Difference between revisions of "陶罐过滤器"
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Revision as of 02:52, 14 October 2017
陶罐过滤器是由多孔陶瓷材料的花盆形陶罐组成。倒入陶罐过滤器的水通过陶罐材料渗透，并收集于第二个容器中。
陶瓷过滤器有各种不同的种类：有的完全是由陶瓷制成，例如Potters for Peace过滤器；有些过滤器则是有陶罐悬挂在塑料容器中，如Filter Pure（Agua Pure）。通常，陶瓷过滤器会添加银胶涂层。一些陶罐过滤器还含有粘土混合物中的活性炭，用于改善气味、味道和颜色。
用本土生产的陶瓷过滤水，这已有数百年了。如今，有150,000个过滤器被应用于中美洲、亚洲和非洲。
汇款到欧洲合作社(CARE)、联合国儿童基金会（UNICEF）、红十字（Red Cross）等都使用过滤器。
在尼加拉瓜，危地马拉和柬埔寨，这种过滤器的生产是一种商业活动，其他六个国家也在开始生产。
适用条件
陶罐过滤器每批可以过滤8升水，每天能够过滤20-30升。
| 优点 | 缺点 |
|---|---|
| - 过滤器体积小巧轻便 - 去除大多数病原体和悬浮物 |
- 低流速（1-3升/小时） - 建造脆弱，容易破碎，让原水流过检测不到的裂缝 |
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建造、操作和维护
陶罐过滤器的直径、深度通常约为30cm×25cm，容积为8升。现在制造的陶瓷过滤器有平底型和圆底型两种。陶罐通常处在或悬挂于更大的，且底部装有水龙头的塑料或陶瓷容器（20-30升）的上方。将盖子放置在过滤器的顶部以防止污染。
陶罐通常由当地的粘土和含有木屑，稻壳或咖啡壳等可燃材料混合制成。将粘土和可燃材料通过细网筛过，然后与水混合，直至形成均匀的混合物。使用模具将混合物压制成形。当陶罐在窑内烧造时，可燃材料燃烧，留下能让水流过的网状细孔。
胶体银有时会被添加到烧造好的陶瓷罐中，或者在烧制之前加入到粘土混合物中。胶体银是一种抗菌剂，它：
- 让细菌和真菌用于氧代谢的酶失效，从而使他们窒息。
- 用电荷破坏病原体，使其内部原生质体瓦解。
- 使病原体无法繁殖。
- 在卵子阶段杀死寄生虫。
通过生物和物理混合的处理方法，将病原体和悬浮物质从水中除去。
对粘土混合物中使用的可燃材料的尺寸进行质量管理，确保过滤器的孔径足够小，以防止污染物通过过滤器。胶体银的工作原理是分解病原体的细胞膜，使其死亡。
操作
将污染的水倒入陶罐中。水慢慢通过孔并收集在底部容器中。将处理过的水储存在容器中直至有需要才转移，以防止其再次污染。用户需要水时，简单地打开容器底部的水龙头即可。
对于浊度大于50NTU的水，应先用布过滤或沉淀，再使用陶罐过滤器。
预计流速为1-3升/小时。陶盆装满水时，流速最大。它随着过滤器孔隙中污染物的使用和积累而下降。
制造
过滤器在本地生产是普遍的，更可取的。制造需要一个质量控制过程，用于确保过滤器的有效性。底部容器，盖子和水龙头通常可以在当地购买。
所需的材料和设施有：
- 粘土
- 可燃材料（如木屑，稻壳，咖啡壳）
- 胶体银（任选）
- 盖子
- 20-30升带有水龙头的陶瓷或塑料容器
- 一个陶瓷工厂需要至少100平方米的建筑面积
- 15-20吨液压机（可在本地制造）
- 过滤模具（可在本地制造）
- 用于粘土和可燃材料的搅拌器（可在当地制造）
- 锤式粉碎机（可在当地制造）
- 窑内体积至少为1立方米（可在当地制造）
- 支架
- 工作台
- 杂项工具（如传统陶器工具）
需要对收集粘土，制作陶瓷制品，半工业或批量生产有经验的专业陶匠。也需要助手，最好是陶工。制造的技能和质量控制至关重要，以此来确保得到最佳的孔径大小、流速和有效性。
在窑炉内工作和使用机器都有潜在危险，应该采取足够的安全预防措施。
处理效果
如果建造和操作得当，陶罐过滤器可以非常有效地过滤得到优质的水。有银涂层的陶罐过滤器已不断试验来去除99-100％的细菌和寄生虫的。这些过滤器还除去了水中的悬浮沉积物，包括吸附到颗粒上的任何有机化合物。
| Bacteria | Viruses | Protozoa | Helminths | Turbidity | Iron | {{{extra_Field}}} | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Laboratory | >98-100 % 12 | 19-99% 1 34 | 达到 100% 5 | 达到 100% 5 | 83-99% 16 | 无 | - |
| Field | 88 - >95.1% 27 | 无 | 达到 100% 5 | 达到 100% 5 | <5 NTU 2 | >90% 6 | - |
上述表格中给出的处理效果是过滤器使用了胶体银。处理效果也受孔径大小和建造质量的影响。过滤后，水的味道，气味和颜色都大致上得到改善。
维护
建议每1-2年更换一次过滤陶盆。这在某种程度上是为了防止可能出现，又看不见的细裂纹。任何裂缝都会降低效果，因为水可以通过裂纹流出，而不通过陶孔过滤。
陶罐过滤器中没有任何移动或机械部件导致破裂。细小裂缝出现，肉眼看不到，但这些裂缝却能让病原体通过过滤器。过滤器运输不当，可能会导致破裂和/或损伤。底部容器的塑料水龙头可能会破裂，金属水龙头可使用时间较长，但会增加成本。
需要为更换过滤器和水龙头提供供应链和市场。维护需要一个质量控制过程来确保过滤器的有效性。在清洁过程中可能会受到再次污染， 应注意使用干净的水，不要用脏手触摸陶瓷，也不要将过滤器放在表面肮脏的地方。
过滤器反复使用会导致陶瓷中的孔隙通道被碎屑堵塞。因此，通过过滤器的水流速就会变慢。
当流速降低时，可以轻轻擦洗过滤器表面进行清洁。一些制造商建议每三个月煮沸一次过滤器以确保有效性。一些制造商建议不要使用肥皂和氯来清洁过滤器。底部容器、水龙头和盖子应定期清洁。
预计使用寿命
过滤器元件和容器的寿命预计长达5年。但通常可持续1-2年，直到需要更换部分物件（耗尽/破碎的过滤元件，破裂的塑料水龙头或塑料桶）。当任何可见孔能让病原体进入时，必须进行更换。
供应商
Potters for Peace免费提供机器和窑炉设计。
成本
| Captial Cost | Operation Cost | Replacement Cost | Estimated 5 years Cost | Cost/liter treated |
|---|---|---|---|---|
