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转自水质专家馀博士:

康美福乐2019-12-10 08:28:51

转自水质专家余博士:上个星期我写的关于eSpring技术剖析,足有硕士论文的厚度,朋友们表示看不懂、没兴趣看
今天我精简下,用9张图片阐述eSpring的4大独特优势,毫不夸张,eSpring就是净水器领域的iPhone


















(要了解专业技术往下看)


eSpring净水器技术性能的全面剖析

(原创:余素林    清华大学环境学院2003级博士)

内容摘要

我们的饮用水中可能存在三大类污染物:无机的、有机的和微生物类的。能够高效地把这三类污染物彻底净化,是净水器首要功能。这篇文章从“安全、健康、便利、环保”这四个关键词,深入剖析了eSpring净水器的卓越性能。文章数据图表比较多,可能会比较枯燥,希望对于真正想要购买专业净水器的朋友,能有所启发和借鉴。

消费者购买净水器,都是基于对饮用水品质和健康问题的重视。因此净水器需要精心选择,期望它能真正带来安全和健康的水,任何人都不希望“没少花钱却买了个摆设回家”。另外,净水器是长期使用的健康类产品,还需要综合考虑后续更换滤芯的方便性、经济性和长期售后服务的专业性、可靠性等等。


eSpring净水器于1984年首次在美国上市,已经超过33年。就像乔布斯发明的智能手机iPhone,安利公司研发部30多年来,用工匠精神全力打造唯一的一款净水器eSpring,每隔几年进行技术升级。2012年11月16日在中国大陆市场正式上市的属于第六代eSpring



目前,全球累计超800万家庭使用eSpring。本文基于“安全、健康、便利、环保”这四个关键词,全面谈谈eSpring的卓越性能。


整体结构与技术原理

eSpring整机包括褶状前置滤网、预净化滤层、高密度活性炭滤芯、紫外线灯管共四重结构,相互配合,协同完成对饮用水的深度净化,并充分消毒灭菌,达到放心直饮的标准。



前后6代eSpring净水器的技术迭代中,研发人员30多年来始终坚持不釆用“反渗透膜”单元部件,而靠其他技术组合拳,来实现饮用水深度净化与水质健康的完美平衡。


针对中国大陆市场的水质特点,eSpring研发团队经过多年优化后进行了本地化设计,额外增加了单独的前置滤网,这个结构是欧美日韩等国外版eSpring 6 中没有的组件。前置滤网由聚丙烯无纺布材料制造,并采用了独特的褶状结构设计,能增加4倍过滤面积,可以有效过滤粒径 1微米以上的相对较大的颗粒物,有效防止活性炭滤芯堵塞而降低净化性能、缩短使用寿命。


eSpring:安全

净水器首要功能就是提升饮用水安全性,尽可能高效去除水中的各类可能危害人体健康的污染物。饮用水中所有潜在的污染物就是3大类:无机污染物、有机污染物和微生物类。


无机污染物的净化

饮用水中无机污染物种类不多,最主要的是铅、汞等。eSpring在公司内部实验室和NSF实验室认证,都详细测试了对常见无机污染物的净化效能。

(通常的实验测试条件:水流量控制在3.4升/分钟, 额定总净水量5000升)


实际测试表明,eSpring对石棉净化效率超过99%; 铅在弱酸性和弱碱性条件下实测净化效率都超过95%;汞在弱酸性和弱碱性条件下实测净化效率都超过90%;上述这3种无机化合物的净化经NSF 53号标准权威认证。


有机污染物的净化

饮用水中种类最多、潜在危害最大的是有机污染物。eSpring对各种有机物的净化,主要依靠其中的活性炭。eSpring对饮用水中有机化合物的净化,实测超过160种各类污染物,其中绝大部分都是有机物。


eSpring最核心的竞争优势就是特殊设计和加工制作的“高密度活性炭滤芯”,包括了特殊的热活化程序从而大大增加吸附表面积;特殊的活性炭改性处理技术,使得活性炭大大提高了对铅、汞等污染物的吸附能力;特殊设计和反复优化的制造碳块工艺,使得中位数为70微米左右的活性炭微粒形成极其均匀的流道结构。




eSpring净水器的这一“独步天下”的高密度活性炭设计和制作工艺,使得它对饮用水中各类有机物都表现出极好的吸附性能;高密度的制作,使得活性炭饱和吸附容量大大提高,更换滤芯周期大大延长。eSpring 对有机污染物的详细的效能测试结果可以查询NSF和WQA的认证报告。由于这部分污染种类过于复杂,这里仅举部分例子说明。


