反滲透純水機的改進與發(fā)展方向（下）

　　從理論上講，RO膜的孔徑僅0.1～0.8nm，細菌是肯定過不了的。但實際上，反滲透純水機使用一個月以后，測試出水時就會發(fā)現(xiàn)，細菌是超標的。原因就在RO膜元件濾芯和外殼的配合有縫隙，水中細菌會從此溜過去。另外，凈水器雖然是密閉的，但出水龍頭是露在外面與空氣接觸的，而空氣中有大量灰塵及附著在灰塵上的細菌，因此，出水龍頭處會進細菌，這些從龍頭處進來的細菌會向凈水器的內(nèi)部運動和滲透，逆流而上，逐步遍及整個凈水器。再有儲水壓力桶內(nèi)壁及和后置活性炭濾芯會大量繁殖細菌。

　　因此，防止反滲透純水機出水細菌超標也是產(chǎn)品改進的方向之一，具體來講，純水機的防菌主要有以下幾種解決方案。

　　1、抗菌塑料的應(yīng)用

　　接觸水的塑料部件使用抗菌塑料無疑是防止反滲透純水機出水細菌超標的一個重要措施?？咕芰显诔煞种刑砑恿丝咕鷦?，可以抑制細菌的增長。凈水器常用的抗菌塑料主要是加入載銀抗菌劑，如磷酸鋯鈉銀抗菌劑。它能緩慢釋放Ag?，Ag?在很低濃度下能透過細菌的細胞膜，與細胞原生質(zhì)中的酶蛋白的巰基發(fā)生作用而使酶失去活性，從而殺死細菌，具有抗菌作用。如：銀離子抗菌聚丙烯，應(yīng)用于濾瓶、儲水壓力桶、水箱、冷膽等。

　　此外，抗菌塑料中加入的抗菌劑還有：銅鋅復(fù)合抗菌劑;納米TiO2光觸媒催化抗菌劑;有機抗菌劑;天然抗菌劑等等。

　　市場上還有一種載銀無紡布，由蘇州某公司生產(chǎn)，是在PP無紡布上通過等離子方法載銀(所謂“納米銀”)，用它取代普通無紡布包裹在炭棒外制成的炭棒濾芯，據(jù)說也可以有效抑制細菌的滋長。

　　2、載銀活性炭

　　一般以果殼或椰殼活性炭為原料，以特殊工藝使之載銀，含銀量常為0.1%～0.3%，它在水中會緩慢釋放出銀離子(Ag?)，而銀離子有殺菌作用，因此載銀活性炭除了普通活性炭的吸附功能外，還具有抑制細菌繁殖的功能。凈水器一定要用優(yōu)質(zhì)的載銀活性炭(如法國進口的載銀炭，很貴)，否則開始時出水中銀離子會超標，而使用不長時間就不再有銀溶出了。所以劣質(zhì)的載銀活性炭建議慎用。

　　現(xiàn)在有新開發(fā)的載高價銀的活性炭。高價銀即四氧化四銀，分子式為(Ag?O?)，分子量495.52。每個銀離子通過dsp2電子與4個氧原子形成配位鍵，由于分子晶體內(nèi)sp2電子結(jié)構(gòu)的差異，導(dǎo)致分子中電子具有活性，活性電子在單鍵和叁鍵間進行電子交換構(gòu)成一個分子電池，活潑電子的交換可產(chǎn)生1.48～3.0伏的電壓，可有效地將細菌電死。載高價銀的活性炭是活性炭吸附與分子電池的殺菌的有效整合。

　　試驗結(jié)果表明，即使0.3ppm低濃度下，也能在3分鐘內(nèi)將糞鏈球菌100菌群/ml全部殺死，遠低于美國EPA衛(wèi)生標準所規(guī)定的10分鐘內(nèi)100%殺死的條件。四氧化四銀對自然環(huán)境和生物不會產(chǎn)生危害，屬無毒級。由荊效民高級工程師申請的該專利不僅是一種銀系殺菌、滅病毒材料的制備方法，還是擁有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)新成果。由于采用表面化學(xué)合成方法形成化學(xué)結(jié)合，銀離子不易脫落，不會造成水中銀離子超標。上述載高價銀的活性炭也可以用于反滲透純水機的活性炭濾芯中。

