浓缩水全部分隔，使得水变成干净水，让更多的用户喝到洁净水、放心水。净水器反渗透技术大都使用于家庭直饮当中，其价格会比超滤净水器更贵一些。其四：中央软水机就是一种采用传统的离子交换技术，通过树脂上的功能离子与水中的钙、镁离子进行交换，从而吸附水中多余的钙、镁离子，达到去除水垢（碳酸钙或碳酸镁）的目的。净化后的水，让水质变得更加软化，使水的硬度控制在5 ppm 以下。广泛应用于对水质要求超过市政供水的别墅、公寓、院校、美容院、洗衣房等场所。

3 净水器的选择

在鱼龙混杂的水家电市场，想要选择出一款有体积小、节水、智能等特点的净水器，非常的关键且重要。

3.1 对水质进行了解

区域的不同，其水质硬度也会有很大差别，所以在净水器购买期间，需要针对本区域的水质进行全面了解与掌握。在许多的城市当中，其自来水水质都非常好，所以在净水机选择的过程当中，需要将自己关注的重点放在超滤净水器方面。但是在一些污染较为严重的区域，需要选择反渗透净水器。

3.2 了解净水器的过滤物

在净水器购买的过程当中，需要针对净水器的说明书进行认真阅读。不仅如此，还需要与售货员进行良好沟通与交流，全面了解净水器能够过滤的所有物质。例如：可以过滤沙土、重金属等等。如果有特殊的情况与要求，还需要与导购员进行说明，最终保证所选择的净水器完全符合自家的情况。例如：如果北方或是水硬度较高地区，用于洗漱冲刷用水方面，可在用户进水前端加装中央软水器。如果是饮用水，可加装中央净水机，配合反渗透净水器使用。

3.3 了解产品的水批

生产净水器的厂家需要有上级卫生监督部门所颁发的完全符合相关要求的卫生许可证，而且净水器的电器安全还需要符合家用和类似用途电器的安全第一部分通用要求，国家标准要求的检测报告。

3.4 了解废水率

认真观察厂家是否有国家认可机构所出具的检查报告；是否有非常详尽的生产厂家以及净水器的废水率、是否满足国家的水效标准GB 34914 等。

3.5 了解滤芯净化量

净水器能否发挥出自己的作用以及质量的高低都与滤芯之间有着紧密的联系和关系。在进行净水器选择的过程当中，还需要全面对滤芯加强了解，例如：掌握滤芯一次性能够净化多少水等。另外，净水技术与工艺的不同，其滤芯使用的具体时间也会有很大差别，所以滤芯具体能够使用多长时间，还需要根据当地水质的情况、使用的频率来进行计算。频繁的冲洗可以有效延长净水器滤芯所使用的时间。

4 集成滤芯儿的设计

4.1 预处理滤芯集成

预处理滤芯常规情况下，各个滤芯形状是圆筒形，其内部是中空出水。最外层是10～20 µm 的粗过滤PP 棉。内层采用碳棒，最终形成一个具有二重过滤功能的集成滤芯。每层过滤孔细的设计，全部是为了进一步提高过滤的实际效果，由外向内越来越致密。这也是前置过滤滤芯的常规设计作法。

在新时代背景下，产品及滤芯的尺寸越做越小，集成度越来越高。众多的新工艺、新技术、新材料应运而生。将外部第一道过滤预处理PP 滤芯设计成折叠纸状，这样与水的接触面积就会有效增加，滤芯纳污的能力得到进一步的提高，集成滤芯的使用时间得到有效的延长。再就是应用新型的吸附材料碳纤维来的实现。中间部分的活性碳纤维滤芯以优质活性炭粉，高分子纤维，活性剂及复合滤料等为原材料，通过制浆、搅拌、真空成型、高温烘烤及压缩等特殊工艺制成。通过组份配方调整，能制造不同过滤性能的活性碳纤维滤芯。最里面的PP 棉滤芯用1～5 µm 高过滤精度滤芯。最终形成一个具有多重过滤功能的集成滤芯，其过滤效果非常明显。图1 是折叠集成滤芯。

