水过滤器性能检测方法

耿聪

( 航空工业过滤产品质量监督检测中心，河南新乡453019)

水过滤器就是使用机械的方法将颗粒从水中分离出来的一种装置，目前广泛使用于家庭旅馆等各种饮用水系统当中。水过滤器的作用不仅是过滤水中的固体颗粒，还包含过滤石棉纤维、过滤动植物孢子以及降低水浊度。NSF 对水过滤器性能评定有详细的检测方法，文中主要对该检测方法进行介绍。

1 检测原理

水过滤器性能检测原理是使一定量的污染物在一定流量以及一定压力下通过水过滤器，再根据污染物的变化情况来判断水过滤器过滤性能，试验台原理图如图1 所示。

试验台中压力调节阀出口的管路直径应大于等于测试系统的管路直径，测试系统中各个测量点的位置应尽量接近。

2 固体颗粒过滤性能检测

2.1 固体颗粒过滤要求以及测试时使用的粉尘

在NSF42 标准［1］中规定了固体颗粒过滤要求，过滤效率大于85%，详细规定如表1 所示。

表1 固体颗粒过滤等级以及测试时使用的污染物

2.2 试验用水要求以及调整方法

在NSF42 标准中规定了试验用水要求，详细规定如表2所示。

表2 试验用水要求

试验用水为去离子水，硬度就能够满足要求。pH 调整方法是先添加6 N 的NaOH，然后再添加6 N 的HCL 即可。可溶解性固体(TDS) 调整方法是直接向去离子水中添加NaCL即可。

2.3 检测方法

为了与水过滤器实际使用情况相适应，NSF42 标准中规定了3 种检测方法。NSF42 标准中并没有对过滤器的纳污容量进行检测，而是规定在水净化装置中需要有指示装置，在净化装置失效前报警，此项试验在水净化装置的结构完整性试验中进行。

2.3.1 接水龙头直饮系统

接水龙头直饮系统是指直接接到自来水管管路当中，出水直接进行饮用，试验的最小流量应大于2 L/min。检测方法是首先将两个过滤器接到如图1 所示的位置，试验流量为厂商提供的工作流量，将过滤器上游的压力控制在410 ±20 kPa 之内，将试验粉尘添加到蓄水槽中，进行均匀悬浮，对过滤器上游压力进行脉动，0 ～2 min 之内压力为615 kPa，2 ～3 min 之内压力为205 kPa，每3 min 一次循环。如果厂商有特殊要求，0 ～2 min 之内压力可为779 kPa，2 ～3 min 之内压力为41 kPa，每3 min 一次循环。在初次循环时压力高时上下游取样测试，4 次循环后压力高时上下游取样测试，当通过过滤器的流量下降到初始流量的25%后压力高时上下游取样测试。测试仪器为测量范围0.5 ～100 μm 的颗粒计数器。

2.3.2 蓄水池直饮系统

蓄水池直饮系统是指水源为蓄水池的饮用水系统，出水直接进行饮用。检测方法是首先将两个蓄水池蓄满，将试验粉尘添加到图1 所示的蓄水槽中，进行均匀悬浮，向两个蓄水池注水，并同时放水，当一半蓄水池的水通过过滤器后记录时间，作为2/3 次循环，下1/3 次循环既不注水也不放水。四次循环后注水时上下游取样测试，当通过过滤器的流量下降到初始流量的25%后注水时上下游取样测试。

2.3.3 接入点系统

接入点系统是指直接接到自来水管管路当中，出水可为一个社区使用或者为桶装水生产公司使用，试验的最小流量应大于15 L/min。检测方法是首先将一个过滤器接到如图1 所示的位置，试验流量为厂商提供的工作流量，将过滤器上游的压力控制在410 ±20 kPa 之内，将试验粉尘添加到蓄水槽中，进行均匀悬浮，对过滤器上游压力进行脉动，0 ～2 min 之内压力为615 kPa，2 ～3 min 之内压力为205 kPa，每3 min 一次循环。如果厂商有特殊要求，0 ～2 min 之内压力可为779 kPa，2 ～3 min之内压力为41 kPa，每3 min 一次循环。在初次循环时压力高时上下游取样测试，4 次循环后压力高时上下游取样测试，当通过过滤器的流量下降到初始流量的25%后压力高时上下游取样测试。

3 其他污染物过滤性能检测

水过滤器除了过滤水中的固体颗粒，还过滤石棉纤维、过滤动植物孢子以及降低水浊度，因此，还需要对其他3 种污染物的过滤性能进行检测，检测方法与固体颗粒过滤性能检测方法类似，但也有少许不同，详细结果如表3 所示。固体颗粒过滤性能测试是过滤器等级为Ⅰ时选用的方法。

表3 水过滤器各种过滤性能检测方法比较

4 结论

文中主要对水过滤器过滤性能的检测方法进行了简单介绍，通过介绍可知，进行一次水过滤器过滤性能检测至少需满足以下条件： 一个过滤性能试验台，压力能够脉动，流量温度可调，并能够对系统进行净化; 4 种具有固定体积分布的试验粉尘，两种石棉以及3.00 ±0.15 μm 的单分散荧光型聚苯乙烯球; 一台测量范围0.5 ～100 μm 的颗粒计数器，浊度仪，荧光显微镜以及一套抽滤装置。

水过滤器过滤性能试验仅仅是水净化装置过滤性能试验中的一项，净化后的水是否能够满足饮用要求，还需要对水来源、水存储、水用量、水净化装置的结构完整性、材料安全性、细菌过滤性能、化学物质过滤性能等方面的内容进行了解并进行试验。举例说明，假设为列车设计饮用水系统，首先确定列车水源为自来水并通过水箱进行存储，因此列车水源为自来水的二次供水，目前我国自来水可能出现的污染物为铅等重金属和硝酸盐等化学物质，且不能通过加热的方法进行消除，二次供水可能会出现浊度、细菌数、大肠菌群数、铁、锰、氯仿、四氯化碳、亚硝酸盐等含量超标情况，一般饮用水的最小出水量为2 L/min，因此设计的水净化装置能够对上述的污染物进行过滤，并且设计的流量超过2 L/min。设计完成的水净化装置应进行结构完整性、材料安全性、细菌过滤性能、化学物质过滤性能以及水过滤器过滤性能等各项试验，各项试验结果均满足NSF/ANSI 42 和NSF/ANSI 53［2］规定指标后，净化后的水才可能满足饮用要求。

随着经济的发展和人们生活水平的提高，人们会对饮用水安全越来越关注。我国的水净化行业虽已经进行了很多年，但一直得不到人们的重视，我国对水净化方面的研究要远远落后于发达国家，能找到的资料非常少，本文仅仅是综述类型的文章，希望对想从事水净化行业的人士有所帮助。

【1】NSF International.NSF/ANSI 42-2005e.Drinking water treatment units-Aesthetic effects［S］.

【2】NSF International. NSF/ANSI 53-2006. Drinking water treatment units-Health effects［S］.