Which technology is best for water purifier?

无论您的水源是来自私人井还是市政供水，家庭水过滤系统都能有效降低甚至去除水中的各种污染物。然而，由于目前市场上存在多种过滤技术，选择合适的过滤器可能会让人感到困惑。毕竟，购买一个无法满足您特定需求的过滤器又有什么意义呢？

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为了帮助您了解常见家庭水过滤系统所采用的技术，我们准备了这篇简短的介绍，涵盖膜过滤、离子交换、吸附介质过滤和消毒四种技术，旨在回答三个重要问题：采用了什么类型的过滤器，它们的工作原理是什么，以及哪种过滤器适合您？

家庭水过滤系统中的技术概述

家庭水过滤系统通常采用四种主要技术（不包括预过滤）：

• 膜过滤

• 离子交换

• 吸附介质过滤

• 消毒

预过滤

预过滤或预处理的目的是在更复杂的过滤系统（如膜过滤或离子交换）处理之前，去除水中的某些污染物。这样做通常旨在提高效率，保护更复杂的过滤系统的使用寿命。

• 沉淀过滤器:
  对井水用户尤为重要，沉淀过滤器能捕获如沙子、淤泥、松散的砾石、水垢、粘土和其他有机物等悬浮颗粒，这些颗粒在水通过井系统时可能会污染未处理的地表水和地下水。

膜过滤

膜过滤器通过高压力将水压入有小孔的膜中，这些孔的尺寸小到无法让某些污染物通过。

膜过滤器在降低特定污染物浓度方面的有效性取决于孔的大小。孔的尺寸范围从0.1微米到2微米。对于对比，普通人类头发的直径大约为100微米。 PFAS和微塑料等污染物的尺寸范围从小于0.1微米到10微米。

以下是一些知名的家庭膜过滤系统：

• 反渗透（RO）：
  反渗透系统通过高压泵将水推过一系列膜。反渗透膜的孔径最小，因此可以去除水中种类繁多的污染物，甚至是单个离子。

  RO系统可以是点水使用（POU）或入口处使用（POE），其中POU使用较为普遍。

• 微滤、超滤和纳滤：
  这些过滤器与RO类似，但孔径更大。微滤的孔径最大，逐渐减小至超滤和纳滤。随着孔径的减小，成功去除的污染物尺寸逐渐变小。例如，微滤仅去除大型污染物如浑浊物和原生动物；它对化学物质的去除效果不佳。在另一方面，纳滤则能够有效去除小到单一化合物的污染物。

反渗透和纳滤之间的区别是什么？

RO系统的孔径最小，它能够去除单个离子，而纳滤则去除单一化合物但不去除单个离子。

膜过滤的优缺点：

优点：

• 在去除污染物方面极为高效；孔径越小，有效性越高，为您提供除蒸馏外最高水平的污染物去除。

• 相对容易维护（膜的更换大约每年一次，具体取决于源水的污染程度）。

缺点：

• RO系统安装成本显著偏高。

• RO系统需产生大量废水才能产生少量纯净水，这会影响您的水费。

• RO系统可能需要重新矿化，以便将钾、钙和镁等重要矿物质返回到您的纯水中。

• 需要一个预过滤系统以保护膜免受结垢和污染。

离子交换（IX）

离子交换过滤器包含表面带有离子的树脂珠。当受污染的水流过时，这些珠子表面的离子会与水中的有害离子相互交换。水中的盐和矿物质通常是常见的离子。

离子交换过滤器通常是POE系统。

离子交换有两种类型：

• 阴离子交换：
  阴离子交换依靠带正电荷的离子附着在树脂珠子上，通过吸引/靶向带负电荷的离子（阴离子）。阴离子交换过滤器通常靶向的常见阴离子包括氟和砷。

• 阳离子交换：
  阳离子交换依靠带负电荷的离子附着在树脂珠子上，通过吸引/靶向带正电荷的离子（阳离子）。根据应用环境，阳离子交换可以靶向多种不同的阳离子，包括各种金属和矿物质。

• 水软化器：
  作为一种阳离子交换的特例，水软化器专门将导致水硬度的离子（如钙和镁）更换为钠或钾离子。水的硬度因水中的钙和镁的留下而得到有效降低。

离子交换的优缺点：

优点：

• 可以去除多种污染物，包括重金属、硝酸盐和导致硬度的矿物质。

• 可以调整以靶向特定的污染物。

• 可以去除某些通过其他技术难以去除的污染物。

缺点：

• 安装和维护成本可能较高。

• 需要频繁的树脂再生周期。

• 不适用于包含非离子污染物的水，如某些化学物质或高浓度有机物。

吸附介质过滤器

吸附介质过滤器通过利用能够吸附（或结合）特定物质的材料来去除污染物。这些过滤器旨在根据过滤介质的不同靶向并捕获各种污染物，包括重金属、有机化合物和其他杂质。污染物的浓度在多大程度上影响过滤器的有效使用时间。

