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水的旅程(過濾流程介紹)

1. 雜質過濾

        水對很多物質都有良好的溶解能力,造成水中易混進雜質的缺點。從自然界得到的水中往往含有很多雜質,這些雜質會溶解或是懸浮在水中。懸浮在水中的無機物包括砂土、煤灰,有機懸浮物包括有機物的殘渣及各種微⽣物。顆粒最大的為懸浮物質,粒徑約在10^(-4) m以上,⾁眼可⾒。這些微粒主要是由泥沙、粘土、原⽣動物、藻類、細菌以及有機物等組成。

泥沙、粘⼟:使水渾濁、產⽣粘泥

藻類及原⽣動物:使水有⾊度、有臭味、渾濁並產⽣粘泥

細菌:致病、產⽣粘泥、產⽣腐蝕

膠體:其次為膠體物質,粒徑在10^(-4)~10^(-6) m。膠體是許多離子和分子的集合物。天然水中的無機礦物質膠體主要是鐵、鋁和矽的化合 物,有機膠體物質主要是腐殖質

溶膠:致使結垢

⾼分⼦化合物:使水渾濁、產⽣吸附和沉積

溶解物質:顆粒最小的是離⼦和分子,稱為溶解物質,粒徑10^(-6)mm,主要是溶解於水中的以低分子存在的溶解鹽類的各種離子和氣體

 

        本公司之濾膜使⽤特殊材質,濾膜孔洞尺⼨為10um(10^(-5)m),可去除懸浮物及膠體物質,主要原理為利⽤薄膜分離⽔中的固體顆粒時,給適當的驅動⼒,此驅動⼒可為壓⼒差( pressure gradient, ΔP )、親和⼒、電荷、濃度差( concentra<on gradient )及化性等,此⽅式屬於單純的物理分離程序,故對於被分離的物質⽽⾔,其本⾝之化學及⽣物性質並不會改變,並將固體顆粒攔截於薄膜表⾯,使水分子通過薄膜,達到水質淨化及攔截⽔中顆粒作⽤。

2. 去除有害物質

        ⼀般⾃來⽔中對於⼈體有害之物質無非是⼤腸桿菌、餘氯、次氯酸鹽等;⾃來⽔廠須在⽔中加入氯,以達到消毒效果,供應乾淨的⺠⽣⽤⽔。據環保署發布的飲⽤⽔⽔質標準中,⾃由有效餘氯的範圍為 0.2~1.0 mg / L。⾃來⽔多以加氯消毒,當氯氣溶於⽔中會變成次氯酸或次氯酸根離⼦,即俗稱有效餘氯,因次氯酸 具有極⾼的氧化能⼒,如⾃來⽔含有效餘氯,它在配⽔管中停留時可預防細菌(病原菌)的滋⽣,因此有效 餘氯在⾃來⽔的安全衛⽣上扮演極重要的⾓⾊,最新⾃來⽔⽔質標準之有效餘氯的容許範圍是 0.2-1.0毫克/ 公升(⾃由有效餘氯)。⽬前公告的飲⽤⽔⽔質標準中,有害物質的容許範圍,是以個⼈70公⽄體重,每天 飲⽔2公升,⾄少在70年壽命中不會造成健康危害的評估結果。換⾔之,如果體重在70公⽄以下,或每天飲⽤ ⾃來⽔超過2公升,或是壽命超過70年的⼈體,在每天飲⽤含氯⾃來⽔的條件下,其健康就有可能受到危害。 另外,⾃來⽔廠為了保障管路末端⽤⼾的餘氯含量符合規定,在管路前端的氯含量勢必超過標準值。因 此,住家越靠近⽔廠,進到該⽤⼾的⾃來⽔中氯的含量也越⾼。另外,在⼤雨或颱風過後,為達到⼀定的消 毒效果,氯的含量也比平常⾼很多。 部分學者證實氯不僅經由食物、飲⽔攝取,亦可經由⽪膚吸收,對⼈體健康產⽣影響,⾃來⽔因加氯消 毒⽽產⽣副產物三⿄甲烷,會致癌或造成各種疾病。三⿄甲烷具揮發性,80%是靠呼吸道吸入,⽽20%是經 由⽪膚吸收,所以淋浴時間過長的話,⽔中的氯會使您的肌膚漂⽩化、⽪膚層脫落、甚⾄產⽣⽪癬過敏等症 狀。維⽣素C被證實可有效中和⽔中氯分⼦。維⽣素C有兩種結構形式:抗壞⾎酸與抗壞⾎酸鈉,皆可有效中 和氯氣,同時不會降低⽔中溶氧量,表現優於同樣具有除氯效果的硫化合物。此外,⽤於除氯的維⽣素C濃度 對於⽔⽣⽣物來說並不具毒性。儘管抗壞⾎酸溶於⽔中呈現溫和弱酸性,⼤劑量時可能降低pH值,但抗壞⾎ 酸鈉溶於⽔時呈中性,不會改變pH值。此兩種結構的維⽣素C在⼀般環境中皆能穩定存在,儲存在陰涼乾燥 環境中可保存⾄少⼀年以上,但若儲存在液體裡,維⽣素C將在⼀⾄兩天內降解。 1公克抗壞⾎酸可中和100加侖的⾃來⽔裡的1 ppm濃度的氯氣,且反應⼗分迅速(Tikkanen et al 2001),還原反 應化學式如下:C5H5O5CH2OH + HOCl → C5H3O5CH2OH + HCl + H2O,每2.5 當量的維⽣素C可有效中和1當量的氯 本公司產品所使⽤之特殊配⽅合成產品不僅可去除餘氯、⼤腸桿菌,也包含其餘在台灣⾃來⽔標準中的 各項規範物質。台灣所採⾏的細菌性標準、物理性標準、化學性標準法規參考如下:(註1)

