一、滤芯的种类

滤芯是指能改善水质的净水器部件。

1、按水处理原理，滤芯可分为：

(1)粗滤滤芯：具备粗滤功能的滤芯，包括以石英砂、无烟煤、天然锰砂、陶瓷、PP棉等滤料的滤芯。

(2)膜滤芯：以膜元件为核心构成的滤芯，包括微滤(MF)滤芯、超滤(UF)滤芯、纳滤(NF)滤芯、反渗透(RO)滤芯等。

(3)吸附滤芯：具备吸附功能的滤芯，包括以颗粒活性炭(GAC)、活性炭棒(SAC)、活性炭纤维(FAC)、吸附树脂、陶瓷颗粒等为滤料的滤芯。

(4)矿化滤芯：具备矿化功能的滤芯，主要包括以矿化球(MB)、麦饭石(MS)等为滤料的滤芯。

(5)离子交换滤芯：具备和水中离子进行可逆性交换能力的滤芯，包括以阴离子交换树脂、阳离子交换树脂等为滤料的滤芯。

(6)杀菌滤芯：具备杀灭水中细菌功能的滤芯

(7)复合滤芯：具备两种或两种功能以上的滤芯。

(8)其他滤芯：上述功能以外的滤芯，如电渗析(ED)、铜锌合金(KDF)等滤芯。

2、按滤芯的结构，滤芯可分为：

(1)分离式滤芯

(2)一体式滤芯

(3)综合式滤芯

本文将重点讨论滤芯的结构形式及发展趋势。

二、滤芯的发展：三代滤芯

1、第一代：分离式滤芯(美式滤芯)

最早的滤芯，滤芯的内芯和外壳(亦称滤筒、滤瓶)是分离的，因此称之为“分离式滤芯”，属于第一代滤芯。由于最早的反渗透净水机是美国研发生产的，这类滤芯也是从美国引进的，因此又称“美式滤芯”。

 

上图：从左到右，分离式滤芯的外壳，分离式滤芯的内芯，分离式滤芯的内芯放入外壳中

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这类滤芯的安装和更换不但很麻烦(要蹲在地上操作)，而且是个技术活。如果拧松了，在忽大忽小的自来水进水压力特别是水锤的长期作用下，很容易逐渐松动并造成渗水或漏水;而如果拧太紧了，又有可能把橡胶O型圈拧变形甚至拧断裂，更会导致漏水。因此这类滤芯的净水机，用户自己安装或更换滤芯存在着安全和质量隐患，需要专业的经销商或服务商上门安装或更换滤芯，是一种需要长期售后服务的产品。

此外，换滤芯时，即使关闭进水球阀、切断水源，仍有不少水会溢出，甚至水流满地，场面不堪入目。

下图是采用分离式滤芯的反渗透净水机

 

2、第二代：一体式滤芯(抛弃式滤芯，韩式滤芯)

第一代滤芯需要经销商或服务商上门服务，由于人工费用越来越高，再加上路途差旅费用，所以除了滤芯的内芯本身的成本外，请服务商上门更换滤芯还要收取价格不菲的上门服务费，从而使滤芯的更换费用和净水机的使用成本大幅度上升。举个例子，按规定反渗透净水机第一级PP熔喷滤芯每三个月要更换一次，PP滤芯本身很便宜(出厂价约2元、零售价约5元)，但由于上门服务费高，请服务商上门换一次PP熔喷滤芯用户要支付80～100元。如此高昂的代价和使用成本，也是导致很多净水机用户不能及时更换滤芯的重要原因。甚至有些用户由于长期不更换滤芯，实际上在使用“污水器”;也有些用户为此中断了使用，使净水机成了短命的一次性使用的产品了。

如何解决“换滤芯难”的难题?

第二代滤芯出现了。

它是把滤芯的内芯封装在外壳内，熔成一体，无法分离拆开，因此被称为“一体式滤芯”。而包括外壳和内芯在内的整体都是一次性使用，更换即全部抛弃，因此又称“抛弃式滤芯”，又由于这类滤芯是从韩国引进的，因此又称“韩式滤芯”。

下图为各种一体式滤芯，又有快接式(I型、U型)、卡接式之分。

 

一体式滤芯的更换简单易行，一拧即可，见下图。用户自已就能很方便地更换滤芯，不再需要服务商上门换滤芯了。这样，虽然每次要多扔一个外壳，但对用户来说，换滤芯的总体费用还是会大大降低了，净水器的使用成本也大大降低了。 [page]

 

 

 

 

一体式滤芯的另一个优点是换滤芯时不会漏水，不再有更换滤芯而水流满地的糟糕场面。

但是，由于净水机往往座于地上，人要蹲在地上更换滤芯，更换滤芯还是颇感不便。改良型一体式滤芯应运而生。它可以把外壳的底端抬起成90°，更换滤芯就更方便了。

下图是采用一体式滤芯的反渗透净水机。

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3、第三代：综合式滤芯(中式滤芯)

换滤芯是方便了，但每次更换下的滤芯的外壳都要随内芯一起抛弃，不但造成材料和成本的浪费，而且扔掉的塑料外壳很难降解，造成环境污染，与我们提倡的环保理念完全背道而驰。

这个难题谁来解决呢?

