brita濾水壺的過濾原理(濾芯的成分及作用) ?
看到這個問題，我專門寫了篇文章。直接粘過來給大家看。－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
寫這篇回答的原因：
1、brita中國的客服都不太清楚這個水壺的技術和效果。
2、brita中國官網給出的信息都是八股文式的概念，比較虛。
3、知乎上的brita水帖太多，有誤導消費者的傾向。
寫這篇回答的態度：
1、根據我掌握的知識客觀分析。
2、希望調動起消費者對產品的知情權意識。
一年前，第一次有朋友問我，能不能做Brita水壺的代購生意？當時的德國代購圈還在火wmf，愛他美，萬寶龍，我給他的答案是，商機很有。果不其然，他代了一年，隨著愛他美進入國內各個渠道，他的主業幾乎都轉到了Brita濾水壺。
代了一年，代購兄對Brita濾水壺的概念是便宜，方便，德國製造，唯一的技術概念是3分鐘可以濾2L水，一個濾芯可以濾150L水，每天只需要1塊錢（他洋洋得意的廣告語～～）。其餘無。
至於大知乎上，大家關注的過濾原理，濾芯成分，過濾了水是否可以直飲，TDS問題，PH值問題，他都是無解。我挺恐慌的，買東西的在問，賣東西的在躲。然後一堆就是，孕婦推薦，媽媽推薦，朋友推薦，專家推薦，推薦的理由千篇一律的一致：這玩意兒好用，濾出的水好喝，做飯香，咖啡和茶滋味都很淳。。。推薦里總有個關鍵詞：我感覺，覺得，水質怎樣不知道。。。
我想說的是，喝進肚子的水啊，你們這麼糊塗，對自己也太狠了吧。附一篇被廣泛轉載的博客推薦帖。。。
－－－－－－－－－因為是客觀分析，不至於黑我代購兄，他也想知道答案－－－－－－－－
言歸正傳，開始解析這款神器。（註：以Brita市場上流通的型號用的過濾技術最高級別MaxtraII進行分析。）
打開Brita中文官網，Banner是一個宣傳片，老外一家三口，用濾壺濾好水，用透明玻璃杯飲水，大家都很幸福。旁白的文字上寫的是「來自德國的濾水專家Brita，改善自來水質，有效減少氯氣，水垢和重金屬。「 群眾推薦里說的也是這三件事：眼睛上看到垢沒了，鼻子和嘴巴感覺味道沒了心理上覺得水裡的重金屬被去掉了。
那我們一個個分析。第一個分析「水垢」。
水垢是什麼？知乎的回答里，有人叫做水鹼，有人說硬水都有垢，有人說鈣鎂離子高，有個推薦Brita的朋友說的是水裡白白的東西不見了（說話方式好可愛！）。。。回答這個問題，要從水的硬度說起。
水的硬度一般稱之為總硬度，是暫時性硬度和永久性硬度的總和。水的硬度不是由單一物質形成的，而是由各種可溶性多價金屬離子形成的，主要是鈣、鎂離子，雖然其他離子如鋇、鐵、錳、鍶和鋅也起一定作用，通常以每升水含多少碳酸鈣計。鈣離子的味闕值為100-300mg/L（重要數據，下面要提！），取決於與它結合的陰離子。
暫時性硬度又稱碳酸鹽濃度。主要由鈣、鎂的重碳酸鹽和碳酸鹽形成，經加熱煮沸可以沉澱除去，所以又稱暫時性硬度。永久性硬度，又稱非碳酸鹽濃度，主要由鈣、鎂的硫酸鹽或氯化物所形成，經加熱煮沸不能去除，所以又稱永久性硬度。
水煮沸後，產生的沉澱物就是水垢，一般呈白色粉狀或塊狀，主要成分是重碳酸鈣，重碳酸鎂，硫酸鈣，硫酸鎂。水垢會影響熱水壺、熱水器的使用壽命，人體對水的硬度其實是有一定的適應性的，可耐受水的硬度超過500mg/L，所以WHO沒有提出飲用水中硬度的基於健康的準則值。但是，突然改用高硬度的水，可能引起胃腸功能暫時性紊亂，例如，你剛從中國去德國（一會兒分析別急！）。
