家庭基础净水设备选购核心分析

追加修改(2016-11-04 11:35:28):
最前面提到 我国饮用水标准GB5749-2006中对消毒剂的要求为： 采用氯气或者游离氯：4mg/L＞消毒剂＞0.3mg/L,管网末梢余量不低于0.05mg/L； 采用一氯胺：3mg/L＞消毒剂＞0.5mg/L,管网末梢余量不低于0.05mg/L.

前言

近期准备装修，第一步打算先看净水设备，看了值得买上和其他地方很多的文章，受益颇多。但是很多内容A说A，B说B，到底谁说的是对的，谁的内容，还有待考证，其实还需要我们自己去判断。

以下几个问题解释与内容，来自于日常用水净化中常见的几个问题：

一、 余氯

1.余氯：是指水经过加氯消毒,接触一定时间后，水中所余留的有效氯。水中的余氯包含（采用氯气或游离氯消毒）：氯，次氯酸，次氯酸根离子；（水中采用一氯胺消毒）一氯胺，二氯胺，三氯胺。

2.我国饮用水标准GB5749-2006中对消毒剂的要求为：

以上可知，国内对管网末梢（也就是水龙头出水）的消毒剂要求还是比较高的，但是没有要求最高上限，就导致有可能末梢消毒剂浓度过高。

3.危害：氯气在供水的时候，可以与水中的天然化合物反应，产生消毒副产物。最常见的消毒副产物是三氯甲烷和氯乙酸。三氯甲烷是消毒副产物的主要产物，主要有两种类型：三溴甲烷（氯仿）和二溴，其影响也取决于摄入体内的时间，以及暴露在化学品中的时间（抛开剂量谈毒性就是耍流氓），在高剂量下，三溴甲烷（氯仿）主要键盘常规大脑活动，主要症状为嗜睡或镇静。长期接触三溴甲烷（氯仿）和二溴氯甲烷可引起肝、肾癌以及心脏病、昏迷，甚至死亡。由于这些化合物潜在的致癌性，发达国家饮用水条例中要求市政供水定期监测其浓度。世界卫生组织指出，与不消毒产生的风险相比，这些副产物对健康的风险非常小。但余氯会导致三氯甲烷生成的概率升高。——以上出自维基百科（Water Chlorine）。

4.预防与改善：

a.臭氧消毒

b.使用氯胺消毒

c.家庭净化水：家庭过滤水之后必须尽快使用，并且过滤器需要定期更换，否则细菌会在过滤器单元内生长。

d.紫外线

e.辐射:α β γ射线

5.消除方式：活性炭。使用前白色，10天后一般黄色，50天以后棕色，最后黑色。

6.没有任何证据表明，水中的余氯会对人体产生危害，即便是长期接触氯仿或者二溴氯甲烷，也仅仅会有潜在致癌性（夏天去游泳池游泳的，那里面的氯化物，不知道比家里的水里的氯化物高多少倍，在那么长时间的氯水中暴露都没有问题），并且这一说法，针对的是氯仿以及二氯溴甲烷（并非水中浓度很低的余氯的副产物）。

额外参考

另外，可参考维基百科中，余氯的词条。

二、 软水

1.软水机：主要是通过离子交换树脂去除水中的钙、镁离子，降低水质硬度。另一种技术是区别于化学离子交换法的物理软水方法，是通过高能聚合球将水中的钙镁离子打包成结晶体存在于水中，使其在水中不结垢。主要技术有纳米晶技术。软水与自来水相比，有极明显的口感和手感。