吸附介质过滤器，特别是活性炭，具有极高的灵活性，广泛应用于常见的POU设备中，如水壶过滤器，以及在整个家庭的POE系统中作为预处理。

以下是一些常见的吸附介质过滤器类型：

活性碳：
活性碳过滤器由微小的处理过的碳颗粒组成，有颗粒状或块状形式。当水通过活性碳过滤器时，水中的杂质会附着在碳的表面上，从而产生更干净的水。然而，值得注意的是，碳过滤器的有效性在很大程度上取决于水流速和水温；较慢的流量和较低的温度会提高过滤效果。

• 颗粒活性炭（GAC）：
  GAC由松散的活性碳颗粒组成，类似于粗砂或小颗粒，提供了较大的吸附表面积，但相较于固体块状形式，其密度较小，允许流体更容易通过过滤器。

• 碳块：
  这些过滤器中的碳被粉碎后压缩为密集的固体形式，提供了更高的吸附表面积。由于其固体结构，碳块过滤器通常具有更高的吸附效率，可以更有效地去除较小的颗粒和低浓度的污染物。

活性炭可作为POE或POU使用（大多数情况下作为水壶和台面过滤器）。

• 催化碳：
  催化碳是经过处理的活性碳，旨在增强其催化特定化学反应的能力。这种处理可能涉及其表面化学的改性以提高其与某些污染物（通常是氯、氯胺和硫化氢）的反应性。通常以块状形式出现，催化碳过滤器能够吸附杂质并催化反应，从而将这些污染物分解为无害物质。

活性铝土矿：
活性铝土矿是一种多孔的氧化铝（Al2O3）的形式。活性铝土矿过滤器利用一层活性铝土矿颗粒在水流通过过程中吸附杂质，包括氟、砷、硒和其他重金属。

活性铝土矿可作为POE或POU使用。

吸附介质过滤器的优缺点：

优点：

• 吸附介质过滤器包括市场上最常见、最具成本效益的过滤器（如水壶和水龙头过滤器）。

• 对于各种污染物具有相当高的效率；制造商通常生产不同水平的过滤器，允许您进行一定的定制。

• 通常使用和维护较为简单。

• 通常会改善水的味道和气味。

缺点：

• 根据未处理水的使用情况和污染程度，可能需要更频繁地更换滤芯。

• 流量和温度敏感性。

消毒技术

消毒仅解决微生物风险，应该在检测到细菌和其他微生物的情况下考虑。简单来说，消毒涉及一种化学或物理过程，旨在破坏或灭活微生物。

消毒技术通常作为POE系统实施。

主要有两种消毒技术以及其他一些常见做法：

• 氯化：
  氯可作为持续滴加或一次性大剂量投加（称为“冲击氯化”）使用。例如，对于年度水质检测中检测到大肠杆菌或其他细菌的井水用户，建议使用冲击氯化。
  
  持续氯化涉及不断向水中添加氯，这类似于来自市政水务系统的水处理方式。
  

关于氯和氯胺的注意事项

• 紫外线（UV）：
  UV消毒技术通过紫外线光杀死细菌、病毒和寄生虫。它通常作为处理系统的最终阶段进行安装，因为颗粒可能会影响性能，因此会在早期阶段去除。

其他消毒技术：

• 蒸馏：
  蒸馏水是一种经过控制环境下加热至蒸发的水。水蒸气凝结回液体状态，去除所有杂质。由于其经过去除所有物质，包括重要矿物质，蒸馏水通常不用于饮用，更多用于实验室、工业和机械领域。
• 煮沸：

  
  

  将水在壶中或炉灶上煮沸会消毒水，但可能通过浓缩未蒸发的污染物（如硝酸盐）使其他问题加重。

煮沸的水是否纯净？安全用水指南

消毒技术的优缺点：

优点：

• 消毒技术对非公共供水系统的用户至关重要。这意味着井水使用者、收集雨水或泉水的人等。

缺点：

• 消毒技术仅解决微生物风险，且无法有效去除或降低其他污染物*。它们应与其他过滤技术结合使用，以解决其他污染物。
  

  *

  蒸馏对水中的所有杂质均有效，包括有益矿物质。

• 使用氯和氯胺进行消毒会产生不必要的副产品，其中许多可能对人类健康造成长期危害。

• 煮沸和蒸馏都需要耗能，且不适合处理大量水。

饮用水中的消毒副产品（三卤甲烷和HAA5）

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要点小结：

• 膜过滤器通过高压将水推入孔径太小而无法让某些污染物通过的孔中，它们价格高，但能够去除种类最多的污染物。
• 离子交换过滤器包含带有附着离子的树脂珠，通过与水中有害离子交换去除不需要的离子，它们适用于多种化合物，包括硬度矿物质，但维护可能较为频繁。
• 吸附介质过滤器通过在其表面上吸附具体物质来去除污染物，价格低廉但在更换滤芯时使用寿命略短。
• 消毒仅解决微生物风险，应该在检测到细菌和其他微生物时考虑使用。

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