   例如,NSF的测试表明,eSpring净水器对在额定过滤5000升水测试过程中,以下这些物质滤除率超过90%:秀去津和毒杀芬。


   NSF的测试表明,eSpring净水器对在额定过滤5000升水测试过程中,以下这些物质滤除率均超过95%:草不绿、苯、呋喃丹、四氯化碳、氯丹、氯苯、2,4-滴、二溴一氯丙烷、邻-二氯苯、异狄氏剂、乙苯、二溴乙烯、七氯、环氧七氯、林丹、甲基叔丁基醚、甲氧氯、多氯联苯、西玛津、苯乙烯、四氯乙烯、甲苯、总三卤甲烷、2,4,5-三氯酚丙酸、三氯乙烯、挥发性有机物总量等等。





 除了上述的NSF 53标准认证外,由于各类新型的有机污染物不断出现,NSF也更新了一些标准,安利公司在2015-2016年期间,又申请并顺利通过了NSF的两项新认证。


NSF 401号认证:该认证包括了15种新兴污染物,涉及到一些处方药非处方药成分、除草剂、杀虫剂和内分泌干扰物质,具体是:1.安乐神: Meprobamate   抗抑郁药物;2.苯妥英: Phenytoin     抗癫痫抗惊厥药物;3.苯氧胺: Atenolol     β肾上腺素受体阻滞剂;4.甲酰胺苯卓: Carbamazepine   抗癫痫药物;5. 甲氧苄氨嘧啶: Trimethoprim   抗菌增效剂;6. 雌酚酮: Estrone  避孕药、雌激素类物质;7.苯基异丁丙酸: Ibuprofen 非处方类抗炎药物;8.甲氧萘丙酸: Naproxen  非处方抗炎镇痛药物;9.  二乙基甲苯酰胺: N,N-Diethyl-meta-toluamide,一种杀虫剂;10.  甲氧毒草安: Metolachlor 一种广泛使用的除草剂;11.  利谷隆: Linuron 一种选择性除草剂;12.  磷酸三氯乙酯: trichloroethyl phosphate,阻燃剂;13.  磷酸三氯丙脂: trichloropropyl phosphate,阻燃剂;14.  双酚A: BPA (Bisphenol A),一种塑化剂,内分泌干扰物;15.  壬基苯酚: Nonyl phenol,用于制备合成洗涤剂、增塑剂等,内分泌干扰物。


NSF P477号认证:eSpring顺利通过了这个微囊藻毒素滤除的效能认证。


该标准是用于认证水处理系统能从饮用水中滤除微囊藻毒素(microcystin),达到让水变得安全可饮用的程度。微囊藻是一种有毒的蓝绿藻,其分泌的微囊藻毒素是一种肝脏毒素和肿瘤促进因子,进入人体后会造成急性肠胃炎、皮肤发炎、肝炎、癌症。长期饮用含有微囊藻毒素的水,罹患肝癌、肠胃道癌症的风险会大幅上升。 



 除此以外,安利公司内部研发实验室也测试过超过50种各类型有机污染物,均显示出超过90%的高效去除性能。






eSpring要超越NSF的严苛标准

标准规定测试的有机物种类毕竟有限,安利公司秉承对全球各地消费者高度负责的精神,还要超越NSF的现有标准,主动委托NSF去测试eSpring对标准外的众多毒性比较大的有机物是否具有良好的净化效能。在商业公司里面,这种做法是极为罕见的。


除了NSF/ANSI第42和53号标准中规定的有机污染物名单,因安利公司的委托,NSF还详细测试了eSpring净水器对标准涉及的有机物名单之外的很多特定污染物的净化效能。


首先是测试美国环保署优先管制污染物,主要包括:苊、苊烯、艾氏剂、蒽、联苯胺、苯并[a]蒽、苯并[a]芘、苯并[b]荧蒽、苯并[K]荧蒽、六六六、双(2-氯乙氧基)甲烷、双(2-氯乙基)醚、双(2-氯异丙基)醚、邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯、4-溴联苯醚、邻苯二甲酸丁基苄酯、4-氯-3-甲基酚、2-氯乙基乙烯醚、2-氯芬、4-氯二苯醚、屈、DDD、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、二苯并[a,h]蒽、1,3-二氯苯、二氯联苯胺、2,4-二氯苯酚、反式-1,3-二氯丙烯、狄氏剂、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二甲酯、2,4-二甲基苯酚、4,6-二硝基-2-甲基酚、2,4-二硝基酚、2,4-二硝基甲苯、2,6-二硝基甲苯、1,2-二苯肼、硫丹、硫丹硫酸酯、异狄氏醛、芴、六氯苯、六氯乙烷、异佛尔酮、萘、硝基苯、2-硝基酚、4-硝基酚、N-亚硝基二丙胺、N-亚硝基二苯胺、多氯联苯-1016、多氯联苯-1221、多氯联苯-1232、多氯联苯-1242、多氯联苯-1248、多氯联苯-1254、菲、苯酚、芘、士的宁、2,4,6-三氯酚、1,2,3-三氯丙烷、TCDD(2,3,7,8-四氯苯并-对二噁英)、TCDF(2,3,7,8-四氯二苯呋喃)。









