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家用净水器“水性”分析

发布时间:2016-04-28 11:10:00   来源:    浏览次数:306

   田野/撰稿


《环境与生活》 环保大数据研究室


在水污染情况严峻,各地自来水终端水质参差不齐的大背景下,越来越多的家庭选择安装净水器来保障饮用水质。上网一搜就会发现,用来形容净水器的词儿可谓五花八门,“超滤”“纳滤”“反渗透”等字眼让人云里雾里。那么,林林总总的净水器区别究竟在哪儿?过滤能力最强的就是最好的吗?应该怎样选择适合自己用的净水器呢?


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4款净水器的净水性能对比    注:标红处为最优项


反渗透膜过滤能力最强


为了让大家了解主流净水器的类型及各自优势和不足,评价君这次呈现的4款净水器,其中两款为反渗透净水器,还有一款纳滤净水器和一款超滤净水器,市场价分别是5999元的博乐宝素贝(反渗透)、3499元的安吉尔A6(反渗透)、3980元的碧水源D506(纳滤)和2680元的立升LU5A4-CKU-2A(超滤)。

上面提到的3种过滤机制,最主要的区别在于过滤孔径的大小。

反渗透膜(RO膜)的过滤孔径最小,约为0.1纳米,各种病毒、细菌、金属离子、胶体、可溶性固体、有机污染物等,都会被挡在膜外,过滤出来的水基本上就是纯净水。

纳滤膜的孔径比反渗透膜大了一个数量级(10倍),即1纳米左右。由于孔径更大,它相比反渗透膜会放过一些体型较小的金属离子,如钠离子、钾离子等,但拦截细菌、病毒、重金属、有机大分子之类的污染物依然绰绰有余。

超滤膜的过滤孔径又比纳滤膜大了一个数量级,约为10纳米,在去除细菌、病毒等有害物质的同时,会保留水中大多数离子状的物质,过滤后的水类似矿泉水。

与热量传递原理相似,当水中溶解物浓度不均时,水会从浓度低的一方自然流向密度高的一方,从而使两边浓度趋于一致,这种水的流动力称为渗透压。但水的净化,需要反其道而行之——拉大浓度差距,最好是一边全是杂质和污染物,另一边全是干净水。因此就必须借助水泵提供与渗透压方向相反并且更强大的压力,才能实现净化。

一般来说,以超滤膜的特性,普通自来水的水压就足以对抗渗透压,不需要水泵。纳滤以及反渗透净水器截留率更高,为了平衡渗透压,就必须使用增压泵。随着净水器的工作,净水越来越多,原水不断被浓缩,渗透压会越来越高。当渗透压达到增压泵的动力极限时,水就无法再通过滤膜流入净水端。另外,被截留下来的杂质越积越多,也会堵塞滤膜。因此,进水端的浓缩水必须适时排放出去,这就是废水的由来。滤膜孔径越小,水通过滤膜的阻力就越大,相应的净水制水速度就越慢,净水的产率(每处理1份原水所产生的净水比例)也越低,对净水器增压泵的动力要求就越高。


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用来测量溶解性固体总量的TDS测试笔


基本净水指标有3个


受条件限制,我们只能以一些常规检测,如溶解性固体总量(TDS)、净水产水率(下简称净水率)和余氯测试,作为衡量净水器性能的参考。其中,溶解性固体总量表示水中杂质的多少。尽管它并不能区分溶质成分,与水质好坏也没有必然联系(悬浮物、重金属多会导致TDS值偏高,有益矿物质多TDS值同样会偏高),但可以反映净水机的过滤效果。如果纳滤或反渗透净水机产出的净水,TDS值没有显著下降,那么不是滤膜该换了,就是净水器质量不佳。我国现行国标《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)对溶解性固体总量的要求是,每升水中不超过1000毫克。

余氯测试比较容易理解。绝大部分自来水厂都有氯气消毒工艺,来杀灭水中的微生物(如细菌、病毒等)。之后输出的自来水里还必须有一定残留的氯气,避免水在通往千家万户的路上再次被微生物污染,这就是余氯。但是,氯气和它的消毒副产物对人的健康也没啥好处,在保证消毒效果的前提下应越低越好,国标中对管网末梢的余氯(氯气和游离氯)浓度下限是0.05毫克/升,而出厂时的浓度下限则为0.3毫克/升。由于受试自来水余氯本已达标,本评价通过人为添加漂白剂的方式让其重新超标,来检验净水器的去除能力。

水的酸碱度用pH值来计量,pH=7为中性,pH>7为碱性,pH<7为酸性。虽然不会直接影响健康,但酸性或碱性过强会影响口感,同时还有一定腐蚀性。国标中对饮用水pH值的限值为6.5~8.5。


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反渗透膜的孔径达到0.1纳米,过滤后得到的几乎是纯水。

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不同净水机制的过滤能力示意图


博乐宝素贝制水速度快


经过溶解性固体总量(TDS)测试笔检测,博乐宝素贝能把TDS值为142ppm的自来水净化到9ppm(ppm为百万分之一,对水而言,1ppm=1毫克/升);加入余氯检测试剂后,将样品颜色与比色卡对比发现,过滤后不论净水还是废水,余氯都显示为0;制水6分钟后,将净水和废水分别倒入两个长26厘米、宽20厘米的长方形水槽中,量出净水和废水的液面高度,分别为7.8厘米和8.8厘米,算下来净水流量/制水速度约为1.2升/分钟,与该净水器的标称值1.33升/分钟差距不大,净水和废水之比为1:1.13,即每制出1升净水会带来1.13升废水,换算成净水率为47%;用电方面,博乐宝素贝标称功率为80瓦,计量插座实测工作时功率为53.4瓦,由于要用水泵,反渗透净水器的能耗较大并不意外。