| US$ 10-25 | US$ 0 | US$ 4 | US$ 18-31 | US$ ~0.001 |
注意：项目制定，运输和教育费用不包括在内。
介绍成本：US$15,000-30,000的项目包括：培训、机械和首批生产的500个过滤器。US$50,000-100,000的项目包括： 生产车间、培训、第一次推广和5000个过滤器。
实地经验
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 成本有效的融资手段 WASH |
操作说明、视频和链接
第1部分 |
第2部分 |
- 操作说明: Use of Ceramic Water Filters in Cambodia. 水和卫生计划（WSP）和联合国儿童基金会（UNICEF)。
- 操作说明：米歇尔·罗伯茨（Michael Roberts） CERAMIC WATER PURIFIER CAMBODIA FIELD TESTS: IDE Working Paper No. 1. Practica Foundation. October 2003.
- 操作说明： Ceramic Water Filter Handbook. 资源开发国际-柬埔寨（RDIC），2009年2月。
- 乔·布朗(Joe Brown)和马克·索比(Mark Sobsey)。 Independent Appraisal of Ceramic Water Filtration Interventions in Cambodia. 北卡罗来纳大学(UNC)公共卫生学院。2006年5月。
- 多丽丝·范·哈勒(Doris van Halem)Ceramic silver impregnated pot filters for household drinking water treatment in developing countries. 代尔夫特理工大学。Practica基金会。2006年11月。
- 德克·伽·斯图尔曼(Dirk Jaap Stuurman)的论文，理学硕士。 The Influence of Social Marketing on Adoption of Social Innovations: A Dyadic Study on Ceramic Pot Filters. Practica基金会。
- Marketing first: Getting ceramic pot filters to the target group. Aqua For All和Practica基金会。2010年5月。
- RDIC (Resource Development International, Cambodia). 陶瓷水过滤器的信息。
- Centers for Disease Control and Prevention. 一些陶瓷过滤器选择。
- Filter Pure, Inc. FilterPure 已经开发了一个计划，以可负担的水过滤、可持续企业和本地教育战略为基础。该计划旨在于全球范围内进行复制。
- Potters for Peace. 使用本地生产的陶瓷水过滤器以提供安全的饮用水。
- CeramicaTamakloe Limited. 材料供应商。
参考文献
- ↑ 1.0 1.1 1.2 Lantagne (2001)
- ↑ 2.0 2.1 2.2 Smith (2004)
- ↑ Van Halem (2006)
- ↑ Some additives to the clay may increase virus removal.
- ↑ 5.0 5.1 5.2 5.3 Not researched, however helminths and protazoa are too large to pass between the 0.6-3 μm pores. Therefore, up to 100% removal efficiency can be assumed.
- ↑ 6.0 6.1 Low (2002)
- ↑ Brown and Sobsey (2006)
鸣谢
- Brown, J. and M. Sobsey (2006) Independent Appraisal of Ceramic Water Filtration Interventions in Cambodia: Final Report, 美国北卡罗来纳大学公共卫生学院环境科学与工程系。
- Lantagne, D. (2001) Investigation of the Potters for Peace Colloidal Silver Impregnated Ceramic Filter Report 2: Field Investigations. 美国国际开发署的Alethia Environmental。同时，Report 1, 2003.
- Low, J. (2002). Appropriate Microbial Indicator Tests for Drinking Water in Developing Countries and Assessment of Ceramic Water Filters,工程硕士论文。马萨诸塞理工学院土木与环境工程系。美国马萨诸塞州，剑桥。
- Napotnik, J., Mayer, A., Lantagne, D. and K. Jellison Efficacy of Silver-Treated Ceramic Filters for Household Water Treatment.美国利哈伊大学土木与环境工程系。
- Smith, L. (2004) 陶瓷水过滤器在柬埔寨武当使用 - 运营问题和健康促进建议。递交于部分实践中，作为英国伦敦卫生和热带医学学院控制传染病科学硕士的要求。
- Van Halem, D. (2006) Ceramic silver impregnated pot filters for household drinking water treatment in developing countries. 荷兰代尔夫特理工大学，水资源系土木工程学硕士论文。
- Vinka, A. et al. (2007) Sustainable Colloidal-Silver-Impregnated Ceramic Filter for Point-of-Use Water Treatment,环境科学与技术，42卷，3,927-933页