2.软水的过程：主要是用离子交换技术，通过树脂上的功能离子，用钠离子与水中的钙、镁离子交换，吸附水中多余的钙和镁离子，去除水垢（碳酸钙和碳酸镁）。

3.软水是否可以直饮：目前并无任何证据指出软水不可饮用，同时，软水相对硬水来说，仅仅是钠离子相对偏高，而身体的机制可以让多余的钠离子直接排走，这也是为什么你抓一把盐吃了不会进医院的原因。另一方面，虽然软水里少了钙和镁离子，但是……你真的不吃饭不吃水果，就靠水里的那些钠和钙吗？“Calcium and magnesium ions are required for normal metabolism in many organisms including mammals. The lack of these ions in soft water have given rise to concerns about the possible health impacts of drinking soft water.”包括哺乳动物在内，钙和镁都是正常代谢中需要的的东西，喝软水缺乏这些离子可能会导致对影响健康的担忧——出自维基百科（soft water）。

最终意见就是，想喝你就喝，你也不会每天就在家喝软水，缺少的那点钙和镁，吃个紫菜汤汤，喝一杯牛奶就足够了，何况还有其他蔬菜水果里有，如果对担心会有什么问题，也可以不喝软水，但是说软水损害健康，这个理论是站不住脚的。

补充一张类似意思的图：

下面再放一段出自维基百科Water purification词条中的关于不含矿物质水和软化水的争议、调查与实验：

大概意思是说：因为07年美国一个州（省）的供水设备出现故障，而他们许多城市的消毒剂已经由游离氯改为了氯胺，而氯胺似乎在水中具有腐蚀管龄较大的管道，能溶解其具有“保护性”的内膜，导致管道内铅含量升高，可能导致血铅升高。

在这个前提下，产生了关于无矿物质水和软化水是否应该引用的….话题？

通过蒸馏、反渗透、各种膜的方式得到的去除了大多数矿物质的水，并非是理想的饮用水。同时，自1980年以来，世界卫生组织对软化水对人类健康影响的调查中发现，软化水利尿（多去厕所），并且减少了电解质（别捉急，往下看。），并且降低了血清中的钾浓度，而钙和镁等矿物质有助于防止营养缺乏症。同时，软化水也可能增加有毒金属，因为包括钙和镁离子在内，可以防止铅和镉从管道中浸出（管道里要是没有，那就不会增加有毒金属咯，一般家庭里的是PPR管，由碳和氢组成，木有铅，但是如果你家管道是比较老的金属的，并且软水机或者其他什么机过滤出来的没有矿物质的水要经过这类金属管道，就要注意了）。中间有一段我不搬运翻译了，以免百度谷歌不准，导致传递错误的信号。然后就是镁和钙的每升水的含量建议blabla我觉得没啥用的东西……

而净水器厂商说水里的矿物质水导致许多疾病的原因，而大多数有益矿物质来自于食物。（关于水里的矿物质能导致疾病而食物里的不能这一点，我有些呵呵。）而身体所需矿物质通过食物就基本可以满足，这一点是引用美国医学会的。世界卫生组织的报告也认为，除了一些特殊情况外，水不是人类基本要素的主要来源，并且，不是钙和镁的主要来源。这一点是指出软化水有害的反证。

同时，还有些其他国家的动物实验和临床观察：给同样含量的镁和锌在水里的动物血清中这些元素的含量要低于给同样镁和锌在食物里而对饮的水是低矿物质的。

原文如下：

Distillation removes all minerals from water, and the membrane methods of reverse osmosis and nanofiltration remove most to all minerals. This results in demineralized water which is not considered ideal drinking water. The World Health Organization has investigated the health effects of demineralized water since 1980.[24] Experiments in humans found that demineralized water increased diuresis and the elimination of electrolytes, with decreased blood serum potassium concentration. Magnesium, calcium, and other minerals in water can help to protect against nutritional deficiency. Demineralized water may also increase the risk from toxic metals because it more readily leaches materials from piping like lead and cadmium, which is prevented by dissolved minerals such as calcium and magnesium. Low-mineral water has been implicated in specific cases of lead poisoning in infants, when lead from pipes leached at especially high rates into the water. Recommendations for magnesium have been put at a minimum of 10 mg/L with 20–30 mg/L optimum; for calcium a 20 mg/L minimum and a 40–80 mg/L optimum, and a total water hardness (adding magnesium and calcium) of 2 to 4 mmol/L. At water hardness above 5 mmol/L, higher incidence of gallstones, kidney stones, urinary stones, arthrosis, and arthropathies have been observed.[25] Additionally, desalination processes can increase the risk of bacterial contamination.[25]

