不小心喝了水垢咋办?在线等挺急的~
上篇文讲了家用纯水机是否需要使用超滤膜的问题,内容链接在最后,相信很多朋友都有了自己的选择,本来想说说阻垢剂,结果一开笔,发现问题相当复杂,仅仅水垢就要单写一篇了,为了避免又臭又长惹人烦,于是又改了题目写写水垢。
还是直接说结论,有耐心的朋友再往下看:吃了没事,拉出来呗。
正经的内容下面开始。
首先得说说水垢这种东西,但凡是潴留水的系统,无论家用、商用还是工业,多少都有水垢的问题。水垢的主要成分和形成机理实际远比大部分人想的复杂,除了很多人都知道的钙镁碳酸根,还会有铝、铁、硫酸根以及硅酸根。我们分门别类捋一捋。
先说最主要的钙镁离子,从元素周期表上看碱土金属这一族有铍镁钙锶钡镭,都是二价金属阳离子,水里面常见的主要是钙镁,有的地区还有钡锶。这一族最大的特点是遇到碳酸根离子就生成难溶的沉淀,而且在高温下溶解度降低就会结垢。而空气中总有少量二氧化碳(来自于生物呼吸作用和碳循环),二氧化碳较易溶于水,因而只要水里面含有钙镁离子,水垢总是多少会有的。而且我们中国人喜欢喝热水,泡热澡,这一加热,更是加重了水垢沉淀。
说完这一族,我们再看看3价的阳离子铁和铝。水里面铁的主要来源是水管里的铁锈,当然也不排除高层建筑二次供水的水箱里有辆生锈的自行车,我这可不是开玩笑,本人亲见。铝则主要来自于原水或一些水厂沉淀工艺的絮凝剂残留。铝铁离子的化学性质相对比较复杂,简单讲,它们在水垢里主要存在的形式是氧化铝和氧化铁。氧化铝的纯净结晶可值钱了,就是刚玉,首饰里的蓝宝石红宝石都是它。不够水壶里的氧化铝只是水垢。氧化铁(三氧化二铁)就是铁锈,因此水垢通常是微微泛黄甚至发红的。
那么阴离子这边呢,除了碳酸根以外。主要是硫酸根和硅酸根。因为各地水质不同,这两种离子的含量变化很大,水质碱性大的地区比如西北干旱地区,硫酸根常常占到很大的比例,硫酸钙(也叫石膏)较难溶于水,会形成水垢。而大部分水厂使用的石英砂滤工艺,在碱性水质下也会带入硅酸盐成分。至于磷酸根,个别地区自来水也还是有的,但是不常见。
天然水垢——钟乳石说了这么多,下面划重点,以上这些化学成分,无论阳离子还是阴离子大部分是2价的,还有一部分是3价的。并不是说1价的离子不生成水垢,只是含量极少而已。归纳总结的话,结垢趋势最强的,是钙镁离子,基本上90%的水垢问题都是他们导致的。因而解决掉钙镁离子,是水垢问题的核心。
附上元素周期表供参考:
元素周期表,中学生的噩梦以上是关于水垢的一些基本知识,为什么花这么大篇幅讲水垢,是因为必须清楚了解水垢的来源和性质,才能够有效避免水垢带来的麻烦。
接下来说说避免水垢的五大法宝
加热
离子交换
纯水
阻垢剂
诱导结晶
加热是最基本的除水垢方法之一,原理很简单,如下图:
温度溶解度曲线只要把水加热到100度沸腾,钙镁离子的含量就会降到20mg/L以下,在水里形成水垢,一部分水垢附着在容器表面,而且有诱导结晶的趋势,所以水垢会越积越厚。还有一部分变成细小的颗粒,漂浮在水中,静置一会就会沉积在下面。在20年前,这几乎是全部老百姓解决水垢问题的方法,尤其是北方水质较差的地区。
巨大的软水机离子交换则是早期广泛使用的软水技术。其核心是使用离子交换树脂,将钙镁及其他一部分金属离子置换为钠离子(也可以是氢离子,但一般不做家用),因而解决结垢问题。很多家庭目前还在使用的软水机,实际就是离子交换反应器。离子交换的主要问题是树脂交换饱和后,需要进行再生。工业上使用浓酸浓碱再生,这个大部分家用环境下不现实,所以大家都使用氯化钠也就是食盐再生。这又带来了其他问题,再生浓水的排放以及再生盐的消耗。还有一方面的问题是,水中的钠离子增加了,如果作为生活用水倒是无所谓,但是作为饮用水,则增加了钠离子摄入易导致健康风险。还有就是全屋软水机体积比较大,放在家里也不太好看。
所以越来越多的家庭在逐渐弃用软水机。但是在一些电器上,比如洗碗机,离子交换技术还是在广泛应用的。此外,工业领域还有很多地方要依赖离子交换。
用TDS笔可以大致知道水质是否容易结垢
目前最适合家庭使用的,可能还是RO纯水机。不管什么牌子的纯水机,只要不是坏的,基本上都能够把大部分钙镁离子拦截。即便是由于陈水导致TDS出水好几十甚至上百的,其中2价钙镁离子也很少,因为RO膜对于+2价钙镁离子还有个电荷阻隔的作用,所以陈水中能够透过的大部分还是1价阴阳离子。很多家庭换上纯水机的主要目的,就是为了解决烧水壶里面的水垢。可以说,对于饮用水,RO纯水机几乎是个完美的解决方案。
某种阻垢剂那么家庭生活用水的水垢如何解决呢?这个就是适合阻垢剂的应用场景了。阻垢剂实际上在商用(主要是水冷领域)和工业上(电厂、锅炉、海水淡化、环保等等)早就有广泛应用,其实民用洗涤剂领域也早就有使用,只是场景不同,很少作为一个话题进入我们的生活。但是近几年很多RO纯水机上,为了延长RO膜寿命,开始使用阻垢剂。这类阻垢剂的特点是缓释型微量阻垢,一般加在PP滤芯或者活性炭滤芯里面,微量溶解在水里就能起到阻垢效果,而RO膜会将阻垢剂截留,喝到的还是纯水。于是有些厂商开始提供全屋前置过滤+阻垢剂的软水方案,这类方案的重点是饮用水一定要用RO处理。关于阻垢剂的话题,我下一篇会展开说说。
价格不便宜的阻垢碳滤芯:
还有一类叫做诱导结晶技术,目前主要在工业领域,虽然现阶段和民用毫不沾边,但是我恰好多少接触一些,有可能也是将来软化水的一个发展方向。
最后就说说喝了水垢怎么办。水垢里面大约有99%以上是钙、镁、铁、碳酸根、硫酸根、硅酸根。这一部分吃到肚子里,一些会被胃酸溶解,剩下一些既不会溶解又不会被消化,原样进原样出。所以完全可以忽略不计。还有一部分钙镁离子,会进入血液,作为血液电解质的一部分,但这些无机钙镁,生物利用度很低,大部分最终被身体代谢,随尿液排出。
一个自来水厂那么剩下的1%,甚至更少,可能会含有一些重金属类的成分,这个就取决于原水的水质了,根据目前可知的信息,我国大部分城镇自来水,品质还是可靠的,即便含有一些重金属成分,也完全满足国家的相关标准,极微量的重金属,不足以导致任何健康风险,因此,其实也完全不必担心。
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