一、总述

    随着人口增多，工业和经济的发展，地表水系受到的污染日益严重，工厂排污、生活污水使得全国优质水源不断减少；地下水污染更加触目惊心，垃圾填埋、化粪池、矿场污染、工厂的地下排污，使得全国近60%的地下水水质为“差”。

国内饮水习惯的变化

自来水中存在或潜在对人体有害物质

城市居民饮水方式示意图

    二、净水器

    家用净水器又叫净水机，所谓家用净水器就是对自来水进行深度处理的饮水装置。

    净水器结构

    净水器主要由滤芯、膜、泵外壳等组成，部分有压力桶，在水压低的地方起到增压的作用。净水器的核心是滤芯，净化原理并不复杂，通过PP棉、活性炭、超滤膜或RO膜等多道过滤工艺让过滤后的水干净。

滤水机结构爆炸图

    净水器的工作过程

    目前市面上的家用净水设备大多采用了复合的净水过程，在多层过滤与吸附的过程中，将自来水中的浊物、有机物、细菌、重金属等物质过滤或吸附，从而生成饮用水。

原水经过层层过滤

家用净水设备滤芯

    净水器的分类

    按常规来划分，大致可以分为三种：纯水机、滤水机和软水机。纯水机满足直接饮用需求，比较方便，适合家用。纯水机是净水器的进化产品，对净化精度极高，所产生的水是纯水，没有任何杂质。滤水机满足烧开水、煮饭、煲汤、洗菜等需求。可去除水中的泥沙、铁锈、重金属等有害物质，同时保留大部分人体所需的有益矿物质和微量元素，也就是市场上常见的粗滤净水机。

    市场上常见的净水器种类如下图所示

    举例——多重滤芯串联的复合型净水器

    多重滤芯串联的复合型净水器，因为使用多重滤芯符合过滤，所以净化效果较好，但是仍然不能去除水垢。市场上主要有两种类型。

    1.PP棉 + 活性炭 + 超滤 + ……几个滤芯复合式为滤芯的净水器

    优点：

    （1）、外观美观，家电化；

    （2）、多重滤芯复合过滤，净化效果较好；

    （3）、安装简单。

    缺点：

    （1）、因主滤芯采用颗粒活性炭，所以口感较差；

    （2）、体积较大。

    2.高科技活性炭滤芯（碳棒、微渗透滤芯）不到3个滤芯组合式净水器

    特征：

    （1）、滤芯一般不超过3支；

    （2）、3M、爱惠浦均以PP棉为第一级，怡口、瑞轩源采用分流式设计，超滤为第一级；

    （3）、世保康采用模块化组合；

    （4）、滤芯采用快捷式插口；

    （5）、拥有不断水换芯装置。

    优点：因采用碳棒式微渗透技术，净化效果更好，口感佳。

    缺点：易堵塞。

    净水器数据

    从图中可以看出2015年3月份我国净水器销量较同期略微下降，降至20.77%。

我国净水器产量增速仍然很高

我国净水器销量增速略有下滑至21%

资料来源：产业在线，广证恒生整理

部分净水器公司

    三、滤芯

    家用净水器最合适的应该选择过滤级别四到六级的净水器。这样的净水器既能过滤掉水中的有害物质，又能保证水中对人体有益的矿物质不受破坏。更重要的是这样的净水器水资源利用率高，成本低，是家庭用水最合适的选择。

     滤芯的分类

   按滤芯的内芯及外壳的组合形式，滤芯可分为以下三种：

   按照净水器的滤芯净化水的原理，总的分为两类，一类为物理方法，一类为化学方法。

    滤材种类不同则过滤物质不同，采用优质的滤材或者超滤膜才能够产生足够好的纯净水。像滤材中常见的有PP棉、颗粒活性碳、超滤膜等过滤材料，从而达到层层过滤的效果。各种滤材的作用如下。

各级滤芯作用

    PP棉滤芯

    去除水中的铁锈、泥沙、红虫、藻类等固体杂质。

PP棉滤芯

    KDF合金滤料

    KDF是铜锌合金加工而成。它的工作机理是利用电化学反应的方式来去除水肿的重金属。KDF主要处理的对象是水中的重金属杂质以及有机污染源，在活性碳的前端使用KDF，使水中的氯在到达活性碳之前便已被KDF拿掉95%；让活性碳能够更有效的去除水中残留的其他杂质。从技术上而言，它可以有效的延长活性碳的寿命达到15倍。

    活性碳滤芯

    可吸附水中余氯、三氯甲烷、异色、异味、有机物等。一般而言，体积越小的活性碳，其总面积会越大，而起抓取吸附能力也就会越高，但其灌录的压损也会越高。

    吸附过程是在活性碳孔隙中和表面上进行的，活性炭中孔隙的大小对吸附质有选择吸附的作用，这是由于大分子不能进入比它孔隙小的活性炭孔径内的缘故。

颗粒活性炭过滤原理图

    超滤膜滤芯

    是由中空纤维丝膜制成的，它的过滤精度在0.1微米左右，可去除水中细菌、重金属离子等有害物质。

超滤膜过滤原理示意图

超滤膜净水器结构图

    反渗透膜

    RO是英文Reverse Osmosis membrane的缩写，中文意思是逆渗透。RO膜是反渗透纯水机主要滤材之一。RO反渗透技术是利用压力表差为动力的膜分离过滤技术，膜孔径小至纳米级（1纳米=10-9米，细菌、病毒是它的5000倍），在一定的压力下，水分子可以通过RO膜，而源水中的无机盐、重金属离子、有机物、胶体、细菌、病毒等杂质无法通过RO膜，从而使可以透过的纯水和无法透过的浓缩水严格区分开来。

    反渗透通常使用非对称膜和复合膜，所用的设备主要是中空纤维式或卷式的膜分离设备。

反渗透膜构造示意图

RO反渗透净水概念

    后置活性炭滤芯

    后置活性碳滤芯是滤芯过滤中最后一道工序，主要作用就是净水水质，提高水的口感。

    软化树脂

    软化树脂又称软水树脂，是专用于软化硬水的一种专用树脂，通过离子交换技术，使水的硬度小于50 mg/L(CaCO3)，是软水机的重要滤材。

    软水树脂由软水机的内置树脂罐，在水通过时将水中的硬度离子进行置换。就是通常所说的“离子交换软化法”，其原理如下：采用离子交换剂，使交换剂中和水溶液中可交换离子产生符合等物质的量规则的可逆性交换，导致水质改善而交换剂的结构并不发生实质性（化学的）变化的水处理方式。

部分膜企业