Manufacturers of home water distillers claim the opposite—that minerals in water are the cause of many diseases, and that most beneficial minerals come from food, not water.[26][27] They quote the American Medical Association as saying "The body's need for minerals is largely met through foods, not drinking water." The WHO report agrees that "drinking water, with some rare exceptions, is not the major source of essential elements for humans" and is "not the major source of our calcium and magnesium intake", yet states that demineralized water is harmful anyway. "Additional evidence comes from animal experiments and clinical observations in several countries. Animals given zinc or magnesium dosed in their drinking water had a significantly higher concentration of these elements in the serum than animals given the same elements in much higher amounts with food and provided with low-mineral water to drink."

4.是否有必要给家用电器装软水机：对于非封闭回路且造成液体较高温度的电器（热水器，热水壶，就是可以让回路里的水流走的。洗碗机需要确认是否自带软水功能，以及工作水温。），如果用软水机是好的（硬水地区不用看这一条，直接上），而封闭回路的电器（比如地暖），没必要使用软水机。因为装软水机，对电器而言，主要担心水垢对电器的影响，而水垢主要产生的必要条件，就是水中的钙离子结晶，必须要其浓度超过溶液的饱和浓度。在非封闭的环境下（比如热水器和热水壶），随着温度升高，水中的水以水汽的形式离开，而水中的离子浓度逐渐升高，待液体冷却后，就会有离子结晶。而封闭环境下水不会排走（也因此，把水不会加热到气态的温度，不然就炸了），即便是反复加热，液体中的离子浓度并未升高，故不会有结晶，也就是说，不会有水垢（对，我这里指的就是燃气热水地暖）。当然，除了电器意外，可能洗衣机与家里淋雨的冷水口，以及卫生间洗脸池的接口，为了您和您家人生活的更好，可以选择用接软水机。由于软水机价格还是有点呵呵，可以暂时预留管道、插座、放置位置，后续再加（可能你就不会加了，哈哈哈）。

5.软水机之前是否需要辅助净化设备？没有任何证据表明，氯化物会与软水机中的离子交换树脂反应或者吸附，同时，在给软水机加盐的时候，本身就会有氯化物产生，而果壳的文章也说明了水中的余氯，并不会对人体产生什么影响。但是可能会有其他物质吸附在染离子交换树脂上（导致离子交换树脂效率降低而已），但是无论是否需要用在离子交换树脂之前用其他东西过滤（如PP棉，活性炭），软水机中的离子交换树脂本身就要定期更换，在软水的过程中，被置换出来的离子不断累积在树脂中，就会影响其交换功能，而且水压也会对其有磨损。

三、 前置过滤器

1.前置过滤器：前置过滤器是对全屋用水的第一道粗过滤设备，可以过滤自来水中的泥沙（注意，泥沙有大小，小的小于1微米μm，大的泥沙颗粒就不好说了）、铁锈等大颗粒物质。市面上常见的滤网的精度范围根据不同品牌和型号从5-300微米不等，一般而言，这个精度是拦不住细菌的（97.4.16科学杂志上报导最大的细菌直径0.75毫米，但是这个应该不会出现在你家管道里，最小的比病毒还小），病毒就更不可能了，铁锈倒是能拦住一部分。常见的过滤器，有吸虹式与反冲洗式。

同时，部分前置过滤器具有稳压作用，可以减少管道水锤对设备的影响。

2.前置过滤器对水压的影响：城镇供水厂运行维护技术规程（国标）中，供水水压应符合CJJ58-2007中第3.1.3条要求，供水管网末梢压力不应低于0.14 MPa，管网压力合格率不应低于97%，0.14Mpa=1.4KG。

