智能净水器的发展探讨

王云川

（九牧厨卫股份有限公司厦门分公司，福建 厦门 361000）

全球各个行业都在针对于水资源的可持续利用进行认真的研究以及分析，净水器凭借着自身强大的净化优势与特点，已经得到了广泛的应用。净水器的处理技术可以将自来水当中所包含的泥沙、铁锈、余氯、藻类、重金属离子、细菌、病毒等超标物质全部去除，保证经过专业处理之后的水更加洁净、无细菌，人们在饮用时口感更佳。基于此，文章主要对智能净水器的发展展开深入的探讨。

1 概况

用水问题已经成为人们非常关注的话题。水是生命的源头，如果水源出现被污染的情况， 那么必然会对人们的日常生活、身体健康等多个方面带来非常严重影响，甚至会增加人们患上疾病的可能性。伴随时间的不断推移，饮水健康知识大力的普及，大众都已经明白干净的饮水可以利于自己的健康。众所周知，我国的水资源并不是非常丰富，而且分布的特点存在不均匀等问题，区域的不同，其地质条件也会有很大差异，水质更是千差万别。 例如：黄土高原地区是苦碱水；华北平原地区则是弱碱性水；贵州是弱酸性水等等。针对水质和水量的不同，净水器出现在人们的面前，科学的使用，可以将饮用水健康问题有效解决。

智能净水器，在净水器上面，配置LED 显示屏，并有语音提醒、温度监测控制、温度报警等多功能。智能净水器通过设置相关程序，以智能的方式，判断净水器的真实使用情况，实现自动冲洗、自动排污等目标。智能净水器与物联网技术结合之后，采用TDS、色度、浊度、温度等指标对水质进行净化，比传统的水质净化精度更高。而且可以智能过滤，减少废水排放。当水质好与不好的地区使用智能净水器时，可以通过净水机智能模块调整废水比，达到节能减排的功效。

在某市，净水器运用大数据、人工智能等技术，成功研发云净水技术和智能控制系统、中央直饮水处理设备等技术，并与中国华东设计院、阿里云等进行良好合作，以共同的力量研发出全国领先的智能物联网“净水云技术+大数据+公共服务平台”，最终向用户提供超国家标准的安全饮用水。

2 净水器的原理分析

经过认真分析和调查之后发现，市面上的净水器主要应用阻塞过滤原理渐进式结构方式，通过一层层的过滤硬件设备将水中的杂质全部去除。过滤滤芯的选择非常关键，好比用筛子将沙子全部去除，比网眼大的杂质全部被截流，而比网眼小的则是被透过。水质的高低与网眼的大小之间有紧密的联系，网眼越小的话，那么水质就会越干净。当自来水进入到净水器之后，首先会通过滤芯当中的介质，过滤模块，其中的活性炭物质会将水中大部分的悬浮物全部吸附。活性炭能去除水中产生臭味的物质和有机物，如酚、苯、氯、农药、洗涤剂、三卤甲烷等。此外，对银、镉、铬酸根、氰、锑、砷、铋、锡、汞、铅、镍等离子也有吸附能力。经过一段时间的使用，活性炭的空隙会有细菌以及病毒等物质的残留。另外，反渗透膜分离法的作用，利用压力差以及净水的膜孔0.000 1 μm较小的孔细的过滤原理，将水中所存在的物质全部过滤排除。

3 净水器的分类

经过调查之后发现，以活性炭为主要介质的过滤在家用净水器当中是非常重要的部分。 膜过滤占据小部分，而极少一部分是对水进行杀菌。分类情况主要包括，其一，介质过滤法。众所周知，活性炭化学吸附、物理吸附等性能极强，正是利用活性炭的主要特点，当杂质进入到表面的孔中之后，会被牢牢吸附在表面，这样水当中的污染物质就会得到快速去除。其二，膜分离法。纳滤膜法、反渗透膜法以及微滤膜法等都是膜分离法当中的重要组成部分。其三，物化消毒法。智能净水器主要的杀菌消毒方法为在载银活性炭以及聚碘树脂。其四，水质调节方法。软化是其主要的作用，将水中的钙镁离子全部去除。