上述文字讀起來比較累。我翻譯一下。
1、水燒開後，暫時性硬度（鈣含量＋鎂含量）會結垢。
2、總硬度（以CaCO3計）＝（鈣mg/Lx2.5）＋（鎂mg/Lx4.1）
3、水垢會影響生活質量，會影響家用電器的使用壽命（馬桶不是電器，但也受影響）。
據Brita官網了解到，Brita企業成立於1966年。這個時期的德國屬於「經濟奇蹟」時期，環境污染是比較嚴重的，水、空氣質量都很糟糕。90年代，德國制定了新的飲用水水質標準。
我們先看德國飲用水標準（BGBI.I,S.2613,1990），我把這個標準與中國現行飲用水標準G5749-2006進行了對比。（各國制定飲用水標準的原則是遵循WHO《飲用水質準則》並根據各國國情進行整理。標準會隨著國情需要進行修改發布。）對比結果如下：
中國對總硬度的規定源於中國的國情，中國飲用水的硬度一般都不超過425mg/L(見《安全飲用水與科學飲水》第43頁)。上表同時也說明一個問題，中國自來水標準規定是很嚴格的。那中國到底需不需要凈化設備呢？（最後我會講的，你慢慢看。）
德國山多水硬，以總硬度為1205mg/L為上限，既與當時的國情相關，也與地質結構有關（不贅述了），維基百科上有一段說明是，德國在上世紀90年代普遍使用鉛管，導致出水鉛元素超標，鉛管上有一層碳酸鈣，反而是保護飲用水中的鉛離子安全。（這部分沒有繼續調研，但是查了一下，德國水中鉛污染事件較多，花了十五年進行改造這一點來看，還是有理的。）
Brita成立時，德國水質硬到什麼程度了。在這裡，因為還沒有分析Brita的過濾技術，我只能先假設一下，假設Brita濾水壺通過化學方式（傳統方式就是加熱）降低了水中的暫時性硬度，那它的貢獻不是去水垢，是提升了水的口感！（Brita的mkt，這裡你應該謝謝我！）
其實，鈣鎂離子高，最最重要的不是水垢，是硬水不好喝！
日本現行國家飲用水標準（1993）對水的味作出明確規定，最重要的兩項指標就是硬度和TDS（蒸發殘渣），硬度在10-100mg/L間，水才會好喝。因此，軟水不結垢是其次，好喝是關鍵。
下圖截自日本飲用水標準：
現在開始分析Brita除鈣鎂離子的能力。通過Brita的各項宣傳物料來看，他們並沒打算把水壺對鈣鎂離子過濾效率告訴消費者。
Brita官網有這樣兩句話：
1、有效減少水垢和重金屬。
2、適當保留有益礦物質如鈣、鉀、鎂。
這兩句話兩個意思。Brita認為可以去掉水裡的暫時硬度（鈣離子＋鎂離子）。那又是怎樣保留鈣和鎂離子的呢？
我又去官網查了一下，Brita過濾材料的相關信息。從上圖不難看出，Brita的濾芯第三層是一個離子交換樹脂。這個技術廣泛應用在軟水機上。Brita是通過這個方式「降低碳酸鹽硬度」。
我得到的答案是， Brita濾水壺可以過濾部分鈣鎂離子，而不是它在常見問題里回答的那樣「可以去掉水裡的暫時性硬度。」 但是，到底可以過濾多少呢？過濾效率如何？除了鈣鎂離子，怎樣置換你宣傳的鉛等重金屬離子呢？Brita應該給出數據。
我大概算了一下，按一個濾芯用4個星期150L水（官方數據）計算，中國飲用水水質硬度按最高參數450mg/L，如果Brita宣布其可以把中國飲用水的鈣鎂離子改善到100mg/L(日本口感指標上限)，那每個濾芯要置換 52500mg鈣鎂離子，相當於52.5g鈣鎂離子。（能不能做到這一點，要看Brita給出的參數，可惜它沒給。
很多知友關注Brita的過濾技術， 我也去調研了一番。Brita應用的離子交換技術其實是很普遍跟成熟的，可人家就是不說是陰離子交換，還是陽離子交換。我只看到有個疑似Brita工作人員寫的是，無鈉離子交換器。到底是什麼？