选几个有代表的，BTW的一般工作水压0.2-1.6Mpa（数值取自其国内官网）/0.2-1Mpa（数值取自狗东）,山寨希尔0.2-1.6Mpa（数值取自狗东），沁园企鹅0.1-0.5Mpa（数值取自狗东）。

注意，沁园的上限貌似不高，而家庭管网压力，高于国标的0.14Mpa。

OK，以上偏题了，我查不到前置过滤器的压损，网上看到狗东客服说山寨希尔的压损是0.5Bar=0.05Mpa，但是上面三个产品都没有官方说明，有确切信息的值友补答一下么？

网上找到一张BWT的反冲洗过滤参数图，里面标明了压损是0.2KG，页就是0.02Mpa,注意过滤精度是90-110μm，如果更小的话，可能会更加有压损，家里水压小的值友要注意了

。

自家最小水压计算（标准状况下）：首先，1Mpa对应的水压是10KG，能够把水压到100米高，按照国标，末端水管最小0.14Mpa,假设你家楼房是23层，每层3米，二次供水的水箱就在小区里面，你家楼层是15米。

提升至最高层，并且保持0.14Mpa需要的最小水压是：23*3/100+0.14=0.83Mpa

提升至你家，需要的水压是：15*3/100=0.45Mpa

所以你家水管里的水压是（0.83-0.45）100=0.38Mpa,也就是3.8KG

这个计算方式有问题的话，请帮忙指出，我也是问物业水管工的。

3.前置过滤器对流量的影响：一般而言，家庭入户水管都是6分管（DN25，塑料管外径，铁管为DN20内径）

额定用水普通家庭现在最高是每人每小时130-300L（无地暖）——每人每小时200-320L（有地暖）。

小时变化系数可以百度下，我就不说了。

算起来，日常用水每人每小时46-130L（无地暖）/72-160L（有地暖），三口之家，每天每人用水3小时，取中间值计算

无地暖：88*3*3/1000≈0.8T，算下来每月24吨水（实际北方应该达不到，南方这个数值也不低）

有地暖：116*3*3/1000≈1T，算下来每月30吨水（实际北方应该达不到，南方这个数值也不低）

以上算法有误的话，请值友帮忙指出。

国产沁园企鹅的前置，日处理量60T

山寨汉斯的前置，日处理量55T

BWT的前置，日处理量40T

其他不想看了，总之远远高于日常用水，所以流量上不会有影响。

家庭最高用水日的用水定额（GB50015-2010）

4.不少人使用PP棉+活性炭替代前置过滤器，个人觉得功能与精度不一样，不应该被替代，对PP棉和活性炭而言，不需要更换内芯（至少十年这个短期而言）的前置过滤器，可以过滤一部分杂质，减少后面净化设备的更换频率（懒人福利的意思）。

四、 PP棉滤芯、活性炭滤芯

1胶体：又称胶状分散体（colloidal dispersion）是一种较均匀混合物，在胶体中含有两种不同状态的物质，一种分散相，另一种连续相。分散质的一部分是由微小的粒子或液滴所组成，分散质粒子直径在1~100nm（纳米，也就是0.1-0.001微米）之间的分散系是胶体。

2.PP棉滤芯（PPF滤芯）：又名熔喷式pp滤芯，采用无毒无味的聚酯纤维粒子，经过加热熔融、喷丝、牵引、接受成形而制成的管状滤芯。

一般最大压差是0.4Mpa,也就是4KG；进水压在0.1-0.5Mpa（1-5KG），太低了过滤不了，太高了冲散了；压损≤0.05Mpa；过滤精度1μm-5μm（微米）——百度（PP棉滤芯）

可见，水里的胶体，靠PP棉是过滤不了的（也没必要，看下文），但是可以过滤前置过滤不了的泥沙、絮状物、沉淀物等。

由此可见，PP棉是过滤不了水里的胶体的，并且，胶体不光是水里有，空气中也是有的，你还要上空气净化器（抱歉，室外的你净化不了），即便你家里和单位里空气都净化了，你去单位的路上，也会呼吸到无数胶体。

