濾水器有什麼材料濾水器濾芯主要成分與功能深度解析

【濾水器有什麼材料】

濾水器濾芯的主要材料通常包括活性炭、陶瓷、超濾膜、反滲透膜、離子交換樹脂等。

一、 活性炭：吸附淨化的主力軍

活性炭是目前應用最為廣泛的濾水材料之一，其獨特的孔隙結構賦予了它強大的吸附能力。

• 孔隙結構： 活性炭經過特殊的處理，內部會形成大量的微小孔隙，這些孔隙的總表面積非常巨大，可以達到每克幾百甚至上千平方米。
• 吸附原理： 這些孔隙能夠有效吸附水中的氯氣、異色、異味、農藥殘留、三鹵甲烷（THMs）等有機污染物。氯氣的吸附尤其重要，因為它可以去除自來水消毒過程中產生的刺激性氣味，同時也能減少三鹵甲烷等可能對人體有害的副產物。
• 種類： 活性炭主要分為兩種：
  • 顆粒活性炭 (GAC)： 這種形式的活性炭通常用於濾芯中，顆粒大小均勻，水流通過時能夠與之充分接觸，吸附效果較好。
  • 壓縮活性炭 (CTO)： 將活性炭粉末在高壓下壓縮成塊狀，這種形式的活性炭孔隙更為密集，過濾精度更高，同時也能有效去除氯氣和有機物。
• 局限性： 活性炭雖然吸附能力強，但其吸附容量是有限的，當吸附飽和後，其吸附能力會下降，甚至可能釋放吸附的污染物。因此，需要定期更換活性炭濾芯。

二、 陶瓷濾芯：物理阻擋的精細屏障

陶瓷濾芯通常由高嶺土等陶瓷原料燒製而成，其濾膜表面有許多微小的孔徑。

• 過濾原理： 陶瓷濾芯的過濾主要依靠物理攔截。其微小的孔徑（通常在0.2微米到1微米之間）能夠有效阻止較大的顆粒物，如泥沙、鐵鏽、沉澱物以及一些細菌等微生物通過。
• 優點：
  • 耐用性： 陶瓷濾芯質地堅硬，不易損壞，且可以通過清洗來重複使用，相對經濟實惠。
  • 無需電力： 陶瓷濾芯的過濾過程不依賴電力，可以節省能源。
• 缺點：
  • 濾速較慢： 由於孔徑較小，水流通過陶瓷濾芯的速度相對較慢。
  • 無法去除溶解性污染物： 陶瓷濾芯主要針對固體顆粒和較大微生物，對於水中的溶解性化學物質（如重金屬、餘氯等）效果有限。
  • 易堵塞： 如果原水雜質較多，陶瓷濾芯容易被堵塞，需要定期清洗。

三、 超濾膜 (UF)：介於微濾和納濾之間的精細過濾

超濾膜是一種壓力驅動的膜分離技術，其孔徑比微濾膜大，但比納濾膜和反滲透膜小。

• 孔徑範圍： 超濾膜的孔徑通常在0.01微米到0.1微米之間。
• 過濾能力：
  • 能夠有效去除水中的細菌、病毒、膠體、懸浮物、大分子有機物等。
  • 可以保留水中的大部分礦物質和微量元素。
• 應用： 超濾膜常被用於淨水器、超純水設備以及醫學領域。
• 優勢：
  • 高精度過濾： 在去除有害微生物的同時，保留了對人體有益的礦物質。
  • 免用電： 一般超濾系統不需加壓，靠水壓即可工作。
• 局限性： 無法去除水中的溶解性鹽類、重金屬離子等。

四、 反滲透膜 (RO)：最高級別的淨化技術

反滲透膜是目前淨化水質最高級別的技術之一，其孔徑極小，能夠攔截幾乎所有類型的污染物。

• 孔徑： 反滲透膜的孔徑極小，通常在0.0001微米左右。
• 過濾原理： 在壓力作用下，水分子能夠通過反滲透膜，而水中的絕大部分雜質，包括細菌、病毒、重金屬離子（如鉛、汞、鎘）、有機物、溶解性鹽類等，都會被截留在膜的另一側，並隨濃水排出。
• 產水水質： 反滲透淨化後的水，其純淨度極高，幾乎不含任何雜質，被稱為「純水」或「去離子水」。
• 優點：
  • 全面淨化： 能有效去除各種有害污染物，提供最純淨的飲用水。
  • 適用範圍廣： 適用於水質較差的地區。
• 缺點：
  • 耗水率高： 反滲透過程中會產生一定量的濃水，約有2-3份濃水才會產生1份純水。
  • 去除礦物質： 會將水中的有益礦物質和微量元素一併去除，長期飲用純水可能需要額外補充礦物質。
  • 需要加壓： 通常需要電力驅動水泵來提供足夠的壓力。
  • 對進水水質要求較高： 前置濾芯對保護反滲透膜至關重要。

五、 離子交換樹脂：軟化水質與去除特定離子

離子交換樹脂是一種具有離子交換能力的聚合物，主要用於去除水中的鈣、鎂離子，達到軟化水的目的，同時也能吸附水中的某些重金屬離子。

• 工作原理： 離子交換樹脂通過離子交換反應，將水中的硬度離子（主要是Ca²⁺和Mg²⁺）替換成對人體無害的鈉離子（Na⁺）或其他離子，從而降低水的硬度。
• 應用：
  • 軟水器： 廣泛應用於家庭軟水器，解決水垢問題。
  • 淨水器： 在某些淨水器中作為輔助濾材，去除重金屬或降低水的硬度。
• 再生： 當離子交換樹脂吸附飽和後，需要通過再生劑（如食鹽水）來恢復其離子交換能力。
• 局限性： 主要針對離子類污染物，對其他類型的污染物效果有限。

六、 其他輔助材料

除了上述主要濾材外，一些濾水器還可能使用以下輔助材料來提升過濾效果：

• KDF 濾料： 銅鋅合金，具有氧化還原作用，可以有效去除水中的餘氯、重金屬（如鉛、汞）以及抑制細菌滋生。
• 麥飯石： 富含多種礦物質，可以釋放微量元素，改善水質口感，並具有一定的吸附作用。
• PP 棉： 聚丙烯纖維製成，主要用於濾除水中的較大顆粒物，如泥沙、鐵鏽等，作為預過濾層，保護後續更精密的濾芯。

總結而言，不同的濾水器材料各有其獨特的優缺點和適用範圍。一個高效的濾水器往往會結合使用多種材料，通過多級過濾，以達到最佳的淨化效果。消費者在選擇濾水器時，應根據自己的水源水質、飲水需求以及預算，選擇最適合的濾材組合。