用压力恢复曲线筛查家用反渗透储水罐的隐性废水故障

1 · 创新命题

中 面向已经安装家用反渗透系统的住户，用短时夹装压力/流量记录器读取关龙头后的储罐恢复曲线，筛查预充气不足、 止回阀泄漏或自动截止阀不停机导致的高废水比，把“按时换滤芯”的盲维护改为按故障证据检修。 EN A temporary pressure-recovery test for installed home RO systems that flags tank precharge, check-valve or auto-shutoff faults causing excessive reject water—maintenance by evidence, not calendar.

2 · 背景与空白

家用 RO 的产水/浓水比受膜、温度、进水压力和回收率影响；Aquasana、APEC、Pentair 等产品已有自动截止阀，智能 RO 机也可显示状态（具体能力需核实）。网络教程常让用户凭水流声判断不停机，但缺少统一、可重复的恢复曲线。 空白在：不改膜、不声称提高分离效率，而是对存量设备做短时故障筛查，量化三类故障是否可分及温压混淆边界。 这与已饱和 AquaMOF/Soaring Seeds 完全不同；课题只处理自来水台架，不培养或检测病原体。

3 · 可检验假设

H1 在至少两种 RO 构型、三档进水压力与两档温度下，恢复曲线规则对三类人为故障的宏平均召回 ≥ 0.80，正常 误报 ≤ 0.10，并能识别废水比相对同温压正常基线增加 ≥ 50% 的状态。H2（采纳）一次测试 ≤ 15 分钟且无需拆膜壳； 英文原句：A fifteen-minute recovery trace identifies when an installed RO unit wastes water because a control component—not the membrane—is failing.

4 · 量化验收标准

1. 【方法学校验 · 硬门槛】 用自建流量/压力链复现 ≥ 20 个量筒体积和机械压力表标定值， 体积偏差 ≤ 5%、压力偏差 ≤ 2% 满量程。此条不过，后续全部结论无效。
2. ≥ 2 构型 ×3 压力 ×2 温度 ×4 状态，每工况 ≥ 5 次；故障由可逆阀设置/预充气设置产生。
3. 按设备划分测试防设备指纹泄漏；多分类报每类召回、精确率、宏平均 PR-AUC，不报单一 accuracy。
4. 废水比报中位数/IQR；同温压配对，不把低温正常浓水增加误标为故障。
5. **最容易犯的致命错误：只量产水、不量浓水，又宣称节水。**两路体积必须同时称重且质量平衡偏差 ≤ 5%。
6. 饮用前必须按厂商程序冲洗/消毒；测试水不得供人饮用。

5 · 数据与工具

用途	来源 / 工具
台架	二手/捐赠 RO ≥ 2 型、储压罐、减压阀、两路称重桶；卫生隔离
传感	认证压力表 + 低压传感器、两路流量计；型号和价格需核实
基线	APEC/Aquasana/Pentair 服务手册与公开恢复/截止说明——仅用于校验与对比，不计入数据贡献
分析	可解释的曲线特征/决策树；学生须白板解释，不用黑箱诊断

能力边界：不同膜的正常废水比不同，本工具必须先建同机基线，不能跨品牌给统一健康阈值。 商业路径定位为维修人员的诊断夹具而非消费者持续监控器，并比较厂商手册排查、凭水流声判断和恢复曲线三种流程的时间与误诊。滤芯更换、消毒与上门人工都纳入成本；没有公开价格就标“需核实”，不以减少浓水暗示改善出水健康。 维修后的恢复曲线须再次测量，形成闭环证据。

6 · 赛季执行路径

1. 第 1–2 周：搭两路称重与压力链，完成硬校验；第 3 周建同温压正常基线。
2. 第 4–6 周：安全、可逆地设置三类故障，盲化采集；第 7 周按设备留一评估。
3. 第 8 周：温度/压力敏感性与质量守恒；第 9 周请持证水管工评审故障设置。
4. 第 10 周做 10 人流程可用性；第 11–12 周完成卫生、BOM、维修边界与简述。

7 · 新颖性边界

不声称新膜、新净化机制或饮用水安全，也不声称替代持证维修。已有工作：APEC/Aquasana/Pentair 有 RO 与 服务流程，自动截止阀和储压罐成熟；2026 AquaMOF 是材料净化，Soaring Seeds 是高原反冲洗。 本项目贡献是存量 RO 的短时恢复曲线诊断数据和同温压废水真值。护城河类型：存量改造（C）+ 极端具体（G）； 跨品牌故障曲线库可积累，但需承认品牌差异会削弱泛化。

8 · go/no-go

第 3 周末：若两台正常机恢复曲线跨日变异系数 > 20%，降级为具名 “同机前后配对维修验证”，不做跨机分类。 第 6 周末：若三故障宏平均 PR-AUC < 0.70，降级为只筛查 自动截止阀不停机这一最直接故障；主结论仍是短时 证据减少存量 RO 废水。若无法安全设置故障，则只比较厂商服务步骤的可重复性，停止产品化主张。