3.活性炭

活性炭的主要原料几乎可以是所有富含碳的有机材料，如煤、木材、果壳、椰壳、核桃壳、杏壳、枣壳等。这些含碳材料在活化炉中，在高温和一定压力下通过热解作用被转换成活性炭。在此活化过程中，巨大的表面积和复杂的孔隙结构逐渐形成， 而所谓的吸附过程正是在这些孔隙中和表面上进行的，活性炭中孔隙的大小对吸附质有选择吸附的作用，这是由于大分子不能进入比它孔隙小的活性炭孔径内的缘故.

活性炭是由含炭为主的物质作原料，经高温炭化和活化制得的疏水性吸附剂。活性炭含有大量微孔， 具有巨大无比的表面积，能有效地去除色度、臭味，可去除二级出水中大多数有机污染物和某些无机物，包含某些有毒的重金属。影响活性炭吸附的因素有：活性炭的特性；被吸附物的特性和浓度；废水的PH值；悬浮固体含量等特性；接触系统及运行方式等。活性炭能有效吸附氯代烃、有机磷和氨基甲酸酯类杀虫剂，还能吸附苯醚、正硝基氯苯、萘、乙烯、二甲苯酚、苯酚、DDT、艾氏剂、烷基苯磺酸及许多酯类和芳烃化合物。

椰壳活性炭其孔径从2纳米到50纳米都有，出了上面提到的有机物，还可以过滤重金属，铁锈，部分细菌等。

题外话：为什么外国人不把水煮沸了就喝？（妈个鸡，其实以下内容我只是去维基百科查PP棉过过滤孔径的时候不小心看到的）

Bringing it to its boiling point at 100 °C (212 °F), is the oldest and most effective way since it eliminates most microbes causing intestine related diseases,[17] but it cannot remove chemical toxins or impurities.[18] For human health, complete sterilization of water is not required, since the heat resistant microbes are not intestine affecting.[17] The traditional advice of boiling water for ten minutes is mainly for additional safety, since microbes start getting eliminated at temperatures greater than 60 °C (140 °F). Though the boiling point decreases with increasing altitude, it is not enough to affect the disinfecting process.[17][19] In areas where the water is "hard" (that is, containing significant dissolved calcium salts), boiling decomposes the bicarbonate ions, resulting in partial precipitation as calcium carbonate. This is the "fur" that builds up on kettle elements, etc., in hard water areas. With the exception of calcium, boiling does not remove solutes of higher boiling point than water and in fact increases their concentration (due to some water being lost as vapour). Boiling does not leave a residual disinfectant in the water. Therefore, water that is boiled and then stored for any length of time may acquire new pathogens. ——出自维基百科（Water purification）里面有进一步引用，想了解的可以去看下。

把水加热到100度烧开是最古老有效的办法，因为它消除了大部分会引起肠道有关疾病的微生物，但它不能去除化学毒素或杂质。对人类健康而言，不要求水完全消毒，而耐热微生物对肠道没有影响。把水煮沸是为了额外的安全，而微生物在60度就被消除了，水的沸点随着海拔上升而下降并不影响煮沸后的杀毒效果，blablabla….把水烧开不能减少沸点高于水的溶质，反而会增加其浓度（水蒸气的减少导致水减少），把水烧开并不能去除水里的消毒剂（如次氯酸XX，氯酸XX）而且，煮沸后储存的过程会增加新的……细菌。

大意就是，要么就加热到60度，要么就烧开滚个10分钟，水放凉的过程中也会有新的细菌产生（别怕，你家空气不死人）。上文说道，加热主要是为了去除引起肠道疾病的微生物，所以如果你肠道足够好，或者人家的消毒措施做得确实好，那是可以不用烧开了就喝。谷歌翻译的稍微加工了一下，轻喷。

