怎么净化水质?粗放的做法是:

  • 投入混凝剂,使悬浮物沉淀。

  • 铺垫多层砂石,过滤污染物。

  • 加氯,杀灭微生物。

器物小理:净水器-器物与我

多层砂石过滤水中污染物,来源:见文末

家用净水器则要精细得多,最常见的净化方式是过滤、吸附和反渗透,其次是离子交换、紫外线等等,同空气净化器一样,净水器通常将几种净化方式组合使用。

我们可以用活性炭(颗粒、纤维或棒状)、陶瓷颗粒、吸附树脂等材料吸附污染物。

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水流经活性炭,污染物被吸附,来源:见文末

也可以用 PP 棉、无纺布、滤膜等材料过滤污染物。

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水通过过滤材料,污染物被截留,来源:见文末

当然,还可以用反渗透膜将水与污染物分离。反渗透膜是滤膜的一种,为什么叫反渗透?因为在自发的渗透现象中,水是从稀溶液(即无或少污染物的水)到浓溶液(即污染物多的水),但在外部压力作用下,水可以从浓溶液流到稀溶液,与自发的渗透相反,故称反渗透。

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渗透和反渗透,来源:ccdpy.com

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水分子穿过反渗透膜,其他污染物被拦截,来源:见文末

如果不考虑「电渗析」、「蒸馏」等家用领域少见的类型,我们可将家用净水器一分为二:

  • 一般净水器:没有反渗透膜的净水器,大部分不需要电源,外形较多,如水壶、水龙头等。常见的净化材料有活性炭、PP 棉、无纺布、离子交换树脂、超滤(滤膜)、KDF(铜锌合金)等等 ,通常几种材料组合使用。

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几种一般净水器,来源:京东

  • 反渗透净水器:有反渗透膜的净水器,俗称纯水机。一般固定安装并需要电源,有的反渗透净水器还有储水桶。反渗透滤芯通常和其他滤芯组合使用,如上面提到的活性炭、PP 棉、无纺布等。

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几种反渗透净水器,来源:京东

反渗透滤芯是个多层结构,反渗透膜只是其中一层。我们把它展开看看。

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反渗透滤芯内部结构,来源:evolutionro1000.com

家用净水器的反渗透滤芯通常为卷式,从外面看就是一个圆柱,水从滤芯里塑料网构成的给水层流入。

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原水(或称浓水)从给水层(或称隔网层、原水通道)流入,来源:见文末

水透过滤膜,与污染物分离,进入织物构成的支撑层。

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水透过滤网,进入支撑层(或称产品水通道、纯净水通道)来源:见文末

纯净水在支撑层汇流,并流向中间的多孔管道,最后从管道开口处流出。留在给水层中的、含污染物的浓水则从废水通道排出。

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纯净水进入中心管道,从开口处排出,来源:见文末

为了延长寿命、减少堵塞,反渗透滤芯通常还会配备其他滤芯,组成一个逐级净化的系统。

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一种多滤芯的反渗透净水器,来源:honeywell.com.cn

在逐级净化的净水器中,水先进入第一级净水装置。

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水流入第一个容器,来源:见文末

容器中间是滤芯,水流进滤芯,污染物被拦在外面。

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水进入滤芯中间,污染被截留在外面,见文末

随后水进入下一个滤芯,过程同上,如此几番,水才进入反渗透滤芯。

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一种反渗透净水器的逐级净化过程,来源:见文末

主要信息来源

How do water filters work? – Explain that stuff

How Water Filters Work – How Stuff Works

反渗透水处理工程 – 冯逸仙、杨世纯

反渗透水处理技术应用问答 – 窦照英、张烽、徐平

饮用水深度处理技术 – 王琳、王宝贞

动图来源:

How does reverse osmosis work? – SydneyWaterTV

Reverse Osmosis System – Casey Chretien

How Seawater Desalination Works – DVSMarketing

题图来源:PEXELS