　　3、溴樹脂的應(yīng)用

　　溴樹脂(學(xué)名全稱：溴代聚苯乙烯海因)是將溴以化學(xué)方法固定于樹脂表面，形成非可溶性固體顆粒狀小球，當水流經(jīng)顆粒表面時，懸浮其中的細菌和病毒便與縛于表面具有殺菌作用的溴相接觸，從面達到消毒滅菌作用。溴樹脂由美國奧本大學(xué)研發(fā)并由海羅索斯(HaloSource) 公司生產(chǎn)，它已通過美國EPA、NSF等認證，在全世界普遍被采用，在我國也已經(jīng)通過衛(wèi)生部門的檢測和評審，取得了衛(wèi)生部頒發(fā)的新材料衛(wèi)生許可批件：衛(wèi)水字(2011)第0064號。

　　溴樹脂的殺菌效能高，有廣譜殺菌的優(yōu)勢，它對致病菌(例如霍亂弧菌，大腸桿菌，沙門氏菌屬)和病毒(例如脊髓灰質(zhì)炎，輪狀病毒)的殺滅率達99.9999%。而且其殺菌過程中無需流體壓力，無需接電，應(yīng)用于簡單的水處理裝置中，采用溴樹脂殺菌后的出水中，沒有消毒副產(chǎn)物(DBP)的產(chǎn)生。

　　溴樹脂的使用效果好、使用壽命長，采用溴樹脂的凈水器可以確保一年、以及數(shù)千至一萬五千升家用飲用水的安全(然后更換濾芯)。它還能以極低濃度的殘留溴保證抗微生物的活性，這對出水的儲存是十分有益的。

　　需要注意的是使用溴樹脂后不能使用聚甲醛(POM)材料制的管接件，而應(yīng)使用聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、ABS等塑料制的管接件，否則會由于聚甲醛管接件氧化腐蝕而漏水。此外，采用溴樹脂的純水機的說明書，建議寫上：開始使用的新機要放掉3～5杯水后再飲用;舊機開機后要放掉1～2杯水后再飲用，目的是把長期浸泡在溴樹脂中的積水放掉，以免影響口感。

　　把溴樹脂置于后置活性炭濾芯中，或在后置活性炭濾芯前(或后)加裝溴樹脂小濾芯，均能保證反滲透純水機出水細菌不超標。

　　4、臭氧的應(yīng)用

　　臭氧(O?)具有廣譜殺菌作用，殺菌速度較氯快500倍，臭氧殺菌后分解成氧氣，不存在殘留物質(zhì)，不會對水質(zhì)造成污染。

　　臭氧應(yīng)用于桶裝純凈水生產(chǎn)中是非常普遍的，而桶裝純凈水生產(chǎn)設(shè)備就是一種大型的反滲透純水機，在RO出水后有加臭氧工序。那么，臭氧能否應(yīng)用于家用飲水用凈水器中呢?曾有多家企業(yè)和專家進行過這方面的探索和實踐，但均以失敗而告終。其原因是：

　　桶裝水從生產(chǎn)后到用戶飲用，由于流通環(huán)節(jié)及儲存運輸需要較長的時間及周期，用戶飲用時臭氧早已分解而在水中不復(fù)存在。然而凈水器則不同，用戶是隨制隨飲，生產(chǎn)出來的飲水中含有臭氧，它還來不及分解。水中臭氧不僅造成水有異味、口感不好;更重要的是，臭氧具有強烈的氧化作用，對人的食道、胃粘膜都有損害，臭氧也是所謂的“自由基”，可能對人體健康造成危害。

　　不過，上海某公司實現(xiàn)了對臭氧殺菌的巧妙利用，在立柜式反滲透直飲機中每天夜里定時(如半夜十二時)進行短時間臭氧消毒，對水箱中的純水以及直飲機水箱及出水管路系統(tǒng)等進行短時間的定時消毒滅菌，這樣，既達到了殺菌效果又不會影響水的口感和造成對健康的不利影響。