其次,还测试了部分非美国环保署优先管制污染物。如滴灭威、西维因、毒死蜱、4,4-二溴联苯、谷硫磷、马拉硫磷、对硫磷等。

eSpring净水器在测试条件下:额定水流量3.4升/分钟、总过水量5000升,净水器的净化效率都超过90%,绝大部分种类有机物去除效率在95%-99%之间


NSF、WQA等世界上权威的第三方科学实验室和安利公司内部研发实验室,进行了数百种各类有机污染物的配水实验,均证明了eSpring对饮用水中有机物卓越的净化性能。


城市自来水的实际考验:有机污染物

以上的eSpring 对各类有机污染物的净化,都是在实验室标准条件下,单一种类的有机污染物的配水实验测试数据。在安装到家庭后,面对各个城市千差万别的自来水水质,而且自来水中同时存在数百种含量不一、性质不一的有机污染物时,eSpring 的表现如何?


(1) 在水质比较好的城市,实际表现如何?

我的老家在浙江龙游,该地区自来水水源很好,城区自来水质在全国各个地区来比,算是比较好的。我的办公室eSpring使用12个月后,滤芯面板上已经出现更换滤芯的提醒。这时候,我采集水样,送到清华长三角研究院测试,净化水TOC=0.13mg/L的极低水平。


(TOC:Total Organic Carbon,总有机碳,最直接反映水中有机物含量的高低)




大多数城市水质,如果自来水TOC本身就在1.0 mg/L以下,eSpring使用1年,净化5000升水的额定总水量以后,净化水有机物含量还保持很低的水平。


(2) 在水质比较差的城市,表现又如何?


我原先工作的单位浙江清华长三角研究院,位于浙江嘉兴。嘉兴这个城市因为地理地形条件所限,属于典型的平原河网城市,没有专门的水库作为饮用水水源。嘉兴自来水厂的取水点就是平原上的河道,属于法律上禁止做水源的五类水,甚至劣五类水,近几年稍微有所好转。


从图中可以看到,浙江嘉兴地区的饮用水TOC含量很高,几乎是美日德国的发达国家城市自来水TOC含量的10倍以上。在全国600多个城市中,TOC含量超过3mg/L的城市也不多。


我在2012年11月~2013年10月期间,亲自评估了14款净水器,详细对比了他们在嘉兴实际自来水测试中对有机物TOC的净化性能。实际测试结果显示,非反渗透型家庭净水器,滤芯更换周期都小于60天,只有一款eSpring净水器的活性炭滤芯,能够持续使用12个月,净化水TOC仍保持在较低水平(指的是TOC<1.0mg/L)。



eSpring净水器在浙江嘉兴测试,半年内TOC基本维持在0.5mg/L的水平下;实验测试到300天左右,净化水的TOC仍然保持在0.90mg/L以下。相比之下,其他品牌的所有净水器,均无法达到相近的性能。除了eSpring外,表现最好的一款日本净水器,也只能维持不到48天,净化水TOC超过1ppm的可接受水平了。嘉兴自来水有机物含量TOC太高,eSpring一枝独秀的表现,再次证明其“高密度活性炭”的核心竞争优势:具有极致的净化性能,同时兼有超高的吸附容量


无论是世界上权威第三方进行的实验室测试,还是我在浙江龙游(水质较好的代表城市)、浙江嘉兴(自来水水质极差的典型城市)进行的城市自来水的实际净化测试,结果均显示eSpring对饮用水中可能存在的各类有机污染物具有极佳的净化性能。


致病微生物的净化
自来水出厂进入管网前,通常都会有消毒处理工艺环节,比如加氯消毒。自来水经过管网和二次供水设施,最后达到千家万户,仍然可能含有细菌、病毒、隐孢子虫和贾第虫等这些微生物类污染风险。eSpring净水器安装在水龙头末端,要实现净化水可直接饮用,采用了紫外线消毒工艺。