聪明能干的中国净水人，把第一代滤芯和第二代滤芯这二者的优点结合起来，并迴避了二者的缺点，研制开发了第三代滤芯。它既保持了第二代滤芯更换简单易行及换滤芯不会漏水的特点，又继承了第一代滤芯的内芯与外壳分离、换滤芯时外壳不扔的优良传统。该滤芯与外壳上盖相连接的结构，完全与改良型的第二代一体式滤芯一样，也可以把外壳底端抬起成90°，换滤芯更方便了;但与第二代滤芯不同的是，它外壳的底端不是封闭的，而是可拧开的底盖，拧开底盖后，滤芯可以从此取出并更换，就象拧开手电筒的底盖，更换干电池一般。

第三代综合式滤芯的换滤芯操作：首先把滤芯底端抬起，手握外壳一拧，把整个滤芯取下，过程不会漏水。再把拧下的滤芯(包括外壳)拿到水槽内，拧下底盖，取出内部的旧滤芯，冲洗外壳内部(如太脏，可用抹布洗或刷子刷，最后冲洗干净)，装上新滤芯，拧上底盖，再把整个滤芯拧上装回净水机。整个过程简单快捷环保。

当然，提醒一句，这种滤芯的发明也许是申请了专利的，请认真查一下，如有专利的话要采用可得向专利持有人付专利使用费啊!

采用这种新型滤芯制成的净水机见下图，这是广东省某净水器生产企业生产的采用第三代滤芯制造的反渗透净水机(左)和超滤净水机(右)。

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三、总结：净水机该采用什么样的滤芯?

三代滤芯组装成的反渗透净水机对比见下图，从左到右：第一代、第二代、第三代滤芯。

 

 

第一代，分离式滤芯(美式滤芯)，优点是滤瓶外壳可重复使用，节约且环保;缺点是更换滤芯很麻烦，需专业人士操作，上门服务费用高。

第二代，一体式滤芯(抛弃式滤芯，韩式滤芯)，优点是更换滤芯简单，用户可自已换滤芯;缺点是滤瓶外壳为一次性，既浪费又不环保。

第三代：综合式滤芯(中式滤芯)，更换滤芯简单，用户可自已换滤芯;滤瓶外壳可重复使用，节约且环保;换滤芯成本和费用最低。选用净水机的滤芯，就用它了!

目前国产净水机中的滤芯，往往是单一功能的，如PP棉滤芯就是一支单一的PP棉，颗粒活性炭滤芯就是一支单一的内装颗粒活性炭的滤芯，炭棒滤芯就是一支单一的炭棒，超滤膜滤芯就是一支单一的超滤膜，……。

反渗透净水机的预处理，需要去除多种杂质，以确保进RO膜的水质，确保RO膜的正常运转和使用寿命，需要多种水处理工艺的配合、协同作战，这就需要把多个滤芯串联起来，逐个通过，这样就造成了滤芯多、接头多、连接管道多的“三多”现象，不但体积庞大，更导致漏水概率增大的可能性。

 

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那么，是否能够把反渗透净水机预处理的三个滤芯集成在一起，合併为一个大的复合滤芯呢?

答案是完全可能的。

把多个滤芯集成为一个大的复合滤芯，其优点是毋容置疑的。

首先，减少了现场安装净水机的工作量，也减小了由于安装不当造成漏水的概率;

第二，减少了更换滤芯的麻烦和工作量。特别是前三级滤芯的使用寿命不统一，第一级PP棉滤芯只能用2-3个月，第二级颗粒活性炭滤芯和第三级炭棒滤芯是6个月，给用户更换滤芯在时间的记忆上带来很多不便。

第三，由于只有一个滤芯，减少了接头和连接的PE管，也就是减少了很多可能漏水的定时炸弹，大大降低了漏水的概率。

第四，由于只有一个滤芯，虽然滤芯要大一些，但总体体积是减小了。这样，整个净水机的体积也可以减小。

第五，大膜无桶机，往往增大了反渗透膜而没有同时增大前处理滤芯，造成前后不匹配(小马拉大车，水在滤芯中的流速过快，过滤及吸附的效果差)，既缩短了前处理滤芯的使用寿命，只能频繁更换滤芯，又影响了进入反渗透膜的水质，缩短了反渗透膜的使用寿命。但是要同时增大三个前处理滤芯，势必又要占用很多空间，导致机身庞大臃肿。而采用一个大的复合滤芯，则是解决这个难题的最佳方案。

