常見的凈水器知識

【元氣周報／記者施靜茹／報導】
到親戚朋友家坐坐聊天時，經常可見到各家廚房的水槽邊，安裝著不同款式的濾水、淨水器。看多了，再加上朋友熱心介紹，免不了動心……我家要不要也買個濾水器？

選購前 先了解家中水質

台北醫學大學公共衛生系教授韓柏檉指出，有些國家的民眾不煮自來水，因為加熱可能增加水中物質化學反應，所以有時候會使用淨水器。

安裝後 定期清洗換濾心

韓柏檉說，每一種濾水器功能不太一樣，價格也不同，如果要使用，應先瞭解家中自來水水質，而無論使用哪一種濾水器，都要記得定期清洗或更換濾心，才能物盡其用。

有澀味 南部較常見硬水

你喝的是硬水或軟水？

水中若含鈣、鎂太多，被稱「硬水」，除了水喝起來有澀味，水經煮沸後，會在壺中產生白色碳酸鹽沈澱物，即俗稱「水垢」，鈣、鎂離子含量較低則為「軟水」，台灣南部較常有硬水出現。

能讓硬水變成軟水的濾水器，主要有離子交換樹脂軟水器、逆滲透膜系統和蒸餾水等方法。

4種濾水器 原理功用不同

01離子交換樹脂軟水器：原理為利用鈣、鎂、鐵、錳等硬度離子，與交換樹脂結合力比鈉離子強的原理，使交換樹脂的鈉離子與水中硬度發生交換作用，可用來去除水中部分金屬離子和硬度；但缺點為不易排除有機毒物和色素，且可能造成水中鈉含量過多。

01離子交換樹脂淨水法在飲用水處理領域，其實就是我們耳熟能詳的「軟水法」。

台灣大部分地區的自來水質偏硬（鈣離子及鎂離子偏高），經煮沸後在水壺、飲水機或熱水瓶壁結成一層白色的水垢，除了給人不太好的觀感之外，甚至國人偏多的「結石」也被扯了進來，因此造就了台灣早期頗為盛行的「軟水器」大行其道。

軟水器乃利用特定固態樹脂的鈉離子與自來水的鈣離子和鎂離子進行交換，將水中的鈣與鎂結合到樹脂的交換固體上（註），因而降低了水的鎂離子、鈣離子含量，由於經此處理後的水經煮沸不會出現鈣、鎂加熱後產生的碳酸鈣和氧化鎂（不透明的白色細塊狀物體--水垢），因此，通常以「軟水」稱之，而此類設備也被稱之為「軟水器」。

軟水器不應該被歸屬於「淨水設備」，因為它並非去除水中的污染物質，而只是為了口感，為了降低水垢，不當的把人體須要的鈣離子及鎂離子給去除掉而已。硬水的軟化需使用離子交換法，它的目的是利用陽離子交換樹脂以鈉離子來交換硬水中的鈣與鎂離子，靠此來降低水源內之鈣鎂離子的濃度。其軟化的反應式如下:

Ca2++2Na-R→Ca-R2+2Na+1

Mg2++2Na-R→Mg-R2+2Na+1

式中的EX表示離子交換樹脂，這些離子交換樹脂結合了Ca2+及Mg2+之後，將原本含在其內的Na+離子釋放出來。

現在市面上出售的離子交換樹脂為球狀的合成有機物高分子電解質。樹脂基質(resin matrix)內藏氯化鈉，在硬水軟化的過程中，鈉離子會逐漸被使用耗盡，則交換樹脂的軟化效果也會逐漸降低，這時需要作還原(regeneration)的工作，也就是每隔固定時間加入特定濃度的鹽水，一般是10%，其反應方式如下:

Ca-R2+2Na+　(濃鹽水)→　2Na-R+Ca2+

Mg-R2+2Na+　(濃鹽水)→　2Na-R+Mg2+

02逆滲透膜系統：原理為在半透薄膜一側，施以大於滲透壓的壓力，使水分子通過膜孔只有毛髮直徑五千分之一的薄膜，來過濾去水中重金屬離子、有機毒素和細菌；但缺點為進水經逆滲透處理後，出水量只有進水量四分之一至六分之一，造成水資源浪費，而且還需設置良好的前處理設備。

