[分享]最安全飲水處理篇 - RO逆滲透機

在飲水處理前篇 - 水質TDS檢測筆一文中已簡單介紹簡易的水質鑑定方式，也簡略提及選用RO逆滲透做飲水處理的概念，雖說RO逆滲透機本身有一些缺點，但不可否認RO逆滲透水處理是目前市面上最安全有保障的水處理方式，基於這個初衷，本篇將對整個RO系統進一步說明，並針對其中一部份缺點：複雜、昂貴做各主要部件原理分解，其實RO水處理不是什麼複雜的高科技，只是商品化加上長期演進，演變成目前市售套件很龐大複雜，了解RO系統也是可以很簡單、如同積木般自行DIY組裝維護的家用品。

一般市售RO逆滲透機基本5道過濾起跳，總讓人覺得複雜加上5道濾芯各有更換週期，若未能自行檢測過濾水質，依照廠商最安全的週期做更換，那5道濾芯按時換下來，也是不小的開銷，這也是RO機很常被拿來攻擊的缺點之一，加上市面上濾芯品質、售價紊亂，什麼NSF認證、台製、美國原廠…等一堆術語，常常讓人不得把便宜肯定沒好貨擺在前頭，尤其會採用RO水處理的用戶是對水質比較要求的族群，很容易…

其實基礎的RO逆滲透很簡單，1個加壓馬達、1個RO膜、1個容納RO膜的膜殼，膜殼上一邊有一孔為進水端，另一邊兩孔出水端，其一為RO逆滲透純水、另一為RO逆滲透濃水（廢水），廢水端通常還會接一個增進產水效率的廢水筆/沖洗閥（左圖）；再加上兩個保護開關（低壓：避免停水空轉、高壓：水滿斷電）跟電磁閥（水源開關）就足以稱作自動化的RO逆滲透處理機（右圖）。

以上真的不誇張如此就夠讓RO逆滲透系統運作，來看官方資料，RO逆滲透運作就如此單純，過濾能力包含：礦物質、細菌、重金屬、病毒…通通去除，只有水分子能夠通過RO膜產出趨近於純水的RO水，只是為了方便以及產水效率，通常要有加壓馬達（一般RO膜需50PSI的水壓）、高低壓開關（控制加壓馬達）、廢水筆（不是什麼神奇玩意，限制廢水流量，一個微調閥也能取代，讓純廢水比例降低更省水、使RO膜效率更佳），若條件許可除了RO膜與膜殼，其他通通可以省略不要。


至於什麼是條件許可？首先是水源造水壓力要夠，一般家用RO膜要求是50PSI大約是3.5kg/cm²，約十層樓高低差的水壓，這還是沒考慮造水同時有排水失壓的靜態壓力，若壓力不夠就需要加壓，加壓馬達腔壁很怕硬物造成刮痕氣密不足，就像引擎汽缸刮傷車子會沒力，所以進馬達前會先初步濾除固體硬物（左圖），至於有沒有必要這看2015年大台北濁水事件就知道台灣自來水品質；接著部份RO膜（如 polyamide）容易被氯與氯氨所侵蝕破壞，偏偏家用RO膜普遍採用這種膜為材質（反之工業用RO膜材質怕菌不怕氯，但家用要添加除菌藥劑恐怕更困難），所以進RO膜前會加一道活性碳濾芯濾除餘氯（右圖）。

至於RO膜前置為什麼普遍是三道三胞胎（左圖）？銷售手法會告訴你，活性碳難免有些碳粒、水質太硬用離子交換樹脂避免RO膜結垢、多加一道活性碳徹底除氯…等，不能完全說沒道理（但普遍是沒道理的胡亂配置，爾後有機會在探討），反正一切都是為了RO膜好，讓RO膜壽命更持久，但家家戶戶狀況都一樣嗎？何況濾芯更換週期盡然全國一致，這也太不科學太不符合"使用者"經濟效益了，餘氯測試劑很普遍，水族館就買得到，要經濟實惠化工行也有，基本上去自來水公司都能索取，RO膜前水定期測量是不是比較合理？個人推測會演變成三道，恐怕是受歷史更悠久的三胞胎淨水器（右圖）影響，畢竟三胞胎升級RO膜空間配置合理，且三胞胎生飲水（第三道陶瓷或中空絲膜濾芯）無法避免水垢，升級RO膜又需要另外的膜殼，拿掉原先第三道寬度不好配置，恐也有爽度降低的疑慮。