另外,pH测试显示,自来水原本偏碱性,过滤之后pH值降到了6.6左右,呈弱酸性。原因主要是RO滤膜将水中的碱性离子滤除殆尽,而二氧化碳仍保留在水中形成碳酸根离子,所以最终水呈弱酸性,这可以说是一种普遍现象。



安吉尔A6功耗有优势


与博乐宝素贝同为反渗透净水器的安吉尔A6,在TDS值测试一项中,将144ppm的自来水过滤至为8ppm,也符合反渗透膜应有的水平;原本显现微弱碱性的自来水过滤后,产出的净水pH值也同博乐宝素贝一样约为6.6,呈弱酸性,符合国标要求;余氯毫无悬念地除尽;经过10分钟制水过程,纯水液面高度3.3厘米,废水液面高度4.2厘米,算出的净水流量约0.17升/分钟(厂商数据为8升/小时,即0.13升/分钟),是4台净水器中最慢的,接水一分钟连一个“手榴弹”造型的小号矿泉水瓶都装不满;净水废水比为1:1.27,净水率44%,没有达到其宣传页面上“净化两杯纯水,只排掉一杯废水”的水准。

需要指出的是,安吉尔A6每次开机都会强制冲洗几秒钟,因此一次制水时间越长,开机冲洗产生的废水占比会变小,净水率数据会更漂亮,也更省水。功耗方面,安吉尔A6标称30瓦,实测值只有13.1瓦,对于拥有增压泵的反渗透净水器来说很难得。


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反渗透净水器厨下布局示意图


碧水源D506节水性好


碧水源D506的净水TDS值为37ppm,比博乐宝素贝高一些,可以看出碧水源D506作为一台纳滤净水器能够保留一定的矿物质;余氯去除表现与博乐宝素贝相同,净水和废水都做到了零残留;酸碱性方面,原自来水为弱碱性水,过滤之后呈中性;净水和废水比为1:0.58,净水率63.2%,节水能力更优;功耗仅为7瓦,如此节能主要得益于该产品采用无需压力泵的低压纳滤膜。要说缺点,那就是仅仅0.2升/分钟的净水流量。


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水垢的主要成分是颗粒较小的钙、镁离子,超滤净水机对此无能为力。


超滤膜不擅除水垢


立升LU5A4-CKU-2A是一款超滤净水器。由于超滤膜孔径较大,它对离子态物质的过滤能力(包括水垢在内)相比纳滤膜和反渗透膜有着先天不足。对于溶解性固体含量本就不高的这份自来水样品,这台净水器显得力不从心,净水的TDS值仍在145ppm,仅比原水降低了2ppm;余氯测试顺利通过,无残留;制水速度0.6升/分钟,是碧水源D506的3倍。

作为一台超滤净水器,立升LU5A4-CKU-2A至多可以保证净水中不含有害病原体和一些生物大分子,并不能提供精细的过滤,结构简单、制水速度快、废水少、耗电低(由4节5号电池供电)是它的优势。


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居家可用的酸碱度和余氯含量测试工具


新国标抵制“费水机”


从上面的结果不难看出,4款净水器的共同之处在于余氯去除都足够彻底,净水基础指标也都符合要求。博乐宝素贝虽然功耗相对较高,但高达1.2升/分钟的制水速度,已经完胜包括立升LU5A4-CKU-2A在内的很多超滤净水器,要知道制水速度快本是超滤的强项啊,当然这也是用6000元的价格换来的。碧水源D506是4款净水器中净水率最高并且唯一超过50%的产品,只要家中用水强度不大,能忍受较慢的净水速度,它省水省电的优势还是很亲民的。

值得注意的是,反渗透净水器普遍存在的费水问题,已经引起行业的重视。相关企业也在力求让消费者用上更节水的净水器。根据国家强制标准《反渗透净水器水效限定值及水效等级》(报批稿),将净水器的水效等级分为6级,从最低的5级到最高的领先级,净水率的要求从35%~75%不等。也就是说,反渗透净水器的净水率必须达到35%以上;而水效等级2级(净水率≥55%)或以上的净水器,才称得上是节水型净水器。

适时更换滤芯是净化类产品难以回避的特性,虽然很多产品都有滤芯寿命提醒功能,但由于不同家庭水质差别很大,这一功能仅能作为参考。滤芯的实际寿命受到自来水水质以及使用习惯等因素的影响。不管怎么说,当净水的口感、色泽这样的感官指标发生变化了,滤芯毫无疑问要赶紧更换了。

至于反渗透、纳滤和超滤哪个更好,目前没有定论。归纳起来是:超滤机占用空间小,出水速度快,耗电,理论上不排放废水。纳滤净水器胜在能除水垢、制水速度尚可、废水产量又不会太离谱,比较适合北京这种水质基本放心、只是铁锈(部分老旧社区管网老化)和水硬度较高影响口感的地方。如果在自来水污染比较复杂、水质不稳定并且有时污染很重的情况下,反渗透这种“一刀切”的彻底净化是首选。

此外,一台净水器好不好,还应该看它的类型和定位来具体甄别,比如一台反渗透净水器,如果连溶解性固体都滤不干净的话,肯定不能买。


文(本文数据资料来自“家用净水器评测网”及各净水器品牌官方介绍,特此声明并致谢。)





网络编辑:余雪