        本公司產品內含多種化合物質,如Al2O3、TiO2、SiO2…等等,此類物質多效合⼀在陶瓷抗菌球中,可利⽤ 物質特性進⾏光催化作⽤、陰陽離⼦交換、氧化還原作⽤去除⽔中對⼈體有害物質。(註2)

        特性⼀為使⽤光觸媒材質,最常⾒的是⼆氧化鈦(TiO2)。經由光照射後,光⼦的能量被TiO2吸收,電⼦會從其基態被激發⾄較⾼能階,將共價帶(valence band)的⼀個電⼦提升到傳導帶(conduc<on band),結果產⽣⼀對⾃由電⼦-電洞。經由紫外光照射後會產⽣電⼦-電洞對。電洞可以產⽣氧分⼦或OH⾃由基 (radical),具強氧化能⼒。電⼦在氧的存在時⽣成雙氧⽔H2O2或超氧分⼦(super oxygen, O2-),也具有很強的氧化能⼒TiO2產⽣的強氧化能⼒,可⽤於分解具毒性的有機物質,將環境中污染物的去除淨化。

光催化反應 (註3)

Illumina<on : TiO2 + hv → h+ + eOxygen

: 2 H2O + 4 h+ → O2 + 4 H+

Peroxide : O2 + 2 H+ + 2 e- → H2O2

Superoxide : O2 + e- → O2-

Radical : H2O + h+ → OH• + H+

        特性⼆為使⽤陰離⼦材質,陰離⼦界⾯活性劑具有對稱性之分⼦結構,頭端為親⽔基帶有負電性,尾端為厭⽔基不帶電,當其濃度超過臨界微胞濃度(cmc)時,其單體將聚合成巨⼤聚合物-微胞(micelle),⽽微胞表⾯係由負電之親⽔基組成,本產品即利⽤微胞之此種特性,進⾏⾦屬離⼦吸附。

        特性三為吸附材質,吸附(adsorp<on)是利⽤吸附劑(Adsorbent)的吸附容量將溶液中之吸附質(Adsorbate)結合於吸附劑表⾯的現象。吸附作⽤可以區分為物理性吸附(Physical Adsorp<on)及化學性吸附(Chemical Adsorp<on)。本產品是利⽤物理性吸附,去除⽔中有害物質。

3. 柔和⽔感與負離⼦

        Aroma Sense 蓮蓬頭透過微纖維棉片, 可在灑⽔盤出⽔前均勻分配⽔壓,並搭配流體⼒學⼯程研究設計 的⽔孔排列,透過專利三⾓形出⽔孔創造出細⼩⽔珠,以達到讓肌膚感受到豐沛且柔和的⽔感。這樣的出⽔ 設計更可有效運⽤萊納德效應(Lenard effect)(註4),產⽣負離⼦。

        離⼦是帶有電荷的原⼦、原⼦團或分⼦,是極⼩的微粒。離⼦有兩種,帶正電的稱為正離⼦,帶負電的 則是負離⼦。以⽔(H2O)為例:氫(H)原⼦是⼀個帶正電質⼦的核與⼀個帶負電的電⼦環繞所組成,當提 供能量⽽使電⼦離開原能量軌域時,氫原⼦將成為帶正電的狀態,這就是離⼦化的氫(H+)。對氧(O2)⽽ ⾔,單⼀氧原⼦核中有8個帶正電的質⼦,周圍有8個電⼦圍繞(1S22S22P4),2個在內層(1S2),6個在外層 (2S22P4),但外層能階可容納8個電⼦,尚有2個空位,因此容易從他處奪取電⼦,此過程也稱為「氧化」。 Aroma Sense 蓮蓬頭平均每1 cc 的出⽔量帶來421000個負離⼦(註2),近乎⼤⾃然瀑布旁的空間濃度含量, 為淋浴環境創造清淨空氣。

        亟欲獲取電⼦的氧原⼦與擁有1個電⼦的氫原⼦,很容易結合成⽔分⼦。如果利⽤外來能量把⽔分解,就 會使它變成⼀個帶正電的氫離⼦,及⼀個帶負電的氫氧離⼦(OH-)。但在⾃然環境中,氫氧離⼦是以附著 於⽔(H2O + OH-→ H3O2-)的負離⼦⽅式存在。由於⽔分⼦是⾃然環境中最容易離⼦化的分⼦之⼀,因此當 我們稱環境中有較多負離⼦的狀態時,指的就是負離⼦化的⽔分⼦含量⼗分豐富的狀態。含有較多負離⼦化 ⽔分⼦的空氣,⼀般認為會讓⽣物體感到舒適愉快,在⽇本就稱正離⼦是「疲勞離⼦」,⽽稱負離⼦為「舒 適離⼦」、「元氣離⼦」或「空氣中的維他命」。(註6)

4. 省⽔加壓(註2)

        Aroma Sense 蓮蓬頭 透過研究所設計出之 ⼩ 出⽔孔洞 特殊 排列⽅式 具 省⽔加壓效果。根據 流量的計算 公式: 流量 = 流速 * 截⾯積 (這裡可將流量看作 ⽤⽔量,流速當作我們⾝體所感受到的⽔壓感,截⾯積則 是出⽔孔⼤⼩) , 這邊可以看出 流量與 流速&截⾯積是成正比的關係(這邊給⼀個例⼦:假設原先家裡的蓮蓬 頭是 100 = 10 * 10,Aroma Sense 蓮蓬頭可能可以做到 60= 20*3 )意思是省⽔ 40%,但體感⽔量得以增加。