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你喝的水健康吗？我们不禁要问。刊登在美国《移民与难民研究》杂志上的一份关于“纽约健康和营养检测调查报告”显示，来自中国大陆的移民血液中铅、镉、汞等重金属含量高于来自其他亚洲地区的移民。铅比其他亚洲新移民高出44%。显然由于饮水、饮食方面的问题，中国人身体内重金属已处严重超标状态。
中国水污染现状严重。有报道称随着工业发展、城镇化提速以及人口数量的膨胀，我国面临着十分严峻的环境形势。全国主要流域的I~III类水质断面占64.2%，劣V类占17.2%，其中，海河流域为重度污染，黄河、淮河、辽河流域为中度污染。湖泊（水库）富营养化问题仍然突出，56个湖（库）的营养状态监测显示，中度富营养的3个，占5.2%；轻度富营养的10个，占17.2%。
在用户越来越强调养生、健康的背景下，如何才能喝到健康的“饮用水”成为了用户关注的焦点，也是在这样的背景下，净水器品牌、净水器分布呈现跨越式的增长状态。然而就净水产品而言，从最低的30元水龙头净水器，再到上万元的家用净水系统，净水设备为何差价如此之大？净水器、纯水机又有何区别？超滤膜、RO反渗透有什么意思？
相信很多用户在选购净水设备时都会有这样的疑问，今天我们就帮助大家，从技术的角度对市场上几种净水设备和净水原理进行初步的梳理。
注：以下部分内容来源于维基百科、百度百科以及相关文献报道
水龙头的净化 最低才30元
水龙头净水设备无疑是所有净水设备中最为廉价的产品，在亚马逊净水分类中价格最低的水龙头净水设备售价只要30元，超低的价格无疑成为了入门用户最为关注的产品，那什么是水龙头净水设备，它是否可以真的起到“净水”的效果？
亚马逊商城某款水龙头净水器的售价只要30元
龙头净水器，指直接安装且悬挂在家庭水龙头上的微型净水装置/设备，其价格低廉，安装简单，也因此受到用户的关注。水龙头净水器滤芯采用多孔无机微滤滤芯专利技术生产，以纯天然硅藻土为原料，经高温烧结而成，结合新型专利产品纳米金属簇（纳米KDF）NMC滤料可滤除水中的寄生虫、泥沙等悬浮污染物，有效去除水中的细菌、藻类、余氯及有害的溶解性重金属离子（铅、镉、铬等）。
水龙头净水器的内部结构（图片来源egoyu.com）
一般龙头净水器的出水不建议直接饮用，主要用途为：提供煮饭、洗菜，洗脸、刷牙、婴幼儿冲泡奶粉等净化水。厨房用水、洗漱用水、婴幼儿用水等用水量大，要求出水干净、安全、富含矿物质、流速快。龙头净水器的出水特征正好契合了普通家庭这些用水方面的需求。同时，经过龙头净水器过滤的自来水烧开后，也是家庭干净安全的优质饮水。
技术优势：价格低廉、安装简单。
技术不足：初级过滤，建议烧开后饮用
超滤膜 被誉为最"先进"的净化方式
超滤膜是目前宣传最为“先进”的净水方式，它可以有效的净化水中污染物，同时净化不需要电，不产生废水。超滤膜是一种孔径规格一致，额定孔径范围为0.01-0.2微米的微孔过滤膜。超滤膜大多由醋酯纤维或与其性能类似的高分子材料制得。
超滤膜净水器
我们都知道筛子是用来筛东西的，它能将细小物体放行，而将个头较大的截留下来。超滤膜是一种具有超级“筛分”分离功能的多孔膜。每米长的超滤膜丝管壁上约有60亿个0.01微米的微孔，其孔径只允许水分子、水中的有益矿物质和微量元素通过，而最小细菌的体积都在0.02微米以上，因此细菌以及比细菌体积大得多的胶体、铁锈、悬浮物、泥沙、大分子有机物等都能被超滤膜截留下来，从而实现了净化过程。