   逆滲透法(reverse osmosis)

逆滲透法可以有效的清除溶解於水中的無機物，有機物，細菌，熱原及其它顆粒

等，是透析用水之處理中最重要的一環。如果逆滲透前沒有作好前置處理則滲透

膜上容易有污物堆積，例如鈣，鎂，鐵等離子，造成逆滲透功能的下降;有些膜(如

polyamide)容易被氯與氯氨所破壞，因此在逆滲透膜之前要有活性碳及軟化器等

前置處理。逆滲透雖然價錢較高，因為一般逆滲透膜的孔徑約在l0A以下，它可

以排除細菌，病毒及熱原甚至各種溶解性離子等，所以在準備血液透析析釋用水

最好準備這一道步驟。

03蒸餾水：是加熱煮沸水，使蒸發再凝結收集，優點為可去除重金屬、農藥和細菌、病毒；但對部分沸點比水低的揮發性化學物質，如三鹵甲烷，也會隨著蒸餾水進到收集桶中。


04活性碳：去除水中色素、異味，和極少數的金屬離子，對揮發性的有害毒物的去除效果不錯；但缺點是無法去除重金屬汙染和細菌。  

  活性碳(activated carbon filtration)

活性碳的表面呈顆粒狀，內部是多孔的，孔內有許多約1Onm~lA大小的毛細管,1g

的活性碳內部表面積高達700-1400m2，而這些毛細管內表面及顆粒表面就是吸附

作用之所在。影響活性碳清除有機物能力的因素有活性碳本身的面積，孔洞大小

以及被清除有機物的分子量及其極性(Polarity)，它主要靠物理的吸附能力來排除

雜物，當吸附能力達飽合之後，吸附過多的雜質就會掉落下來污染下游的水質，

所以必須定時利用逆沖的方式來清除吸附其上的雜質。

開水煮沸 簡易殺菌法

飲用水也要殺菌，要去除細菌和病毒，最簡單的方法就是煮沸自來水。
環保署「安全飲用水手冊」指出，紫外線殺菌燈，利用紫外線燈管放出高能量紫外線，破壞水中微生物滅菌；但電壓、功率、照射時間及透光率和水溫，會影響效果。

