反渗透纯水机的改进与发展方向（下）

　　从理论上讲，RO膜的孔径仅0.1～0.8nm，细菌是肯定过不了的。但实际上，反渗透纯水机使用一个月以后，测试出水时就会发现，细菌是超标的。原因就在RO膜元件滤芯和外壳的配合有缝隙，水中细菌会从此溜过去。另外，净水器虽然是密闭的，但出水龙头是露在外面与空气接触的，而空气中有大量灰尘及附着在灰尘上的细菌，因此，出水龙头处会进细菌，这些从龙头处进来的细菌会向净水器的内部运动和渗透，逆流而上，逐步遍及整个净水器。再有储水压力桶内壁及和后置活性炭滤芯会大量繁殖细菌。

　　因此，防止反渗透纯水机出水细菌超标也是产品改进的方向之一，具体来讲，纯水机的防菌主要有以下几种解决方案。

　　1、抗菌塑料的应用

　　接触水的塑料部件使用抗菌塑料无疑是防止反渗透纯水机出水细菌超标的一个重要措施。抗菌塑料在成分中添加了抗菌剂，可以抑制细菌的增长。净水器常用的抗菌塑料主要是加入载银抗菌剂，如磷酸锆钠银抗菌剂。它能缓慢释放Ag⁺，Ag⁺在很低浓度下能透过细菌的细胞膜，与细胞原生质中的酶蛋白的巯基发生作用而使酶失去活性，从而杀死细菌，具有抗菌作用。如：银离子抗菌聚丙烯，应用于滤瓶、储水压力桶、水箱、冷胆等。

　　此外，抗菌塑料中加入的抗菌剂还有：铜锌复合抗菌剂;纳米TiO2光触媒催化抗菌剂;有机抗菌剂;天然抗菌剂等等。

　　市场上还有一种载银无纺布，由苏州某公司生产，是在PP无纺布上通过等离子方法载银(所谓“纳米银”)，用它取代普通无纺布包裹在炭棒外制成的炭棒滤芯，据说也可以有效抑制细菌的滋长。

　　2、载银活性炭

　　一般以果壳或椰壳活性炭为原料，以特殊工艺使之载银，含银量常为0.1%～0.3%，它在水中会缓慢释放出银离子(Ag⁺)，而银离子有杀菌作用，因此载银活性炭除了普通活性炭的吸附功能外，还具有抑制细菌繁殖的功能。净水器一定要用优质的载银活性炭(如法国进口的载银炭，很贵)，否则开始时出水中银离子会超标，而使用不长时间就不再有银溶出了。所以劣质的载银活性炭建议慎用。

　　现在有新开发的载高价银的活性炭。高价银即四氧化四银，分子式为(Ag₄O₄)，分子量495.52。每个银离子通过dsp2电子与4个氧原子形成配位键，由于分子晶体内sp2电子结构的差异，导致分子中电子具有活性，活性电子在单键和叁键间进行电子交换构成一个分子电池，活泼电子的交换可产生1.48～3.0伏的电压，可有效地将细菌电死。载高价银的活性炭是活性炭吸附与分子电池的杀菌的有效整合。

　　试验结果表明，即使0.3ppm低浓度下，也能在3分钟内将粪链球菌100菌群/ml全部杀死，远低于美国EPA卫生标准所规定的10分钟内100%杀死的条件。四氧化四银对自然环境和生物不会产生危害，属无毒级。由荆效民高级工程师申请的该专利不仅是一种银系杀菌、灭病毒材料的制备方法，还是拥有我国自主知识产权的创新成果。由于采用表面化学合成方法形成化学结合，银离子不易脱落，不会造成水中银离子超标。上述载高价银的活性炭也可以用于反渗透纯水机的活性炭滤芯中。

　　3、溴树脂的应用

　　溴树脂(学名全称：溴代聚苯乙烯海因)是将溴以化学方法固定于树脂表面，形成非可溶性固体颗粒状小球，当水流经颗粒表面时，悬浮其中的细菌和病毒便与缚于表面具有杀菌作用的溴相接触，从面达到消毒灭菌作用。溴树脂由美国奥本大学研发并由海罗索斯(HaloSource) 公司生产，它已通过美国EPA、NSF等认证，在全世界普遍被采用，在我国也已经通过卫生部门的检测和评审，取得了卫生部颁发的新材料卫生许可批件：卫水字(2011)第0064号。

　　溴树脂的杀菌效能高，有广谱杀菌的优势，它对致病菌(例如霍乱弧菌，大肠杆菌，沙门氏菌属)和病毒(例如脊髓灰质炎，轮状病毒)的杀灭率达99.9999%。而且其杀菌过程中无需流体压力，无需接电，应用于简单的水处理装置中，采用溴树脂杀菌后的出水中，没有消毒副产物(DBP)的产生。

　　溴树脂的使用效果好、使用寿命长，采用溴树脂的净水器可以确保一年、以及数千至一万五千升家用饮用水的安全(然后更换滤芯)。它还能以极低浓度的残留溴保证抗微生物的活性，这对出水的储存是十分有益的。