在繼續講RO膜後裝置前，有個問題還是要加以探討一下，更換頻率、濾芯品質這些攸關荷包的問題。
更換頻率：第一道基本上是看髒了就換，大多數第一道濾除懸浮固體微粒的濾芯膜殼是透明的設計，之後不透明的部份按照餘氯測試結果更換最準確，懶得測量按照廠商建議每月、每季更換也可以就參考廠商建議更換時間斟酌，通常這些濾芯都是能符合自來水質要由設計，且抓了很大的安全量。
濾芯品質：這永遠是見仁見智的問題，有認證應該有些保障，但回歸原點來看，RO膜的能力是連輻射物質都能濾除的，都達純水標準了，前面用哪些東西似乎也不需要太過在意不是？既然都是為了RO膜的壽命增設的，高品質撐得久就看您採不採信了。

接著到了RO膜之後，理論上就是純水了，為什麼還有其他裝置？首先會遇到的就是壓力桶（左圖），這跟RO膜效益設計有關，一般家用最普遍的RO膜規格是50G，也就是水壓50PSI情況下，每日造水量50加侖，怎樣一個概念：50加侖 = 50 * 3.78541178 = 189.270589 公升，一天189公升非常足以供應一個家庭所有成員日常飲水了，但是一天24小時有1440分鐘，換算下來每分鐘造水131㏄，站在飲水機前一分鐘裝了差不多一瓶小罐養樂多的水量，相信絕大多數人都會翻臉，因此有了壓力桶這個裝置，這個裝置可想成是一個氣球包著外桶，靠壓力差來儲水跟洩水，目的就是預先造水當使用時能快速供水，當然用一般容器也能代替儲水功能，但須注意密閉以及純水遭污染生菌問題，市面上也有開放式常壓儲水桶搭配紫外線殺菌燈的產品，至於要更大造水量的RO膜也是有的，但售價可就不太親民了。 ※壓力桶原理以及維護可參考：[DIY] RO逆滲透飲水處理-儲水壓力桶原理與維修護
再來就是RO後置過濾（右圖），這其實就是完全Fu的問題，畢竟RO膜出來的水幾近純水，之後濾芯除非設置晶圓級、核子級的絕對純水樹脂讓TDS降更低，其餘的濾芯恐怕只會讓TDS升高，這就關忽許多恐嚇性傳聞了（註），反正就是做後續的精緻處理，像是鹼性水好就加個竹炭、礦物質好就加個麥飯石、家境好加個珍珠來個珍珠鈣離子水、練氣功放個五行水晶做能量水…，對於廠商而言就是見招拆招，多賣多賺多多益善，對於使用者而言，口感也就是感覺信不信由你了。

註：最大RO膜製造廠陶式的使用手冊有提到，逆滲透膜無法過濾在水中的溶解的二氧化碳（二氧化碳會發生逆反應，水解為碳酸根離子與碳酸氫根離子），其實只要煮過就可去除水中氣體，恢復純水為中性，但暴露於空氣中長時間又會融入二氧化碳變回酸性，這點在其他純水中也有相同的狀況，並非RO水就是酸性水，除了煮沸還能經過後續精緻處理達成去酸目的，但又有人提出飲用碳酸水對人體有益，否則氣泡水怎賣得這麼貴？

針對RO後置過濾、精緻處理慎重提醒，不同於前置過濾有RO膜把關不需太計較，後置過濾所產生的任何物質都會直接下肚，所以任何濾殼管件都是老的好，畢竟濾殼絕大多數都是塑膠材質，勤於更新會不會變成魯夫很難說，也建議用填充式濾殼自行裝填有信心有把握的濾材，填充過程務必注意徹底除菌，否則莫忘初衷（喝乾淨水還是喝補身水）別裝了吧！

水處理的設備發展至今以相當成熟，各種設備設計經過長時間演化，都達到了相當實用且合理的程度，通用款的各式接頭、管件、濾瓶、填充濾芯…都很常見，花點心思了解一下，DIY 帶來的快樂與爽感無價！更可能激發出不同領域的應用，最顯而易見的就是節省相當大的耗材花費，畢竟單濾材與成品濾芯就有不小的價差，了解哪些部件是必須更換與可以回收再利用，不論是對荷包或環境有都是有正面助益的，最後秀一張個人發展了10年左右的RO機照片（主體現為ADD 400系列，原機可參考本文第一張圖，壓力桶改儲水桶+臭氧、增加入、膜前壓力錶、改後置N道…）