還有一種臭氧殺菌器，利用放電原理，以化學氧化作用破壞水中微生物，且能除臭、除色；但效果也會因水溫、臭氧濃度、接觸時間而打折扣。

【2008/08/31 元氣周報】

--原文: 網路

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一、『軟』水？ 『硬』水？

水怎麼會有軟硬之分呢？這裡所說的軟硬並不是物理性能上的軟硬，而是根據水

中所溶解的礦物質多寡來劃分的，又依加熱之後是否可以發生礦物質沉澱，而分

為「暫時硬水」和「永久硬水」兩種。

所謂暫時硬水，是指含有酸式碳酸鹽（例如，碳酸氫鈣、碳酸氫鎂、碳酸氫錳…

等）的水。因為其中的金屬離子可因加熱而析出，故稱為暫時硬水。

而所謂永久硬水，是指含有硫酸鹽、氯化物、硝酸鹽（例如，硫酸錳、硝酸鎂、

氯化鈣…等）的水。因其中的金屬離子，不因加熱而析出，故稱為永久硬水。

硬水有許多缺點，使用時有不少麻煩。例如，在燒開水時易產生鍋垢，又如硬水

用來洗滌衣服時，消耗肥皂會比較多等。軟水和硬水的判斷，通常必須使用化學

分析方法才能決定，無法用肉眼直接判斷。

1. 什麼是水的硬度及硬度離子？

A. 硬度可以用來描述水的軟硬程度，其定義是指能使肥皂沉澱之量。

B. 除了鈣、鎂離子外，肥皂亦能被鐵、錳、鋅、銅…等離子所沉澱，所以

在化學上乃定義：凡是水體存在能被肥皂產生沉澱的礦物質離子，都稱為「硬度

離子」，包括鈣、鎂、鐵、錳、鋅、銅離子…等。由此可知，硬度是所有硬度離

子濃度的指標值。

C. 在一般的自然水（包括自來水）中，除了鈣、鎂離子外，其餘金屬離子之存

量很少，它們的總含量可能不到3﹪，因此水之硬度可以說是水中鈣和鎂離子之

濃度所代表之特性。可分為「鈣硬度」與「鎂硬度」，兩者之和，稱為「總硬度」，

或簡稱「硬度」。其中鈣硬度平均約佔85﹪，鎂硬度約佔15﹪。

D. 硬度通常以碳酸鹽表示，而不以硫酸鹽、硝酸鹽或氯化物表示，主要的原因

是：在傳統化學上的定量分析中，只有使用碳酸鹽法才能使所有的硬度離子都被

沉澱出來。又因鈣硬度佔總硬度中絕大部分，因此在國際上特別以碳酸鈣

（CaCO3）的量（ppm）來表示。

E. 使用碳酸鈣（CaCO3）的量來表示硬度，在傳統化學上的定量分析中，其結

果可能會有一些操作上的誤差，如果能再經過進一步的焙燒處理，讓碳酸鈣

（CaCO3）變成氧化鐵（CaO），就可以更準確獲得分析結果。

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凈水器知識匯總

常見的凈水器

1、 PP濾芯凈水器：內裝各種PP濾芯的單筒凈水器，一般價格低，但濾芯容易堵塞，需經常更換，而且過濾精度不高，僅用於水的初步過濾。
2、 活性碳過濾器：可消除水中的異色和異味，但是不能去除水中的細菌等其他有害物質，對泥沙、鐵銹的去除效果也很差。
3、 反滲透純水機：完全去除水中有益及有害物質，產出的是純凈水。需要加壓加電，水的利用率低（廢水多、純水少，一般要浪費50%左右的自來水）。凈化成本高，流量小，只解決喝水問題。
4、 軟水器：一般采用再生鈉型樹脂置換水中的鈣、鎂離子，只起軟化、降低水的硬度作用，不能凈化，不能去除水中的各種有害汙染物。
5、 桶狀凈水器：裝在飲水機上的桶狀凈水器，一般采用活性碳、陶瓷、礦化球等過濾材料，過濾精度不高，是完全截留的過濾方式，清洗不便，容易形成二次汙染，水量小，只是定位解決喝水問題，但實際上清楚過濾技術的人士是不敢喝的。
6、 超濾凈水器：可以有效去除水中泥沙、鐵銹、懸浮物、膠體、細菌、大分子有機物等有害物質，並保留對人體有益的礦物質微量元素。濾芯使用壽命長，出水量大，無須加電、加壓，凈化成本低，水的利用率高，適合大量生活用水的凈化。
7、 混合介質過濾器：根據不同過濾材料的功能特點，采用多種技術的組合，以達到較寬的水質處理範圍，全面有效去除水中的各種有害物質。如泉來廚房凈水器，采用超濾為核心部件，並結合高性能的KDF，不僅可以有效去除自來水中的泥沙、鐵銹、懸浮物、膠體、細菌、大分子有機物等，還可以通過KDF，有效抑制水中細菌滋長、去除重金屬，使過濾後的水更安全、更健康；水利用率高達95%以上，產水量大，可方便滿足家庭廚房用水的凈化需求。
8、功能性凈水機：市場上還有不少宣稱具有保健功能的一些制水機，如離子水機、頻譜水機、及磁化、礦化、活化凈水機等，但實際上這些功能水機並不具備所宣傳的功能，而且因為這些凈水機不具備真正的過濾功能，不能解決實際的水汙染問題。國家衛生部也於2005年7月頒布公告，任何涉水產品不得宣稱有保健功能，各地都禁止銷售離子水機等功能性水機。   目前市場上大部分凈水器都是針對解決喝水問題，訴求與桶裝純凈水相比的好處，與桶裝水進行競爭。
從過濾結構劃分，凈水器大體就兩種方式
一種是完全截留的過濾方式，這種結構為一個進水口，一個出水口，截留下來的臟物無法及時排放，易堵塞，容易造成二次汙染，使用壽命短。
另一種是帶衝洗口的，如泉來廚房凈水器，一個進水口，一個凈化水出口，還有一個衝洗口，可實現對凈水器的自動衝洗，防止堵塞、衰減，防止二次汙染，使用壽命也較長。
市場上常見凈水器的特點分析：
1、普通凈水器分析項目 普通凈水器（兩筒、三筒或3+2型）
過濾材料：PP+活性碳+外壓式超濾
濾芯使用時間： 截留式過濾，易堵塞需經常更換
產水水質：精度低，只能進行初過濾，截留一些大顆粒
產品維護： 復雜，濾芯需要經常更換，三個月就要更換
安全性能： 外殼容易爆裂，安全系數低
制水能力： 小，一般在2升/分鐘
總產水量： 4噸
實際應用： 只夠解決少量喝水問題
安裝使用： 更換濾芯麻煩，需要專業安裝、更換
過濾方法：截流式過濾，容易產生二次汙染