4 净水器的净水技术

4.1 活性炭吸附处理技术

现如今许多净水器会使用到活性炭，其中会利用活性炭最重要的功能就是它的吸附能力，因其自身有巨大的孔隙结构和非常大的比表面积，所以能够与水中所存在的污染物进行充分接触，使污染物全部进入到活性炭孔隙当中，最终真正实现去除杂质的目标。活性炭吸附效果极佳，而且吸附速度极快。但是不可否认的是，活性炭在经过一段时间的使用之后，活性炭的孔隙会被杂质慢慢堵塞与填满，吸附效果下降，所以还需要以定期的方式，将活性炭滤芯进行更换。

4.2 膜法净水技术

膜法净水技术主要将反渗透、纳滤、超滤等作为重点过滤方法，是净水器最主要的方法。微滤精度不高、孔隙大，将其主要应用在净水器前置处理阶段，将水中所存在的泥沙、铁锈等这些大颗粒杂质全部去除。但是无法将小分子物质去除，所以主要安装在超滤膜和反渗透膜的前面，保证超滤膜不会出现被堵塞的问题，有效延长具体的使用时间。超滤膜净水器后期处理阶段，过滤精度较高，可以将悬浮物、泥沙等大颗粒杂质全部过滤掉，还能够将细菌、病毒、有机物等小分子物质全部过滤。最为重要的是，可以将人体所需要的矿物质元素更好保留。超滤最大的特点就是无需投入更多的成本，而且产水量大，操作特别简单，完全满足人们做汤以及洗菜等过程的用水要求。

反渗透净水技术最明显的特点就是出水水质高可以将水中所存在的无机盐以及各种金属离子全部的去除，水变成了真正意义上的纯水。所以慢慢地成为了直饮水净化当中的主流技术，但是也有一定缺点，那就是废水产量较大会将自来水当中所包含的有机无机矿物元素全部去除，所以还需要专业工作人员针对这一问题加大研究的力度，制定出科学的方法将问题有效的解决。

4.3 物理化消毒净水技术

净水器主要净水技术就是以将紫外线作为重点的消毒杀菌技术（见图1），此方法最明显的特点就是无需加入任何化学药剂，就可以将水中的病菌全部杀死，而且杀菌的速度极快，呈现出来的杀菌效果极好，完全可以将水中细菌病毒全部杀死。因为自来水水质较好，可以进一步提升紫外线的透光率，增强消毒的效果，在消毒的过程当中也不会产生副产物，所以其应用前景较好。

图1 紫外线杀菌消毒原理

5 净水器市场潜力

5.1 人们生活水平的提高推动市场更好发展

2020 年突然爆发的新冠肺炎疫情，对于人们日常生活等多个方面带来诸多的影响，更是对各个行业带来较大打击，尤其是安装类家电销售，使得包括净水器在内的产品总体增长没有达到相关预期。疫情的出现，使得更多消费者对家庭用水加强关注与重视，小区封闭措施也推动人们饮水习惯从传统的桶装水向着家用直饮水的方向发展，大幅度提高对净水器产品的需求。我国的净水器普及率与其他发达国家相比，还存在一定的距离，普及率仅为15%。较低的普及率背后有着非常大的消费潜力。通过站在长远的角度进行分析，家用净水器产品日后必然会提高发展速度。

5.2 向着智能化方向发展

净水器已经有多年的发展时间，产品的形态也由最初的粗过滤变为精细化过滤。 伴随时间的不断推移，技术在快速的发展，智能的中央净水机、中央纯水机、反渗透净水器、超滤净水器等出现在人们的面前，满足新时代下人们所提出来的不同要求。

