家庭用水处理设计

想法 · 2022-05-31

水有什么问题?

先说结论,正常经过水处理厂出来的水肯定是没有问题的,这点还是可以放心的,要处理的是因为以下几个点。

  • 水在从处理厂到家里这一路可能会因为管线老化之类问题,掺进来一些杂质。如铁锈、泥沙、颗粒物等
  • 北方水质会相对硬一些,如北京当地水硬度在400左右,哪怕使用南水北调的水垢也在200以上
  • 水质并不能保证冷水直饮,煮汤、煮粥、直饮这类入口的水还是应当使用纯净水,另外增加饮水机的话订水又比较繁琐,机器也占用空间

先直接给方案

graph LR subgraph 前置大蓝瓶 pp1(PP棉) --> cto1(CTO压缩活性炭) end subgraph 厨房 洗菜盆 直饮龙头 管线机 洗碗机 end subgraph 饮水机 pp2(PP棉) --> 软化树脂 --> cto2(CTO压缩活性炭) --> RO膜反渗透 --> 后置椰壳活性炭 --> 储水桶 end subgraph 厕所 洗脸池 花洒 洗衣机 马桶 智能马桶盖 end 入户阀门 --> 前置过滤器 --> pp1 cto1 --> 洗菜盆 cto1 --> 中央软水机 --> 燃气热水器 cto1 --> pp2 中央软水机 --> 洗碗机 中央软水机 --> 洗脸池 燃气热水器 --> 花洒 中央软水机 --> 花洒 中央软水机 --> 洗衣机 中央软水机 --> 马桶 中央软水机 --> 智能马桶盖 燃气热水器 --> 洗脸池 后置椰壳活性炭 --> 直饮龙头 储水桶 --> 直饮龙头 储水桶 --> 管线机 后置椰壳活性炭 --> 管线机

此方案根据上面提到的3种问题将家庭用水分为初滤水、软化水、直饮水

初滤水

初滤水是指经过了前置过滤器和前置大蓝瓶后过滤了水中主要较大杂质后的水,主要供厨房洗菜使用和提供后面水处理的输入

前置过滤器

一般是安装在入户阀门后面,通常可以够过滤40微米以上杂质。一般是金属网状结构,优点是不需要换滤芯,可通过间隔一段时间反冲洗可以完成滤芯复原。但40微米的过滤能力决定他本身是只能过滤掉水里的泥沙和线虫这类的杂质,主要功能还是起到对后面滤芯的保护作用。价格在300块钱左右,这东西不同价位并没有性能区别,1000块钱的没必要

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大蓝瓶

大蓝瓶是一类过滤器的称呼,是因为常用的滨特尔品牌是蓝色瓶体而得名。这类过滤器一般是用高强度注塑瓶体内加不同滤芯组成。瓶体可以分为10寸和20寸,一般用PP棉、软化树脂、活性炭等串联组成二级或三级过滤。滨特尔的大蓝瓶价格比较高,一个瓶体在500元左右,也可以使用其它品牌或工厂替代品,由于滤瓶对于防爆有要求,所以不建议购买太便宜的产品

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  • PP棉:PP棉一般作为大蓝瓶一级过滤,不同级别可以过滤1微米或5微米以上杂质,对于泥沙、铁锈、虫卵过滤效果会好于前置过滤器,一般3-6个月需要换新
  • 活性碳:提到活性碳,那肯定是利用它的吸附能力,主要起到过滤水中余氯、有机物作用,有去异味的作用。活性碳本身又分为颗粒活性碳(UDF)和压缩活性碳(CTO),一般来说压缩的的吸附能力更强,而且对水再污染可能性也会小一点,所以如果采用二级大蓝瓶的话一般是PP棉+CTO,三级的话可以使用PP棉+UDF+CTO。活性碳滤芯一般6个月更新一次

直饮水

饮水机

饮水机作用就是产出饮用水,一般饮水机会有4级或5级滤芯,其中前三级也是PP棉加活性碳,但对于北方来说,也可以将二级换为树脂降低水硬度

但真正能起到直饮作用的其实是第四级的RO反渗透膜,RO膜可以过滤0.0001微米的物质,基本过滤完就是纯水了,之前一个视频里比尔盖茨喝的粪便过滤水和太空中宇航员的饮用水也都是通过RO过滤出来的。RO膜相对会贵一点(一个75G的陶氏膜在150左右),所以对于RO来说,前面的膜都算是为了保护它,当然你也可以不要前置,直接接RO,但这样膜会坏的很快,正常情况RO在24个月换一个就可以

