摘要：随着经济的快速发展，人们的生活水平有了很大的提高。水是生命之源，水的质量对健康起着决定性的作用。不过在经济快速发展的过程中，环境污染问题日益严重对水质造成了很大的威胁。家用净水器在普通家庭的普及率逐年提高，是保证饮用水纯净的一个重要净水技术措施。为此，在本文中，对家用净水器的关键技术进行了分析，并探讨家用净水器的未来发展趋势。
关键词:家用净水器；关键技术；科技创新与应用；发展趋势；
依据国家相关部门的统计数据，目前我国80%以上的河流受到了不同程度的污染。导致有50%左右的地下水受到污染。依据水处理技术在我国的发展水平，采用常规的水处理工艺不能够彻底去除水中的微生物、有机污染物、残留的农药成分及毒素等有害物质。同时，在水输送的过程中，还有可能会导致二次污染。所以，家用净水器在日常生活中的应用已发展成为一种比较常见的现象。
1、我国家用净水器的应用现状
家用净水器在我国的出现是在80年代末期，主要用于城市自来水的二次过滤。目的是将水中的大颗粒杂质及其它有害的有机物质和细菌进行去除。净水器在家庭中的应用，主要是由于其体积小、使用方便。随着相关水处理技术的发展，市场上出现了多种不同功能的水质处理器。主要有以活性炭为主的介质过滤法、以超滤和反渗透为主的膜分离法、以除菌为主的消毒法及以软化和调节为主的水质调节法。目前我国净水器市场发展速度很快，相应的企业众多，又缺乏相应的监督机制。其在应用中也就不可避免地出现了许多问题，首先，净水器中的一个核心部件是过滤膜，由于其技术含量比较高，相应的价格也高。如果要保证水的质量稳定，就要求用户在半个月左右的时间内需要更换一次。其次净水器在设计之初是建立在某种假定水质基础之上的，在实际的应用过程中，水质随着地域的不同，质量也存在很大的差异。这就导致无法根据当地水质来制定净水方案，从而水质的变化导致过滤水质不理想。
2、净水器常用处理工艺
2.1 水质软化处理
水质的软化处理只能对水中的钙镁离子进行置换，这种处理方式并不能对水质进行改善，仅能够起到一定的软化作用。其原理是通过工业盐及离子交换树脂等材料来进行处理。
2.2 活性炭吸附
活性炭吸附是水处理过程中一种比较常用的处理方式。在炭粒活化的过程中，能够形成非常大的比表面积，使活性炭能够具备很强的吸附性能。对大部分的离子具有很强的去除效果，然而对分子量小于500的物质几乎起不到去除作用。活性炭的吸附效果明显，但同样存在弊端。由于活性炭的结构导致长时间使用容易滋生细菌，其使用寿命一般比较短。所以，活性炭经常与其它材料组合使用。
2.3 臭氧消毒
比较常用的方法是采用臭氧进行氧化，而臭氧属于一种强氧化剂，对水中的大部分有机物、色度和异味能够起到去除作用。在使用臭氧的过程中对投入量有较为严格的要求，如果投入量不足就会对水中的原初物质造成破坏。容易形成有害的中间产物不能被完全去除。所以，臭氧一般与活性炭搭配使用，将生成的中间产物通过吸附达到去除的目的。
2.4 膜分离法
按膜孔大小通常可以将膜分为四类，即微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜。这种技术通常需要在一定的压力下对水质进行过滤，可以通过以上四种膜之间的相互配合起到过滤的目的。膜技术的应用对水中的物质去除具有非常明显的效果，其去除范围很广泛。从无机物到有机物，从病毒、细菌到微粒甚至特殊溶液体系的分离，都能起到很好的效果。
3、家用净水器关键技术
在上世纪六十年代就有家用净水器的相关研究报道，家用净水器的关键技术一般是建立在以城市自来水为水源基础上进行处理设计的。但是在我国的部分地区也有以地下水为处理水源的，针对不同的水源，净水器相关技术会出现不同的变化。但从技术角度而言，大部分地区主要以城市自来水为生活用水来源，并以此来确定产品关键技术的研发方向。其净水关键技术主要围绕以下几方面来展开：
3.1 超低压技术
超低压技术作为一种新型的反渗透技术，与传统的技术相比能够实现RO膜出水的直接饮用，并且不需要配备压力储罐。压力储罐的去除，能够有效的预防细菌在压力罐内滋生的可能性，可以防止水处理后的二次污染。但是目前的超低压技术正处于发展之中，相关的核心技术还不成熟。其中的超低压膜技术在国外的一些大型企业正处于开发阶段，国内的一些膜生产企业同样存在产品性能不稳定。但就超低压技术来说，仍然具有非常广阔的发展空间。
3.2 抗污染膜技术
目前市场上常用的反渗透膜在抗污染能力方面是一个发展短板，尤其是对于一些水质较硬的地区来说，在长期的使用过程中会对膜造成非常大的损伤。目前传统反渗透膜的设计寿命一般为3年，但是随着地域的不同，在实际的使用过程中寿命一般仅有1~2年。反渗透膜的成本一般较高，在家用净水器使用过程中增加了使用成本。所以，具备抗污染能力反渗透膜技术是未来主要研发方向之一。
3.3 碳纳米管技术
碳纳米管技术作为一种新型的去离子技术，在家用净水领域可以有效替代目前所使用的反渗透技术。是近年来美国斯坦福大学研发成功的一种新技术，众所周知，水中虽然含有对人体有害的有机物、无机物和细菌，但是同样含有人体不可缺少的矿物质。而碳纳米管技术在去除有害离子的同时能够保持对身体有益的微量元素，同时使用成本比较低，在家用净水器领域具有广阔的发展空间。
4、结语
综上所述，家用净水器作为一种新时代的产物。在我国发展了将近有20年，随着科学技术的不断创新，净水技术也得到了较大的发展。净水器在家庭中的普及，基本上满足了人们对健康水质的需求，也同样推动了行业的发展。但是，我国目前在净水核心技术方面依然欠缺。尤其是在活性炭方面，其性能还不够稳定，常常不能满足净水要求。反渗透膜核心技术欠缺，在超低压技术的研发能力方面较为薄弱。希望通过本文的相关讨论，能够为家用净水器行业提供参考，还需要广大科研工作者不懈努力，使我国的净水技术再上一个新台阶。
参考文献
[1]陈凯.家用净水器处理工艺及其使用效果[J].消费导刊，2017（9）
[2]凌波.生活饮用水水质处理器的卫生安全要求[J]现代家电2018：9
[3]秦丽.家用净水产品行业调查[J]电器2019：4
[4]陶毅，康均.四种家用净水器使用效果评价[J]中国卫生工程学2017：10（2）
[5]王健相.家用净水器技术在现代科技创新中的应用[J].安徽医科 大学学报,2018(5):10-11.
[6]黄翔.家用净水器技术研究评价[J].大连医科大学学报，2017 (5)：6-8,