　　5、加裝紫外線殺菌器

　　二十世紀初，英國學(xué)者貝納德和莫加報道了紫外線有殺菌作用。二十世紀九十年代以后，紫外線殺菌器開始大規(guī)模應(yīng)用于水處理中的消毒殺菌。1993年，世界衛(wèi)生組織(WHO)批準把紫外線殺菌作為飲用水消毒的方法之一。

　　消毒滅菌用的紫外線是UVC波紫外線，其波長范圍是200～280nm，殺菌作用最強的波段在254nm附近，在此波段有足夠劑量的強紫外光照射到液體或空氣中，會破壞各種細菌、病毒等微生物細胞組織中的核酸，包括細胞核中的DNA(脫氧核糖核酸)和細胞質(zhì)中的RNA(核糖核酸)的結(jié)構(gòu)，當病毒或細菌吸收超過30000μW/cm²的劑量，其生命中樞DNA即遭到破壞，使其立即死亡或喪失繁殖能力。此外，紫外線照射在水中也會產(chǎn)生微量過氧化氫(H?O?)，它在破壞細菌的細胞中也起著一定的輔助殺菌作用。

　　加裝紫外線殺菌器，具有廣譜快速殺菌能力，操作簡單，維護方便，不會改變水中成分，不產(chǎn)生毒副作用。但也有不足之外，例如，沒有持續(xù)消毒效果，通過紫外線殺菌器后的水有可能再次被污染，消毒效果受進水濁度、色度、SS、SDI等影響較大等。

　　目前，紫外線殺菌器在工業(yè)水處理上應(yīng)用較多，在家用凈水器領(lǐng)域有使用，但不多。九十年代初從美國及我國臺灣進口的反滲透純水機，在第五級后置活性炭后往往再加一級紫外線殺菌器，以保證出水細菌不超標，但如此配置的國產(chǎn)反滲透純水機已不多見。

　　6、加裝后置超濾膜組件

　　在反滲透純水機的后置活性炭濾芯后面再加裝一個小的超濾膜組件，其目的和作用是：

　　(1)對流出后置活性炭濾芯的純水進行過濾，濾除細菌，防止反滲透純水機出水細菌超標;

　　(2)阻止從純水出水龍頭來的細菌在關(guān)機時逆流而上，進入并污染后置活性炭濾芯。

　　7、加裝后置微濾膜組件

　　在反滲透純水機的后置活性炭濾芯后面再加裝一個小的0.1或0.2μm的微濾膜組件。其目的和作用同超濾膜元件一樣。

　　8、去除壓力桶和后置活性炭濾芯，采用大膜大泵直供水型式

　　既然壓力桶和后置活性炭濾芯是滋長和繁殖細菌的溫床及主要根源，那么，采用釜底抽薪之計，干脆把它們?nèi)コ簦痪涂梢苑乐狗礉B透純水機出水細菌超標了嗎!

　　使用后置活性炭的目的是去除壓力桶中橡膠囊的異味，只要不用壓力桶，后置活性炭濾芯就失去了使用的意義。事實上，桶裝水廠的大型反滲透純水機全是從反滲透直接出水，并沒有什么后置活性炭。

　　但不用壓力桶，直接從RO膜供水，就必須使用大流量的RO膜和相應(yīng)的大功率泵。在《反滲透純水機的改進與發(fā)展方向》(上)中我們已經(jīng)計算過，起碼需要產(chǎn)水總量為300GPD(每天300加侖，每小時47.3升)以上的RO膜以及相應(yīng)的大功率泵。此時取一杯水(400mL，25℃)需要30秒，用戶勉強能接受。但如果水溫低，則流速要降低，取水時間則要延長。取消了壓力罐和后置活性炭濾芯后，純水隨制隨用，水質(zhì)也會更好。

　　(責(zé)編 連曉衛(wèi))