反渗透出来的水口感一般,有些会在RO后面再加一个椰壳活性碳,用于增加一些水的口感,但也有人指出这样会带来水的二次污染,所以这里就仁者见仁,智者见智了

另外反渗透出水速度比较慢,75G的话基本水流很小,大流量要往400G以上了,这样成本就高多了,一是400G的膜价格比较高,二是体积也比较大,对机器大小有影响。另一个方案就是增加一个压力桶,平时压力桶里存处理过的水,在用水时优先压力桶将桶里的水提供给龙头,在桶内压力变小到阈值之下后饮水机开启制水,同时补水给压力桶。同样也有人担心压力桶存水时间长会不会带来二次污染,这个也是各有各的说法了,如果担心这个,只能上大通量了

饮水机不建议购买任何品牌型号,原因一是饮水机本身并没有技术含量,依赖只是各滤芯,品牌体现不出优势;二是品牌饮水机滤芯都是各家有各家标准,不能通用,而品牌滤芯通常又比较贵,有的还是集成滤芯,只能单一更新,一换只能全换掉。如果动手能力比较强,建议自购零件DIY一台,滤芯级数类型都可以自选;否则可以购买某宝店家自己做的机器,这种一是价格便宜,二是滤芯品牌透明,更换滤芯时只需要购买通用滤芯,价格会比品牌滤芯便宜的多,比如某品牌未标注过滤精度和吸附碘值的PP棉+UDF+后置活性碳是200元左右,而对应通用的1微米PP棉+1050碘值的CTO+UDF是45元。如果算上机器和RO膜的话那差价就更大了

管线机

管线机其实主要是随时产出不同温度的水使用的,替代了热水壶,不用想喝水时再去烧水,这个可用可不用吧

纯净水还是矿泉水

通过饮水机出来的是纯净水,实际就类似于蒸馏水,除了水什么也没有,有人会担心天天喝纯水会不会导致缺乏什么微量元素矿物质之类的,但人体微量元素还是主要靠食物补充,水中补充的只能是很小一部分,如果担心这一点,也可以在饮水机后加一个往水中补充矿物质的滤芯

软水

软水就是水硬度小于一定数值的水,而决定水硬度的一般是水中以钙镁为主的化合物,钙镁化合物含量越高,代码水硬度越高,越容易产生水垢,在北方的同学应该深有体会。软水会起到保护用水电器、保护管道、柔顺衣物、护肤之类的作用

中央软水机

软水机是用于降低水硬度的,加个中央二字就是全屋软水,大概就是出水量更大能保证全屋用水的含义。硬水转软水有很多方法,比如加药啊,电磁啊之类方法,RO膜当然也可以,毕竟都成纯水了,也肯定没有钙镁化合物了,甚至把水烧开也行,水壶里留下了水垢,当然水也就一定程度软化了,不过这些要不成本高,要不转化慢,所以目前软水机用的都是通过树脂进行离子交换

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上图是网上找的原理图,左面的压力罐里存放的就是交换用的树脂,是类似绿豆大小的小颗粒,转化过程非常简单,就是硬水流到压力罐里与里面的树脂反应,树脂将水里的钙镁离子用自身的钠离子置换出来;而时间长了树脂里的钠离子不足,无法完成之后的置换,这时就需要通过加入高浓度氯化钠,将树脂还原为原先的状态,置换出来的钙镁离子的水通过废水口排走,这样就可以进行下一轮的软化

所以软水能力一看树脂本身质量好不好,二是树脂体量大不大,树脂质量越高,体量越大,软化效果越好,每次可软化的水量也越大,一般2吨/小时流量的软水机树脂容量在20升左右,再加上盐箱,所以软水机一般体积比较大,当然能买大的还是买大的,频繁再生也耽误用水

同样,软水机也不推荐任何品牌软水机,一是目前软水机没有形成市场,品牌做的不多,二是品牌软水机确实很贵,以2吨的产品为例,基本都在大几千甚至上万,但树脂量变不高。国内一些自建厂3000元左右就可以有更强的产品力,当然如果你自购树脂、瓶体之类的,还会更便宜,其实自建厂生产的软水机也是各种成品零件拼装的,并不比你自己组装高级到哪,控制器、树脂、瓶体甚至箱体都是公版的。平时树脂再生用中盐出的26块钱10公斤的软水盐就行。同时感觉软水机这块将来在北方还是挺有市场的,最近看几个厂商推广,大家接受度也越来越高,是个不错的产业

洗菜水

洗菜水一般情况下不接软水,同时通过软水机产生的软水本身也并不建议直接饮用,因为转化出来的软水中会有比较多的钠离子,并不适合入口。但正常处理的软水实际钠离子含量也是符合饮用水标准的,洗菜或少量饮用并不会有什么危害,具体是不是接软水,看个人选择

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