Brita：我的心思你別猜，你別猜，你再猜也猜不明白。。。（看你能任性多久，小樣兒！還我知情權！）
話說，「此成分組合是最適合處理自來水飲用的」這個結論哪兒來的。Brita，換了你的中國市場經理吧。
－－－－－－－－－－－－－要不要分割線？來一個吧－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
我開始扒拉重金屬離子啦。無論是京東旗艦店還是天貓旗艦店， 這個是Brita的核心宣傳點啊。在說這個事情之前，我先普及一下過濾膜。（以後你們買任何凈水器都用得上，別謝我，我叫雷鋒。）
從上圖不難看出，如果水中金屬離子超標，用過濾膜技術的話，只有反滲透（RO）膜可以實現。這裡多說一句，國內純凈水廠幾乎都是以RO為核心過濾方式，家庭凈水設備也有使用RO膜的，小米新出來的那款凈水設備也是，還配了tds檢測棒（我找時間詳細說說，小米在這件事上太tmd不要臉。），RO膜過濾的水一般我們成為純水。國外也叫demineralized water。中國的純水由於受標準影響，電導率不超過10，幾乎不含微量元素和礦物質。純凈水能不能長期大量喝？有什麼好處，有什麼壞處？我下一篇文章認真扒拉。
查了Brita德國官網，明確表示其第一層濾膜是MicroporeFilter（微濾膜），具體孔徑沒有透露，京東上有一張過濾技術圖。
上面那張膜徑表表明，微濾膜一般孔徑為0.1um，可以攔截原生動物、細菌和部分病毒以及其他直徑超過0.1um的雜質。
微濾對重金屬離子無效。
Brita的第二層濾芯是活性炭。官網上明確表示，是椰殼活性炭。活性炭技術普遍應用於凈水技術，非常成熟，效果比較好。但是，活性炭過濾要求接觸時間越長，效果越好。我通過Brita濾芯的大小計算了一下過濾時間，並不理想。（下文有。）
余氯是什麼鬼？大家看起來都很懂，但實際對它的認知不太清晰。
果殼網上有一篇寫余氯的文章，我直接粘個地址來，大家學習一下，寫的比較客觀。需要擔心自來水中的氯嗎？。這麼多年，無論是WHO，還是美國，大家都在努力地想辦法，既在源水處理期間保證消毒殺毒效果，又要保證出水口的消毒副產物不超標。消毒副產物之所以這麼牽動大家的心，主要是因為消毒副產物一般都是致癌的。
但，我還是建議大家客觀地看待這個問題。源水裡規定的106項指標，致癌物超過一半。大家不用一聽到致癌物就恐慌，但是也要加強自己對水中有害物質的認識，特別是買瓶裝水喝的朋友，要跟商家索取水質檢測報告，瓶子上寫的那些不具參考意義。
WHO《飲用水水質準則》上有一段話，我抄下來給大家看看「水處理過程中化學消毒劑的使用常常導致化學副產物的產生。但是，與消毒不充分可能引起的風險相比，這些副產物帶來的健康風險是很小的。重要的是，不能為了控制消毒副產物而心生消毒效果。」
囑咐：活性炭吸附後不要把水存在壺裡，余氯沒了，活性炭就是細菌的暖床。
最後，我上一個Brita濾芯的圖，並公布一下我的計算結果，給大家參考。
代購兄和官方客服對濾水量給出的數據是一致的，那就是平均3分鐘會出2L水，當我提出這是初始效率還是平均效率時，兩人都不知道（一萬頭草泥馬跑過。。。）。我姑且先按最高效率來計算。
濾芯的橫切面積為10cmx6cm＝60cm2
濾水量為每3min2L水＝2L/0.05h
水在濾芯中的流速為：2L/0.05hx1000?60cm2=666.7cm/h
水與濾芯的接觸時間為：8cm?666.7cm/h＝0.0119h＝0.7分鐘