五、 微滤（MF）

1.微滤：又称微孔过滤，属于精密过滤。微滤能够过滤掉溶液中的微米级或纳米级的微粒和细菌，是以多孔膜（微孔滤膜）为过滤介质，在0.1~0.3MPa的压力推动下，截留溶液中的砂砾、淤泥、黏土等颗粒和贾第虫、隐抱子虫、藻类和一些细菌等，而大量溶剂、小分子及少量大分子溶质都能透过膜的分离过程

更微观的，原子或离子材料，例如水，一价物（纳或者氯）的离子，天然有机物，小胶体和病毒仍然可以通过（有效分离范围是0.1-10）

六、超滤（UF）

1.超滤，是以压力为推动力的膜分离技术之一。以大分子与小分子分离为目的，膜孔径在20－1000A°（2纳米-100纳米）之间。中空纤维超滤器（膜）具有单位容器内充填密度高，占地面积小等优点。在超滤过程中，由于被截留的杂质在膜表面上不断积累，会产生浓差极化现象，当膜面溶质浓度达到某一极限时即生成凝胶层，使膜的透水量急剧下降，这使得超滤的应用受到一定程度的限制。主要用于截留去除水中的悬浮物、胶体、微粒、细菌和病毒等大分子物质。超滤过程由于膜污染和更换产生的成本很高，所以需要给预处理，而超滤又是用来保护RO膜的预处理过程。

2.保护超滤的方式之一是更高的水流流速，可以防止膜表面大分子和胶装物质的沉积，然而达到这个的条件是昂贵的泵（加压提高流速）。

定期的反清洗，能防止污物积聚和反向结垢渗透（没有反冲洗的还是算了吧）

3.如果超滤有好几层，包含PP棉和活性炭，则可以直接用超滤，前面不在用这两层东西，如果没有，仅仅是超滤膜，最好用PP棉+活性炭预处理保护。

上一张源自维基百科中Membrane technology词条里的图（注意，本词条维基百科提出本文包括引用的列表，但其来源仍不清楚，因为它具有内嵌引文不够，大概是证据不足）

首先上图：

上图中的kD应该是分子量

根据上文以及图上可以知道，如果你家要直引，那就过滤到超滤就可以了，如果你家水要烧开，那到微粒过滤（Particle filtration）就可以了，细菌病毒你烧水到60度就杀完了（外国人还不烧水，反正放凉的过程会有新的，对了，你家杯子没消毒的话杯子里面也有细菌病毒）。再额外的过滤，怎么说呢，我用传奇来举个例子吧：0-30攻击的裁决2000W，你为了买个0-31攻击的裁决，花了6000W。

下图孔径选择：出自同一维基百科。

七、 纳滤-反渗透

到这里其实已经没必要写下去了，我觉得一般家庭实在没必要，当然信仰归信仰。

结论：水中的余氯必须要活性炭或者超滤才可以过滤，并且没有证据表明城市管网供水中的余氯会对人体产生伤害；软水机前没必要加装除余氯的装置，并且软水机出来的水可以引用，即便是世卫组织也没有任何证据表明软水会对人体有伤害；PP棉过滤不了水中的胶体，胶体的组成成分有无机物也有微生物，无机物和有机物在水烧开以后该沉淀的沉淀，该消除的消除，外国人还不烧开喝水呢；自来水不一定要完全烧开，60度以上就可以；家用过滤，一般到活性炭，也就是微滤就可以了，后面的都没有必要了，效果我已经用上文中的裁决举例了。

上述内容中，图表，数据大部分取自维基百科英文版内容，小部分数据出自《GB50015-2010建筑给排水设计规范》，极少部分出自百度百科。

欢迎带有具体引用出处的讨论，拒绝纯媒体报道的引用。

杂七杂八查下来，用了好几天，比写论文还查的资料还多。

处女作

以上

首图不是我的本意，因为值得买设置必须要，而我又没有适合做封面的图，故用之。