“水表式”便捷净水器研发

摘 要 近年来，水污染日益严重，饮水问题也被推上了风口浪尖，各种类型净水器相继出现在市面上。城市水质与农村有很大的差异，因此城市和农村应区别对待，但现有净水器大部分针对城市，农村净水器少且价格偏高。文章提出一个新型净水器装置，旨在解决农村贫困人民的用水安全问题，使装置本身更便捷、更经济。

关键词 净水器；农村；便捷；经济

中图分类号：TU991.2 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）17-0024-01

水是人类赖以生存和发展的重要元素之一，人体每日需要饮用大量的水才能保证身体健康运作。在我国，自来水还不能达到直饮要求。在欧美、日本、韩国等国，净水器的普及率达70%以上，而中国的饮用水电器普及率20%左右，农村几乎没有。未来十年，净水器将迎来一个发展的环境期，净水器必将会成为居民生活的一个必须品，中国净水器市场的需求空间蕴含着巨大商机。

1 净水器结构介绍

五个独立的“卧室”连接在一起，每个卧室装一种滤芯材料，只要旋转就可以取下任意的“卧室”，便于清洗和更换滤芯。每个“卧室”上都布置有相对数量的小孔以让水流顺利通过。

图1 净水器外管模型图

图2 净水器模型结构

（高度：13.5 cm 直径：7 cm 重量：130 g）

首先，此处通过实验确定了净水器外管无透水性，符合结构要求。

其次，此处选用了四种配合起来净水效果较好的材料。分别是：pp棉、活性炭、KDF、树脂。为保证净水效果，他们的厚度不小于2 cm。

2 工作原理

滤芯内部采用四级过滤。

水在本身的出水压力作用下从左边进入，经过四级过滤，从右侧流出。

第一级：PP滤芯除水中异色异味。适应一般自来水水源，配合前预处理工艺，经处理过的水达到CJ94-1999饮用净水水质标准的净水，可直接生饮。

第二级：活性炭滤芯可除掉有机，无机杂质，可有效吸附水中的余氯，改善水的口感。

第三级：树脂可使过滤液体脱色、澄清、透明；可过滤颗粒、杂质；有良好的除异臭味效果；可去除水中的余氯。

第四级：KDF水处理介质是一种独一无二的、新颖的，符合环保要求的水处理介质。一方面，根据pH、二氧化碳浓度和碳酸钙溶解度之间的关系，另一方面，由于KDF处理介质中锌离子的溶出，水中的锌离子含量有所增加，水中锌离子的存在能改变垢的晶体生长机理，使水中的碳酸钙垢以文石的结晶形态产生沉淀，在容器的器壁上形成软垢。以此来减少水中的矿物结垢；减少水中悬浮固体；去除水中含有的氧化剂（余氯）和重金属；可以抑制水中微生物的繁殖。

通过以上四级过滤之后，完成了对水的过滤。

3 滤芯材料的使用时间

PP棉使用期限为3-6个月；KDF为2-3年；活性炭为1年；树脂为半年。由于“水表式”净水器可以取下任何滤芯“卧室”，因此，只要针对不同材料的使用期限更换就行。同时，对于KDF和软化树脂可通过以下方法让其恢复效果。

KDF：方法一，在通风良好的地方使用盐酸清洗受污染的KDF，禁止吸烟和明火。方法二，加入足够量的清洁剂浸过KDF，至少15分钟后用新鲜水反复冲洗直至流出清水即可。

软化树脂：用饱和食盐水浸泡一晚即可。

4 工作特点

1）不需要提供额外动力，绿色环保：打开水龙头，利用水自身的出水压力，经过四级滤芯，达到净水目的。

2）易于拆卸清理与换新：滤芯长期使用会积累许多细菌和垃圾，导致过滤效率越来越差，久而久之成为污染源。“水表式”净水器具有可拆卸特点，更换滤芯更方便，同时可以对“卧室”定期打扫，保证水质。

3）经济适用：首先，净水器外部结构简单，造价便宜；其次，滤芯可随时取出清洗，适当重复使用，节约清洗费和更换机器费。

5 结束语

“水表式”净水器由于其结构的特殊性，使得每个装有滤芯的独立“卧室”都能够单独取下来，随时更换、清洗器具本身。在这方面解决了滤芯二次污染、器具清洗困难的问题。同时，由于其本身结构简单，造价便宜，“水表式”净水器具有经济、便捷的特点。基于以上特点，“水表式”便捷净水器具有很大的发展前景。但，其结构只是一个初步的构想，其外部水管的结构仍须通过进一步的实验论证其功能的合理性；同时，水质是否在不用压力泵的条件下被净化仍须实验论证。

注：本文系2014年四川省创新创意创业三创项目。

参考文献

[1]北京公众健康饮用水研究所.中国居民饮水指南[M].中国标准出版社，2013.

[2]李复兴.生命之源：水与营养[M].北京师范大学出版社，2007.

[3]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局、中国国家标准化管理委员会.二次气浮过滤净水器[M].机械工业出版社，2010.