　　需要注意的是使用溴树脂后不能使用聚甲醛(POM)材料制的管接件，而应使用聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、ABS等塑料制的管接件，否则会由于聚甲醛管接件氧化腐蚀而漏水。此外，采用溴树脂的纯水机的说明书，建议写上：开始使用的新机要放掉3～5杯水后再饮用;旧机开机后要放掉1～2杯水后再饮用，目的是把长期浸泡在溴树脂中的积水放掉，以免影响口感。

　　把溴树脂置于后置活性炭滤芯中，或在后置活性炭滤芯前(或后)加装溴树脂小滤芯，均能保证反渗透纯水机出水细菌不超标。

　　4、臭氧的应用

　　臭氧(O₃)具有广谱杀菌作用，杀菌速度较氯快500倍，臭氧杀菌后分解成氧气，不存在残留物质，不会对水质造成污染。

　　臭氧应用于桶装纯净水生产中是非常普遍的，而桶装纯净水生产设备就是一种大型的反渗透纯水机，在RO出水后有加臭氧工序。那么，臭氧能否应用于家用饮水用净水器中呢?曾有多家企业和专家进行过这方面的探索和实践，但均以失败而告终。其原因是：

　　桶装水从生产后到用户饮用，由于流通环节及储存运输需要较长的时间及周期，用户饮用时臭氧早已分解而在水中不复存在。然而净水器则不同，用户是随制随饮，生产出来的饮水中含有臭氧，它还来不及分解。水中臭氧不仅造成水有异味、口感不好;更重要的是，臭氧具有强烈的氧化作用，对人的食道、胃粘膜都有损害，臭氧也是所谓的“自由基”，可能对人体健康造成危害。

　　不过，上海某公司实现了对臭氧杀菌的巧妙利用，在立柜式反渗透直饮机中每天夜里定时(如半夜十二时)进行短时间臭氧消毒，对水箱中的纯水以及直饮机水箱及出水管路系统等进行短时间的定时消毒灭菌，这样，既达到了杀菌效果又不会影响水的口感和造成对健康的不利影响。

　　5、加装紫外线杀菌器

　　二十世纪初，英国学者贝纳德和莫加报道了紫外线有杀菌作用。二十世纪九十年代以后，紫外线杀菌器开始大规模应用于水处理中的消毒杀菌。1993年，世界卫生组织(WHO)批准把紫外线杀菌作为饮用水消毒的方法之一。

　　消毒灭菌用的紫外线是UVC波紫外线，其波长范围是200～280nm，杀菌作用最强的波段在254nm附近，在此波段有足够剂量的强紫外光照射到液体或空气中，会破坏各种细菌、病毒等微生物细胞组织中的核酸，包括细胞核中的DNA(脱氧核糖核酸)和细胞质中的RNA(核糖核酸)的结构，当病毒或细菌吸收超过30000μW/cm²的剂量，其生命中枢DNA即遭到破坏，使其立即死亡或丧失繁殖能力。此外，紫外线照射在水中也会产生微量过氧化氢(H₂O₂)，它在破坏细菌的细胞中也起着一定的辅助杀菌作用。

　　加装紫外线杀菌器，具有广谱快速杀菌能力，操作简单，维护方便，不会改变水中成分，不产生毒副作用。但也有不足之外，例如，没有持续消毒效果，通过紫外线杀菌器后的水有可能再次被污染，消毒效果受进水浊度、色度、SS、SDI等影响较大等。

　　目前，紫外线杀菌器在工业水处理上应用较多，在家用净水器领域有使用，但不多。九十年代初从美国及我国台湾进口的反渗透纯水机，在第五级后置活性炭后往往再加一级紫外线杀菌器，以保证出水细菌不超标，但如此配置的国产反渗透纯水机已不多见。

　　6、加装后置超滤膜组件

　　在反渗透纯水机的后置活性炭滤芯后面再加装一个小的超滤膜组件，其目的和作用是：

　　(1)对流出后置活性炭滤芯的纯水进行过滤，滤除细菌，防止反渗透纯水机出水细菌超标;

　　(2)阻止从纯水出水龙头来的细菌在关机时逆流而上，进入并污染后置活性炭滤芯。

　　7、加装后置微滤膜组件

　　在反渗透纯水机的后置活性炭滤芯后面再加装一个小的0.1或0.2μm的微滤膜组件。其目的和作用同超滤膜元件一样。

　　8、去除压力桶和后置活性炭滤芯，采用大膜大泵直供水型式

　　既然压力桶和后置活性炭滤芯是滋长和繁殖细菌的温床及主要根源，那么，采用釜底抽薪之计，干脆把它们去除掉，不就可以防止反渗透纯水机出水细菌超标了吗!

　　使用后置活性炭的目的是去除压力桶中橡胶囊的异味，只要不用压力桶，后置活性炭滤芯就失去了使用的意义。事实上，桶装水厂的大型反渗透纯水机全是从反渗透直接出水，并没有什么后置活性炭。

　　但不用压力桶，直接从RO膜供水，就必须使用大流量的RO膜和相应的大功率泵。在《反渗透纯水机的改进与发展方向》(上)中我们已经计算过，起码需要产水总量为300GPD(每天300加仑，每小时47.3升)以上的RO膜以及相应的大功率泵。此时取一杯水(400mL，25℃)需要30秒，用户勉强能接受。但如果水温低，则流速要降低，取水时间则要延长。取消了压力罐和后置活性炭滤芯后，纯水随制随用，水质也会更好。

　　(责编 连晓卫)