图1 折叠集成滤芯

4.2 预处理滤芯和后处理滤芯的集成

将前预处理集成滤芯作为重点，集成后置颗粒活性炭滤芯，最终变成有预处理和后处理功能的集成滤芯。前处理滤芯与后处理滤芯在形式上属于串联。原水从预处理集成滤芯侧面进入，过滤的水在外中心管与内中心管夹层当中流出，进入了RO 膜滤芯当中去。RO 膜出来的水从后处理滤芯端面进入，经活性炭过滤后，进入内中心管，内中心管套在外中心管内，最终净化的水从滤芯内中心管流出。虽然说两种滤芯在结构上已经成为一体，是一支集成滤芯，但是在水路上是独立的，主要包括2 个过滤单元，不会出现窜水问题。图2 是集成复合滤芯。

图2 集成复合滤芯

5 集成水路设计

集成水路其一是，模具抽芯整体成型水路技术，主要的角色是模具芯杆，其抽出之后形成孔道。孔道的主要特点是纵横排布，之后形成关系较为紧密的集成水路。在塑料件的上面，进行水路的布置设计，连接的孔口主要位置是在塑料件的六个面，芯杆抽出留下的孔，一部分的作用是固定部件所用的连接口，而这一部分不需要的孔，将其作为工艺孔用头全部封住，这样就形成了一块集成水路板。模具结构会带来一定的影响，抽芯并不具有复杂性的特点，最终呈现出来的水路非常简单，这种模具抽芯整体成型对成型的材质并未提出更多的要求。

集成水路其二是，一体水路板的应用。分具体可分为A 板和B 板，或是叫前水路板或后水路板。水路排布其平板其中的一个表面，多重水路结构，这样模具水路变的简单化，两面的水路板成型后，用热板焊或是振动摩擦焊进行水路表面焊接成一体，成型后的水路可以更加的多样化，体积会更小，应用更为广泛。

6 净水器选购建议

集成水路净水器的优势就是安全性更高。集成水路的出现减少了净水器管线、接头的使用量，能够有效降低因管路插拔不规范导致的漏水风险。安装更换滤芯简单便捷。集成水路净水器搭配的都是一体卡接或者快插滤芯，拆卸非常方便，甚至有些集成水路设计有自动锁水功能，不需要切断水源，直接更换即可。但是也有问题的存在，即：模具费用高昂，几十万元甚至上百万元的投入，研发设计成本较高，产品没有价格优势等。因此，建议购买一线净水品牌产品，不选非净水行业半路出家的产品，因为他们的产品基本都是代工的。而且第一尽量选择通用滤芯的，后期换芯不会被捆绑；第二选择注重细节和品质的，细节能够体现企业对待产品的态度；第三尽量选择有保险公司承保的产品，如果出现问题导致重大财产损失时，保险公司直接上门定损理赔，相对来说更安全一些。推荐有检测认证，资质批件齐全，深耕净水行业20年以上，或深受广大经销商和消费者的好评的产品。

净水机设备向智能化的方向发展和前进，这是一个不可违背的趋势。之所以需要设备智能化，主要是源于人们对于快节奏生活的无奈。智能化设备的出现，可以节约更多的时间与精力，就像智能穿戴手环一样，帮助人们记录的时间以及步数和心跳频率。另外净水器选择智能化主要表现在几个方面，其一：净水器的电子屏幕可以将净水器真实的工作状态显示出来。其二：净水器实现智能控制，手机端一键式的购买滤芯耗材、报修、维护等等。最后需要保证滤芯更换更加便捷，减少用户后期的更换费用，这是净水行业发展过程当中需要重点解决的问题。

7 结束语

总之，集成设计主要将现代信息技术作为重点，将传统产品设计过程当中较为独立的阶段活动以及相关信息更好结合在一起，降低和减少设计过程当中的重复，在设计一开始就对产品的整个生命周期从概念形成到产品报废处理的所有因素进行仔细的思考，大幅度提高了设计的效率，最终节约了生产的成本，是一项非常有效的设计方法，而且它也备受人们的关注与重视。将集成设计加入到反渗透净水器研发过程当中去，使得反渗透净水器设计变得更加高质量，提升了反渗透净水器的性能，让人们在饮用水的过程当中可以更加的放心与安心。