當水流在濾筒中流速快，水與濾芯的接觸時間短，吸附和置換效果就會差。Brita雖然使用了多層濾芯，（由於沒有給出具體的數據無法分析），我判斷，過濾效果並不好，而且我還沒有計算活性炭吸附的效率的衰減等因素。
綜上所述：
1、Brita濾水壺對於通過離子置換鈣鎂離子，對飲用水口感會有改善。請燒開了喝，在你不知情的情況下不要冒險。
2、Brita濾水壺出水水質找不到任何證據證明是適合嬰幼兒飲用的（嬰幼兒飲用水我單獨回答。），因此請孕婦和准媽媽慎重。
3、Brita使用活性炭，對水中余氯有吸附作用，不知道參數，因此不知道吸附效率。
4、Brita濾芯要吸附雜質，軟化水和置換重金屬離子，通過綜合考量，過濾效果不會理想，椰殼活性炭量實在是太小了，整個濾芯才一咩咩大。。。另外，未提及微生物和細菌。反而提供了細菌的暖床－活性炭（減分）。
建議：
1、濾水壺可以臨時解急。但是請君不要貪便宜，認真去了解它和你的需求是不是匹配的。
2、家庭使用凈水設備，還是安裝中央凈水機，因為洗澡用水也很重要，會通過皮膚和鼻腔吸入有害物質。
3、在中國選擇飲用水，建議選擇瓶裝水，但是不同人對瓶裝水要求不一樣（需要八一八自來水，天然水，礦物質水，純凈水和天然礦泉水）。
4、感興趣的朋友可以關注公眾號（最後一滴水），我會一直幫大家做普及工作，做到大家在不恐慌的情況，管理好一家人喝水。
（看了一天德語，眼睛好慌，謝謝維基百科和百度翻譯。）
根據Brita網站資料和維基百科，可知，過濾原理：
1）活性炭顆粒；（去異味、余氯）2）離子交換樹脂；（去除鈣，銅、汞等部分重金屬）有個疑問，在下面這張圖片里，水壺濾芯是不能過濾鉛的，但是CN版說明書里提到「減少水中的鉛、銅等重金屬物質」。這就矛盾了。我的理解是，重金屬成分形態複雜，樹脂只能除去部分離子態的重金屬。
使用手冊里，提到過濾的水必須是用於飲用的市政自來水，過濾後是否煮沸同市政自來水的要求一致。
國內賣得多的是水壺裝：
參考：
維基百科：http://en.wikipedia.org/wiki/Brita官網：When How to Change Water Filters CartridgesCN版說明書：http://www.brita.cn/medias/sys_brita/8488910779955552.pdf＊＊＊＊＊
針對有朋友補充活性炭去除鉛，下面討論下。活性炭對鉛離子確實有一定的吸附作用，但是需要在一定的pH值、初始濃度、吸附時間等條件。一般在溶液偏酸性條件下，吸附效果較好。由於國內版本濾芯容量小，有效吸附時間很短。《生活飲用水衛生標準 》(GB5749-2006）中鉛的限值0.01mg/L，在這個濃度下活性炭的吸附效果如何呢？參考一個針對活性炭處理飲用水中重金屬的研究，其結論是對鉛去除率&<5%。如下圖：
其中，對汞去除率100%。
至於樹脂對鉛離子的吸附作用，從離子交換樹脂的交換原理來說，這個毋庸置疑。
總之，Brita官網沒有把鉛列為去除清單里，也許就是上述原因吧。當然，對於國內說明書說可以「減少」，也不能說錯，畢竟不是完全沒有效果嘛。
希望有條件的人士，能實際做下試驗，那就更明了了。1感謝桉樹，以及其他朋友的回答，正準備二胎，看樣子還是準備瓶裝水好了。另外，剪開了德國代購和天貓旗艦店的濾芯，大家看看區別，如下
同問，希望有大卡司能看到此問題
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