一種便攜式凈水器的設(shè)計(jì)

陳靜萍　魯汭　劉征

摘 要：針對(duì)目前凈水器存在的一些不足，為了達(dá)到便攜和直接飲用的目的，設(shè)計(jì)了一種便攜式凈水器。該便攜式凈水器方便攜帶，具有殺菌功能，其濾芯還可拆卸、可更換。

關(guān)鍵詞：便攜式凈水器；超濾膜；反滲透膜

中圖分類號(hào)：TB

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1672-3198（2015）10-0187-01

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們的生活水平得到了顯著的提高。隨之而來(lái)的是越來(lái)越嚴(yán)峻的環(huán)境問(wèn)題。水是生命之源，與我們的生活息息相關(guān)，越來(lái)越多的人開始關(guān)注飲用水的安全問(wèn)題。目前城市自來(lái)水尚不能達(dá)到直接飲用標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)有的各類家用凈水器的處理工藝和設(shè)備都需要電源，因此凈水器必須在固定位置上使用，不能隨身攜帶。

1 凈水器的必需功能

便攜式凈水器不僅可以給生活帶來(lái)便利，而且可以節(jié)約電能，采用一定的處理工藝也可以達(dá)到直飲水標(biāo)準(zhǔn)。便攜式凈水器是通過(guò)不同濾芯的安裝和組合，將水源水直接過(guò)濾轉(zhuǎn)化為直飲水的便攜式微型凈水產(chǎn)品，可由多種濾料和濾材組合而成?，F(xiàn)有的便攜式大多以PP棉、顆?；钚蕴?、納米陶瓷和超濾膜作為濾芯，特別是沒有除菌工藝，無(wú)法確保過(guò)濾后的水達(dá)直飲水標(biāo)準(zhǔn)。便攜式凈水器除了體積小，重量輕，便于攜帶之外，還需具有以下功能：（1）高效除菌（有效去除各種致病菌和細(xì)菌及各種原生物胞囊，如大腸桿菌、霍亂菌、炭疽桿菌等）。（2）高效濾除水中有機(jī)沉淀物、鐵銹、懸浮物、灰塵等雜質(zhì)。（3）有效去除水中可溶性重金屬，如鉛、汞、砷等。（4）高效去除水中余氯，改善口感，防止三鹵甲烷等強(qiáng)致癌的慢性侵害。（5）高效軟化水質(zhì)，抑制微生物生長(zhǎng)繁殖。

市場(chǎng)上現(xiàn)有的便攜式凈水器具有以下問(wèn)題：（1）濾芯的選擇使過(guò)濾后的水無(wú)法達(dá)到直飲水的標(biāo)準(zhǔn)。（2）飲用和攜帶不夠方便。

2 初步設(shè)計(jì)

在原有的便攜式凈水器的基礎(chǔ)上，本小組成員對(duì)其進(jìn)行了創(chuàng)新設(shè)計(jì)，如圖1所示。此便攜式凈水器大小、外觀與普通飲水瓶相差不大，既方便攜帶又美觀大方。凈水瓶和吸管均采用硅膠作為材質(zhì)，可以通過(guò)擠壓瓶身和口吸增加壓強(qiáng)，從而使自來(lái)水通過(guò)濾芯。凈水瓶出水口采用吸管，可以直接吸入過(guò)濾后的水，解決了水經(jīng)過(guò)濾芯需要一定壓強(qiáng)的問(wèn)題。凈水瓶通過(guò)吸管連接瓶底和瓶口，靠近瓶口位置安裝濾芯。

濾芯的選擇也是創(chuàng)新點(diǎn)之一。由于現(xiàn)有的便攜式凈水器基本只用到超濾膜過(guò)濾，但是超濾膜過(guò)濾后的水無(wú)法達(dá)到直接飲用的標(biāo)準(zhǔn)。如果采用反滲透膜，一方面反滲透膜過(guò)濾所需壓強(qiáng)較大，需另外添加可增加壓強(qiáng)的裝置，使凈水器失去便攜的優(yōu)點(diǎn)。另一方面，反滲透膜前面需添加多道過(guò)濾材料，雖然反滲透膜過(guò)濾效果好，但使用壽命短。

綜合各方面的條件考慮，小組成員選定了濾芯結(jié)構(gòu)如下：PP棉、活性炭、麥飯石、三碘樹脂、反滲透膜。其中，三碘樹脂具有殺菌功效，可以通過(guò)使用三碘樹脂殺滅水中的細(xì)菌，再經(jīng)過(guò)反滲透膜進(jìn)行過(guò)濾。過(guò)濾之后的水即可達(dá)到直飲水標(biāo)準(zhǔn)。該設(shè)計(jì)保證了水質(zhì)的安全，也突出了凈水器的便攜式。

3 改善設(shè)計(jì)

在第一個(gè)便攜式凈水器的基礎(chǔ)上，小組成員提出了相應(yīng)的改進(jìn)方案。可在原有的凈水器里面增加一個(gè)儲(chǔ)水的小瓶子，用來(lái)儲(chǔ)存直飲水。濾芯方面可以采用PP棉、活性炭、超濾膜以及反滲透膜。此凈水器濾芯部分，主要考慮到反滲透膜只能通過(guò)水分子，所以在反滲透膜前面增加超濾膜，經(jīng)過(guò)超濾膜過(guò)濾之后的水再由反滲透膜過(guò)濾，可以起到保護(hù)反滲透膜的作用。此便攜式凈水器最主要的優(yōu)點(diǎn)除了便攜和殺菌功能之外，其濾芯還可拆卸、更換。

另外，在濾芯前面增加一些預(yù)處理工藝，此便攜式凈水器可以直接將較清潔的湖水過(guò)濾飲用，對(duì)戶外活動(dòng)者具有較大吸引力。在大眾日益關(guān)注水質(zhì)的當(dāng)今，便攜式凈水器一定會(huì)有廣闊的前景。

參考文獻(xiàn)

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