超滤膜滤芯
自来水先进入超滤膜管内，在水压差的作用下，膜表面上密布的许多0.01微米的微孔只允许水分子、有益矿物质和微量元素透过，成为净化水。而细菌、铁锈、胶体、泥沙、悬浮物、大分子有机物等有害物质则被截留在超滤膜管内，在超滤膜进行冲洗时排出。
技术优势：无需通电，无废水产生。可以对病毒、细菌、大颗粒物进行过滤。
技术不足：无法对水中矿物离子进行分离。
RO反渗透 最"纯"的净化方式
前面我们说完了超滤膜的净化方式，接着我们就必须说说同样采用“筛子”方式进行过滤的RO反渗透过滤技术。RO反渗透被称为最纯的净化方式，它的净化结果接近“蒸馏水”，也就是纯水。RO膜的孔径是0.008-0.01微米，从孔径上看是超滤膜的100倍以上，已经达到原子的半径水平，它不仅可以去除原水中上面的提到的物质，还能去除像水中离子状态的化合物，达到真正意义上的纯净水。
RO反渗透净水器
RO反渗透滤膜孔径太小，自来水的压力无法实现“通过”，因此RO反渗透净水机就必须经过加压过程，这一过程就必须使用增压器，也就是需要另一种能量消耗——电能。反渗透膜的主要分离对象是溶液中的离子范围，无需化学品即可有效脱除水中盐份，也就是我们所说的矿物质。
反渗透膜构造图（图片来源于yabjy.com）
RO反渗透净水器在制取净水的同时亦产生了大量的“废水”，由于这些“废水”得不到合理的使用而白白的被直接排放掉，进而造成自来水的极大浪费。“废水”本身说法是不严谨或者不够准确的，其更多意义是易于人们理解。大家所普遍认可的“废水”，严格意义上应该叫做“浓水”，而且由于有前几道PP棉、活性炭等滤芯的过滤，已经属于“优质杂排水”了。对于RO反渗透净水器的浓水问题，目前部分企业的做法是通过储水罐将废水保留起来，用于洗衣服，拖地，冲厕所，浇花等多种用途。
技术优势：净化级别最高，真正意义上的纯净水
技术不足：需要通电、产生大量“废水”（净水：废水比例通常大于1:3）
活性炭 最廉价的净化方式
说到活性炭，其实我们已经非常熟悉。凭借低廉的价格，活性炭成为了空气净化、水净化应用最为广泛的材料。净水活性炭一般为柱状颗粒，比表面积大，微孔发达，机械强度高，吸附速度快，净化度高，不易脱粉，使用寿命长等特点。也正是由于低价格、吸附效果好等特点，目前所有销售的净水设备都有试用活性炭滤芯，部分净水设备甚至采用了2级以上的活性炭过滤系统。
净水系列活性炭多选用椰子壳为原料，采用先进的生产工艺精制加工而成，产品具有孔隙结构发达，强度高，杂质含量低，颗粒度适当，阻力小，易于再生等优点。对水质净化有极好的效果，它不但能除去异臭异味，提高水的纯净度。对水中各种杂质如氯、酚、砷、铅、氰化物、农药等有害物质也有很高的去除率。
活性炭滤芯
活性炭通过物理吸附可去除水中的余氯、氯胺等等。化学方程式如下：
C Cl2 H2O—→CO 2H 2Cl- C ClO-—→CO Cl-
C 2NHCl2 H2O—→CO N2 4H 4Cl-
与超滤膜和RO反渗透“筛子”式的净化不同，净水椰壳活性炭活性炭产生吸附性的原因就是因为它有发达的孔隙结构，就象我们所见到的海绵一样，它可以将水中的污染物“吸附”在颗粒表面，实现最终的净化效果。活性炭对分子量500-1000范围内的有机物具有较强的吸附能力。活性炭对有机物的吸附受其孔径分布和有机物特性的影响，主要是受有机物的极性和分子大小的影响。同样大小的有机物，溶解度越大、亲水性越强，活性炭对它的吸附性越差，反之，对溶解度小，亲水性差、极性弱的有机物如苯类化合物、酚类化合物等具有较强的吸附能力。