家庭净水装置的紫外线消毒,在NSF分为A类和B类认证。其中A类是用于被细菌、病毒、原虫等微生物污染水的处理,紫外线剂量需达到40mJ/cm2; B类则用于对市政自来水等这些已经过消毒处理的水的补充杀菌,紫外线剂量需达到16mJ/cm2。


eSpring净水器通过对酵母菌的测试, 获得了NSF International的B类系统认证。不仅如此,益之源还另对用于A类净水器测试的大肠杆菌噬菌体进行了杀灭率及紫外线剂量的自愿性测试,经NSF International的额外测试证实,益之源不仅杀灭了99.5%的大肠杆菌噬菌体,而且发出的紫外线剂量甚至还高出了A类净水器的紫外线剂量要求,高达42mJ/cm2。


根据大量的学术文献关于紫外线灭菌剂量的研究,考虑到eSpring净水器的紫外线单元紫外线剂量高达42mJ/cm2以上,对自来水中一些常见的细菌和病毒的杀灭率高达99.99%以上。比如:肠出血性大肠菌群、伤寒沙门氏菌、嗜肺军团菌、甲肝病毒、脊髓灰质炎病毒、轮状病毒、痢疾杆菌、霍乱杆菌、小肠结肠炎耶尔森菌、嗜水气单胞菌、弯曲杆菌、土生拉乌尔菌、幽门螺杆菌。


大量的研究早已确认,紫外线技术可以很好地杀灭饮用水中的两虫(隐孢子虫、贾第虫),而传统的氯消毒对两虫不敏感。也就是说,自来水厂采用氯消毒,微生物敏感次序为病毒>细菌>原虫,即病毒极其容易被加氯杀灭。而eSpring 净水器采用的紫外消毒技术,刚好相反,微生物敏感度是 原虫>细菌>病毒,eSpring净水器紫外线剂量达到42mJ/cm2,与加氯消毒优势互补,实现双重安全保障,确保eSpring净化水的微生物安全性。




eSpring:健康

对饮用水中各类污染物进行深度净化的同时,保留了饮用水中各种对人体健康有益的组分。这个是eSpring研发团队一直以来坚守的技术抉择。


如果要采用反渗透膜组件,世界上最好的反渗透膜组件制造商都在美国(陶氏、海德能、GE),安利美国研发总部当然不会不知道。但是,eSpring技术更新迭代的33年来,一直不采用反渗透膜,就是希望能实现“安全的水”与“健康的水”的平衡,实现“鱼和熊掌兼得”的目标。


因为,我们的饮用水来自大自然,水流经岩石、土壤和当地的地层时,各种矿物质元素都会逐渐溶入其中。自然水体中具有的这些物质包括钙、镁、锶、铁、锰、氟、锌、硒、铜、铬等等


反渗透净水器处理家庭饮用水时,尽管对各类污染物净化很彻底,但是,同时也把上述这些矿物质和微量元素也一并去除了。世界卫生组织和环境科学、营养科学界的专家、学者普遍都认为,这样的纯水长期喝,是不利于健康的。



eSpring:便利

经过30多年的技术优化和数百万家庭长期使用的反馈,目前的eSpring第六代,初次安装和更换滤芯,都已经变得非常简单方便。借助公司拍摄的安装辅助视频或产品说明书,任何一个成年人,甚至小学生都可以轻松完成安装和滤芯更换。


eSpring是活性炭和紫外线杀菌的技术组合,确保对饮用水中的无机、有机和微生物类污染物得到高效滤净,使得中国城市家庭也可以享受随时随地水龙头直饮的无比方便。如果没有家庭净水器,中国老百姓要实现自来水直饮的目标,再过20年都难以实现。


eSpring设计最高流速可达每分钟高达3.4升,依然能确保自来水和活性炭、紫外线能有充分的接触时间,对于厨房里淘米、做饭、煲汤、熬粥等各种净水用途,都显得无比方便快捷。而大多数反渗透家庭净水器流速在1.0~1.5升/分钟之间。


eSpring:环保

全球范围内已经有超过800万家庭使用eSpring净水器,每年为每个家庭净化5000升高品质的饮用水。如果这些重视饮用水健康的家庭,全都使用需要排放浓缩废液的“反渗透型净水器”,那么每年需要额外浪费的饮用水将近1亿立方米。


正是基于这种珍惜水资源的环保情结,安利公司30多年来。eSpring更新迭代到了第六代,从未考虑过采用反渗透膜组件。不仅因为反渗透得到的是纯水,不利于健康,而且也是考虑到反渗透技术家庭净水器对于水资源,特别是宝贵的饮用水资源的严重浪费。




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