凈水設(shè)備在人類的歷史上已經(jīng)誕生了百年，家用凈水器進入中國家庭也已經(jīng)超過二十年。一直以來，凈水技術(shù)都只能進行無差別過濾，而無法有效地將水中污染物、重金屬和有益的礦物質(zhì)進行選擇性過濾。
80年代曾流行過離子交換樹脂技術(shù)，這是一種用“置換”的思路實現(xiàn)的選擇性過濾。但這種技術(shù)吸附不牢，較快失效，置換效果不徹底。
2015年左右，研究發(fā)現(xiàn)環(huán)糊精對選擇性過濾的作用。但這種方式主要用于解決工業(yè)污水里面的有機污染物，對重金屬的處理效果并不好，所以很少用于家用凈水領(lǐng)域。
直到2019年，一種更前沿的選擇性過濾技術(shù)出現(xiàn)了——膜色譜。
一、膜色譜如何解決選擇性過濾問題?
色譜又稱色層法或?qū)游龇?，是一種物理化學(xué)分析方法。1906 年俄國植物學(xué)家茨維特(M.S.Tswett)將植物色素提取液加到裝有碳酸鈣微粒的玻璃柱子上部，繼而以石油醚淋洗柱子，結(jié)果使不同的色素在柱中得到分離而形成不同顏色的譜帶，每個色帶代表不同的色素。從此，這類方法均稱為色譜法。色譜法不僅可以用于分離有色物質(zhì)，而且廣泛地運用于分離無色物質(zhì)，尤其是有機化合物。應(yīng)用在凈水膜上，就叫膜色譜，也可以叫色譜膜。
為什么色譜能應(yīng)用在凈水膜上?因為色譜的主要作用和濾膜一樣，都是 “分離”。凈水的過程，本質(zhì)上也是不斷將有害物質(zhì)從天然水中分離的過程，這是所有凈水機的工作原理。最早的凈水器，是用碳吸附的方法實現(xiàn)雜質(zhì)分離。發(fā)展到今天，凈水市場主流演變?yōu)榉礉B透和超濾等，還是為了分離，它們都是依靠濾膜的孔徑大小進行過濾，就像“篩子”一樣，而重金屬和礦物質(zhì)的原子大小相近，利用孔徑過濾無法將它們有效分離。
①PP棉，分離水中懸浮物、泥沙、鐵銹、膠體等固體雜質(zhì);
②顆?；钚蕴?，分離水中腐殖質(zhì)、余氯、消毒副產(chǎn)物、有機物、異味、異色等物質(zhì);
③反滲透膜/超濾膜，分離水中微生物、細菌、病毒等有害物質(zhì)，及部分重金屬離子。
傳統(tǒng)過濾技術(shù)的天花板是“選擇性過濾”。無論采用多少級過濾的復(fù)合膜，都不能在分離有害物質(zhì)(安全)的同時，保留礦物質(zhì)和微量元素(健康)的效果。
二、選擇性過濾的最大價值是什么?
簡單來說就是去害存益。
很早以前，出于對自來水“去害存益”的追求，人們就開始探索選擇性過濾技術(shù)。
80年代制造純化水流行的“電滲析(ED)+陽離子交換樹脂+陰離子交換樹脂+混合離子交換樹脂，就是這個思路：當(dāng)含有K+、Na+Ca+、Mg+等陽離子及S04'Cl'HCO3、HSi)O3-等陰離子的原水通過磺酸型陽離子交換樹脂時，水中的陽離子為樹脂所吸附，而樹脂上可交換的陽離子H+則被置換到水中，并和水中的陰離子組成相應(yīng)的無機酸，在使用之前，箔要作預(yù)處理，使之轉(zhuǎn)化為所需的H+型和OH-型，同時除去夾帶的有機雜質(zhì)。一般樹脂(除交聯(lián)網(wǎng)孔直徑較大的樹脂外)只能除去可電離的物質(zhì)，但不能除去細菌、高分子有機物質(zhì)和一些非離子性雜質(zhì)。
相對于這種初級的電解或者離子交換樹脂處理方法，膜技術(shù)的優(yōu)勢就比較明顯，膜色譜能對重金屬離子進行選擇性地長效吸附，而對礦物質(zhì)沒有作用，就像“磁鐵”只能吸附金屬鐵，而對其他元素沒有影響。所以能實現(xiàn)真正的“去害存益”，這個原理很好理解。膜色譜這種選擇性過濾技術(shù)相對于傳統(tǒng)反滲透技術(shù)的好處就是，不需要超強加壓，只需要依靠重力就能夠過濾，由此得到的水，不僅能有效脫除重金屬，同時還能夠保留一部分諸如鈣、鎂離子在內(nèi)的礦物質(zhì)。能耗更低，噪音更小，也更健康，顯然更適合家庭使用。
三、濾除污染物和重金屬的同時保留礦物質(zhì)，對家庭飲水的意義
選擇性過濾技術(shù)對消費者的最大意義就是“分離有害物質(zhì)的同時保留鈣鎂等有益礦物質(zhì)”。有人會說，鈣鎂這些礦物質(zhì)對人體意義大嗎?
世衛(wèi)組織的研究成果已經(jīng)給我們回答了這個問題。常在飲用水中被發(fā)現(xiàn)可能具有顯著水平，并受到特別關(guān)注的營養(yǎng)物質(zhì)為：
鈣——在骨骼健康和心血管健康方面起到重要作用
鎂——在骨骼和心血管健康方面有重要作用
氟化物——在預(yù)防齲齒方面有效
鈉——一種重要的細胞外電解質(zhì)，如果排汗過多，會損失
硒——在一般抗氧化功能和免疫系統(tǒng)方面有重要作用
鉀——對于各種生物化學(xué)效應(yīng)具有重要作用
能夠保留礦物質(zhì)的選擇性過濾技術(shù)，正把家庭凈水從安全時代向健康時代引領(lǐng)，從保障生命質(zhì)量的角度看，逐步替代現(xiàn)有反滲透、超濾技術(shù)，能夠真正解決中國國情下的家庭飲用水問題。(現(xiàn)在的反滲透技術(shù)是歐美工業(yè)市場產(chǎn)物，超濾技術(shù)也是日韓歐美潔凈源水的舶來品，本質(zhì)上都解決不好國內(nèi)自來水污染較重、國民群體缺少礦物質(zhì)的飲用水問題。)
“水至清則無魚”，水中的礦物質(zhì)無法完全通過其他方式替代。選擇性過濾凈水機能夠在濾除重金屬和污染物的基礎(chǔ)上保留了對人體有益的礦物質(zhì)，這些礦物質(zhì)和微量元素的意義不在于某天攝入多少，而在于“日積月累”，最終轉(zhuǎn)化成免疫力、耐受力，成為人體的“健康基因”。
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