5.3 在智能方面真正实现突破目标

一些互联网企业进入到净水器的领域，净水器智能化已经成为刺激市场增长的重要功能要素。净水器从只有滤芯到简单的具有控制电路；从用户从不知晓的过滤效果到智能屏幕显示出水的水质；从无法联网到可以使用手机APP 查看水质。非智能化时代已然过去，智能化时代来到人们的面前。近十年间，通过移动互联网技术的普及，净水机厂家对净水机加大研究力度，使得净水器具备智能化的功能，并且迈入了智能1.0 的阶段，消费者在手机上面就可以查看和操作。相信在不久的将来，技术的快速发展，净水机必然会依托更为丰富的传感器系统以及强大的云端计算器向着2.0 阶段所迈进。家电行业的智能化在5G 时代背景之下有非常好的发展趋势，智能化进水不仅仅体现在了用户通过APP 远程监控净水器进出水变化方面，而是让净水器真正实现基于场景识别、调整出水水质的目标。净水器与APP 进行连接，更加智能化，也让人们可以远距离地对家庭净水器设备进行操控，按照自己的需求科学调整饮水方案。智能化的后台大数据还可以整合全球用户，为用户解决诸多售后故障及滤芯耗材更换的问题。

5.4 政策推动智能化净水器更好发展

新时代背景之下，国家针对于节能减排、绿色发展非常关注，并提出诸多的要求。市场监管总局等部门通过认真分析与研究，提出《关于促进绿色智能家电消费的若干措施》。措施的重点是优化绿色智能家电供给，从而促进家电市场向着更好的方向发展和前进。

5.5 技术提高，助力智能化实现

具有智能化特点的净水器，针对水质成分进行精细化的分析，将水中所存在的有害离子成分进行去除，还可以将水中所包含的有益矿物质以及微量元素全部保留，最后将水净化之后的变化数据展示在用户的面前。传感器技术主要表现为矿物元素传感器实时检测水中所包含的钙、 镁、锌、铁、钠等元素离子，满足补充矿物质饮水的要求。因为有了更加精细化的水质传感技术给予帮助和支持，所以净水机的净化能力得到进一步的提高，将水中存在的有害物质全部去除，并且大力保留有益的成分，满足不同用户对于饮水所提出来的相关要求。

6 智能净水未来发展趋势

近几年来，智能净水器市场呈现出高速的发展态势，净水技术更是紧随时代发展脚步，在不断更新、变化当中，与前几年相比，现如今家用净水产品的技术水平以及用户体验都有明显的变化，即使与世界上的一些发达国家相比较，我国的净水产品在多个方面都处在领先的位置。在未来，以主动、积极的态度响应国家所提出来的碳中和以及节水性战略，并且满足日益增长的从安全到健康的市场需求，净水技术在多个领域当中需要进行不断创新，经过多年的积累，相信一些问题在不久的将来必然能够得到解决。

虽然说净水器能够缓解水污染对于人们身体健康所带来的不利影响，但是毕竟不能够起到治本的作用，想要真正地将饮水问题解决，还需要从根源入手。人们需要立刻行动起来，将水体治理工作切实做好，恢复河道的直接功能，打造水体生态系统。另外，还需要加大媒体宣传的力度，引导更多的消费者针对净水器加强了解，使用包装齐全、标识齐备的正规产品，产品的外包装需要有相关执行标准，其产品内部需要附有合格证书、使用说明书等等。滤芯是净水器当中非常重要的组成部分，与此同时也是耗材之一，滤芯质量的高低与净水器的工作效果之间有着紧密的联系，因此，市场监督管理部门需要制定出更加完善的标准，保证产品的质量。

7 结束语

人的智能主要表现在感知、思维、判断、学习、执行的过程。水家电的智能就是将微处理器、传感器技术、网络通信技术引入家电设备后形成的水家电产品，具有自动感知住宅空间状态和家电自身状态、家电服务状态，能够自动控制及接收用户在住宅内或远程的控制指令；同时，智能家电作为智能家居的组成部分，能够与住宅内其他家电和家居设施互联组成系统，实现智能家居功能。智能化的净水设备、净化指标、滤芯使用情况等，通过智能设备直观量化出来，自动感知状态和家电自身状态提高用户的用水安全体验。解决用户在使用过程当中安全和便利性等问题，推动净水行业融入水家电行业的发展。