2、反滲透純水機分析項目 反滲透純水機
過濾材料：前級PP+活性碳+後級反滲透
產品價格：高
廢水量：大，比例約為4：1，甚至更高
濾芯使用時間：前級濾芯易堵塞需經常更換
產水水質：太純,不含人體所需的微量元素
產品維護：復雜
運行成本：高，需要用電、增壓
使用成本：高
制水能力：（L/H） 小，一般在8升/小時
實際應用：只夠解決喝水問題
安裝：復雜

3、愛惠浦凈水器分析項目 愛惠浦凈水器
過濾材料：纖維活性碳
產品價格：高
濾芯使用時間：截留式過濾，易堵塞需經常更換
產水水質：過濾精度低（0.5微米）、不能完全去除細菌等有害物質
使用成本：高，濾芯價格高且每半年就需要更換
制水能力：小，一般在2升/分鐘
總產水量：6噸（家庭型）
實際應用：只夠解決喝水問題
過濾方法：截流式過濾，一個進水口，一個出水口，容易產生二次汙染
適用水質：適合西方較好自來水質的國家
濾芯價格：較高

4、飲水機上的桶狀凈水器的比較分析項目 桶狀凈水器（如沁園、美的、安吉爾）
過濾材料：活性碳+麥飯石+陶瓷等
濾芯使用時間：截留式過濾，易堵塞需經常更換
產水水質：精度低（最高的也只0.1微米），只能進行粗過濾，截留一些大顆粒
產品維護：復雜，濾芯需要經常更換，清洗
制水能力：弱，一般在0.8升/分鐘
總產水量：小，僅3噸左右
實際應用：只用於解決少量喝水問題，經常要去接水，很麻煩
安裝使用：更換濾芯麻煩，只能在飲水機上使用
過濾方法：截流式過濾，容易產生二次汙染

5、離子水機、頻譜水機比較項目 離子水機、頻譜水機
原理：電解，前級僅有粗過濾
功能：宣稱可治療各種病癥，有保健功能。不具備真正的過濾功能，不能過濾水中的汙染物。
產水量：小，只用於喝
市場狀態：國家衛生部於2005年7月頒布公告，任何涉水產品不得宣稱有保健功能，各地嚴厲打擊離子水機
有害物質的直徑大小有害物質直徑大小表
物質名稱 粒徑大小：微米（µm）
細菌    0.2 -40
過濾性病毒   0.02-0.1
碳黑 0.015-0.09
石棉微粒 0.06-0.8
鐵銹泥沙 100以上

各凈水機的功能：
客觀的講，每一種方法都有自己的優勢和不足，下面我就把各種水處理方法性能做一下比較。 我們先來看一下最為熟悉的煮沸法，大家都知道要喝開水，喝了生水會生病，還教育小孩子。

那麽經過煮沸能祛除哪些有害物質呢？答案是：只能祛除病毒和細菌。

再來看看其他幾種方法：臭氧和紫外線殺菌法也只能祛除病毒和細菌； 沈澱式濾水法只能過濾沈澱物； 活性碳濾水法，可祛除有機物、異臭物、農藥、三氯甲烷、氯，對於沈澱物、細菌可以部分祛除,其 他的有害物質都不能有效祛除； 離子交換法可全部祛除氟化物、除草劑，對於放射性粒子、堿、鈣、鎂、磷、鎘、鉀、硫、鈉、砷、 鉛能90%-99%祛除，其他的有害物質也同樣不能祛除。