活性炭颗粒显微镜图
目前应用在净水器中的活性炭过滤桶主要包括毡式活性炭、颗粒活性炭和复合烧结活性炭，也有部分企业通过压缩活性炭来实现更为强大的净化效果。而除了对饮用水进行净化外，在RO反渗透净水器的末端增加活性炭滤芯的主要目的是加强自来水的引用口感。
技术优势：生产成本低，技术难度小，对氯、酚、砷、铅、氰化物、农药有较高的去除率
技术不足：吸附效果受限因素较多，需要与水充分接触（控制水的流速）、易出现微生物超标
KDF滤芯 化学净化解决活性炭不足
除了较多的应用活性炭外，目前水净化设备中还加入了一个名为KDF有机物滤芯。KDF是一种高纯度的铜合金，能够完美去除水中的重金属与酸根离子，提高水的活化程度，更有利于人体对水的吸收，保护人体健康，促进人体新陈代谢。就是用这种材料制成了KDF滤芯。
KDF55处理介质为高纯铜/锌合金，通过电化学氧化—还原（电子转移）反应有效地减少或除去水中的氯和重金属，并抑制水中微生物的生长繁殖。与活性炭吸附不同，KDF处理水的原理是利用氧化还原反应，KDF与水中氧化性有害物质进行电子交换，把许多有害物质变为无害物质，也正是由于这样的特性，KDF滤芯拥有更为长效的使用寿命。
KDF 活性炭净化滤芯
KDF滤芯拥有减少矿物结垢、减少悬浮固体、去除余氯、抑制微生物繁殖、去除重金属等特性。相比活性炭过滤氯离子，KDF滤芯通过通过电化学氧化还原反应完成。除了氯离子外，水中其他的氧化剂，如臭氧、溴、碘等与KDF55接触后也能进行氧化还原反应。但由于锌参与了化学反应，因此出水中锌的浓度相对较高。
KDF滤芯的最大优势莫过于对于微生物的抑制，在化学反应过程中KDF55处理介质不是通过一种机理、而是几种机理控制微生物的生长繁殖，通过每一种的单独作用或协同作用来达到抑制微生物的作用。主要机理包括：氧化还原电位的变化，氢氧根离子和过氧化氢的形成，介质中锌的溶出等。在一般情况下，KDF55处理介质作为反渗透膜的预处理手段时，能够抑制细菌、藻类等微生物的繁殖，从而防止了微生物对膜的破坏。
技术优势：对氯、酚、砷、铅、氰化物有较高的净化效果，可以抑制微生物污染，使用寿命更长技术不足：生产价格较高、化学反应受限因素较多如水温，原水的浊度，水的酸碱度等等
贵有贵的道理 净水器差价背后的道理
看完上文，相信大家对水净化器净化原理有了简单的认识。那我们还是回到最初那个话题，为什么水净化器从几十块钱到几万块钱差价那么大？
水净化器的核心是滤芯，“用料”多少就成为了净水器差价的一个重要原因。龙头型净水器结构结构简单，同时滤芯的复杂程度更低，且产品不需要大量的配件（如出水管、储水罐等），这也就成为龙头型净水设备价格最低的重要原因。比较之下，万元专业净水设备其滤芯更大、且过滤系统更为复杂，需要配套的管路、附件更多，价格高也就在了情理之中。
一套完整的净水系统（图片来源于nyshengquan.com）
净水设备的价格因素包括品牌、用料、工艺、净化原理、物流甚至包括产品安装及售后服务。但贵有贵的道理，高端净水设备不仅为用户提供了一个饮水的解决方案，更是家中净水的一套完整系统，它包括了饮用、清洁等全方位的用户使用需求，在净水的同时也强调节约用水，提倡绿色的用水方式。且高端的净水方案，出水量更大、出水更洁净，也是是高端净水设备的共同特点。
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