因此，采用复合滤芯是有很多优越性，也是今后滤芯发展的必然趋势。

笔者设想的复合滤芯如下图：

 

 

滤芯的最外层(1层)是过滤材料，可以是PP熔喷滤筒，可以是PE烧结管，也可以是陶瓷滤筒。采用PP棉最便宜，但陶瓷的优点是可以定期把滤芯取出冲洗，也可以用旧牙刷在水流中把滤芯表面陶瓷上截留的悬浮物如水中的泥沙、铁锈等刷除冲掉。这样，预处理层可以保证使用寿命为一年。

滤芯的第2层是吸附材料，可以是颗粒活性炭，也可以用活性炭纤维毡。如用颗粒活性炭，颗粒不要太大，建议用20-40目为好。如果炭有抑菌作用，如载银或载锌，细菌不能在活性炭中繁殖，那当然更好，但载银或载锌炭一定要注意银或锌不能泄漏，在水中的银离子或锌离子千万不能超标。另一个必须注意的是炭要灌满，搖动时不能发出声响，不能有炭在内振动，以免在运输、搬动过程中由于炭粒相互碰撞、摩擦而破碎成粉末。

滤芯的第3层是过滤或过滤/吸附材料，可以是PP熔喷滤筒，也可以是炭棒，它的主要作用是防止炭粉流出。如果用炭棒，还可兼有进一步的吸附作用。

如果更上一层楼，最内部还可以放一支中空纤维超滤膜元件，外压膜，这样出来的水可以直饮，当然也可以作为反渗透膜的进水。

水流的方向，是从外向内，经一层层的过滤、吸附等处理。 [page]

那么为什么不是从上到下，一层层的过滤、吸附呢?

因为最容易堵塞、使用寿命最短的是第一层过滤滤芯。而从外到内的过滤面积更大。我们不妨举例计算一下。设滤芯直径为20cm，长35 cm，如果从上往下过滤，过滤面积为314 cm2，如果从外往内过滤，过滤面积为2198 cm2，为从上往下过滤的7倍，使用寿命也是前者的7倍。

如果是小膜有桶机，由于压力储水桶中的纯水长期浸泡与橡胶囊接触，橡胶囊所溶出的极微量有机物并因此带来的异味，需要吸附去除，所以还是需要有后置活性炭滤芯。

对于大膜无桶的反渗透净水机，没有了压力储水桶，也不存在橡胶囊所溶出的极微量有机物以及由此带来的异味，因此没有必要再有后置活性炭滤芯(你们看桶装水厂哪里有什么后置活性炭，都是直接从RO膜出水灌装的)。这样，把原先由4支滤芯担负的过滤、吸附功能全部集中到一支复合滤芯上，那么，它是否能胜任呢?(南方可采用400或500加仑/天的RO膜;北方由于冬天气温及水温低，RO产水流速慢，建议采用500或600加仑/天的RO膜)。

 

 

上左图：大膜无桶复合滤芯反渗透净水机外形简图。图左的净水机内装部件，从上到下为：电子元器件、复合水路板、RO膜、复合滤芯;图右的净水机内装部件，左边为复合滤芯，右边从上到下为：电子元器件、复合水路板、RO膜。

二者均可为掛壁式、台上式、橱下式，看用户家中的具体位置而定。

上右图：双出水龙头，浓水出水无阀门，只是出水通道。

滤瓶的外壳结构采用第三代综合式滤芯(中式滤芯)滤瓶，更换滤芯简单，用户可自已换滤芯;滤瓶外壳可重复使用，节约且环保;换滤芯成本和费用最低。内芯采用复合滤芯。

整机前方有门可打开，方便更换滤芯。

毫无疑问，这支复合滤芯的直径和长度应大于以前所用的单支滤芯，这样有足够的面积进行过滤，也有足够的容积放足够量的活性炭进行吸附。但总体来说，体积不会大于原先几支滤芯之和。下表给出一个数据可供参考(第一层即最外层的厚度及第三层的厚度均设定为1.5cm。

机型 膜流量 加仑/天 复合滤芯 直径(cm) 复合滤芯 高度(cm) 颗粒活性炭 体积(cm2) 颗粒活性炭 重量(g ) 小膜有桶机 50 12 30 912.8 365.1 75 13 30 1360.2 544.1 100 14 30 1854.8 741.9 大膜无桶机 400 20 35 6779.7 2711.9 500 21 35 7741.4 3096.5 600 22 35 8757.9 3503.2

毫无疑问，采用复合滤芯加第三代综合式滤芯(中式滤芯)滤瓶好!