但相比之下，比前幾種方法要好的多。 那剩下的物質有沒有方法能祛除呢？ 它就是我們接下來要講的反滲透法。它除了離子交換法能有效祛除的那些物質，其他的有害物質，同 樣也都可以全部除掉。 

       軟水機是如何把硬水軟化的 天然水中含有各種鹽類，這些鹽類溶解在水中形成離子類物質。即陰離子和陽離子，水中的離子 類物質在加熱或與其他溶質（如洗滌劑）接觸的過程中會結合成不溶於水的物質，通常水中的鈣、鎂 等離子會形成水垢或皂垢，給生產、日常生活帶來諸多不便和危害！ 水的離子交換軟化過程涉及硬性礦物質，主要是鈣和鎂被鈉礦物質交換或取代。

 軟水機使溶解 在水中的鈣鎂硬性礦物質與軟化劑樹脂上的軟性礦物質鈉交換，鈉對與它接觸的目標物危害大大減 小，這主要是因為它不以水垢堆積在其表面上。

在適當的容器中，使含硬性礦物質的水通過人造的離 子交換樹脂發生離子交換反應。

樹脂是一種多孔的、不可溶性交換材料。在現代的軟水機中裝有千百 萬顆微細的塑料球（珠），所有小球都含有許多吸收正離子的負電荷交換位置。

當樹脂處在新生狀態 時這些電荷交換位置被帶正電荷的鈉離子占據。當鈣和鎂經過樹脂貯槽時，它們與樹脂小珠接觸，從 交換位置上取代鈉離子。樹脂優先結合帶較強電荷的陽離子，鈣和鎂離子的電荷比鈉離子強。取代鈉 陽離子  然後向下通過樹脂"床"  流出軟水機 這樣軟水機就送出了"軟"水。

最後，所有的樹脂交 換位置均被鈣和鎂占據，再不能進行工作了。軟水機樹脂的再生是用氯化鈉和水的稀溶液進行的。

在 再生過程中，首先停止軟水機的工作水流，從鹽水槽引出的鹽水與另外的稀釋水流混合，稀鹽水溶液 流經樹脂，與載有鈣和鎂離子的樹脂小珠接觸。盡管鈣和鎂離子帶有的電比鈉離子強，但濃鹽溶液含 有千百萬個較弱電荷的鈉離子，有取代數目較少的鈣和鎂離子的能力。

當鈣和鎂離子被取代（交換後 ），最終，交換位置全被鈉離子占據，我們說樹脂已經再生，已作好了下一次軟化（工作）循環的準 備。

 軟水器和軟水機有何區別 絕大多數的軟水器和軟水機都是采用陽離子樹脂交換技術，將硬度離子置換出來，減少或去除水 堿兩者的主要區別：

1．軟水器由於去除水堿的能力有限，一般只能解決喝水用量；而軟水機不僅可 以滿足喝水用量，而且同時滿足洗澡、洗衣物等家庭的全部用水量；

2．安裝位置不同。軟水器一般 安裝在水龍頭的位置，軟水機是安裝在水表後面總進水處；

3．再生的方式不同。由於樹脂吸附硬度 離子（水堿）飽和後，要經過鹽洗再生工序以恢復軟化能力。軟水器是根據用戶使用的感覺來判斷是 否開始再生，整個再生過程是自己手動操作；軟水機的再生過程一般都是全自動完成；

4．再生的效 果不同。軟水器由於是人為判斷，難免有不到位的地方，軟水機的再生過程是全自動進行，所以相對 而言比較可靠；比如怡口軟水機不僅是全自動再生，而且還是微電腦綜合控制逆流再生，因而不僅省 鹽、省水，而且軟化水的質量也很高。消費者根據自己的經濟條件和需要選擇軟水器或是軟水機，總 體講軟水器價格較低，軟水機價格較高。          

  

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