Difference between revisions of "除铁过滤器"

Revision as of 15:54, 30 September 2017

安装一个除铁过滤器。
照片: PCWS

铁是在地壳中自然存在的元素，会在水中留下红褐色的残留物，让水变味并且使衣物留下污渍，因此去除水中的铁是必须的。然而，我们建议检查铁是来自地质结构或是水泵部件中的铁残留物。如果源于水泵，使用非铁材质泵 （即不锈钢）可以去除铁，让水质重回饮用标准。 ¹

去除铁的方式有很多种，但一般使用过滤和生物强化方法，同时也是最可行的。有时需使用多个过滤器以得到最好的结果。例如，在慢速沙过滤器之前安装上流式粗滤器能将除铁浓度达到可接受水平，甚至达到初始浓度高达 42 毫克/升 （如乌干达）。¹

除铁过滤器（IRF）
除铁过滤器 (IRF) 是使用砂浆制造工艺制成的一个圆柱体。内部是一个塑料盆，至上而下装满了木炭，一层碎石和用于沉降作用的一层空间。介质大小不是关键，但如果颗粒过于细小（直径1毫米左右），过滤器很快便会堵塞。 首先，待处理水（在此模型中假定为从手泵喷嘴出水）流经木炭，加以曝气处理，通过管道发生沉淀通向底部空间，最后通过砾石过滤达到过滤作用。过滤后的水会砾石过滤器之上汇集起来，上升后的水能够被抽起来。

生物强化法
某些特定的细菌可以氧化并且稳定铁。这些细菌是在井下环境中自然存在的。因此，用以启动化学过程的微生物细菌会从地下水中携带至过滤器。铁氧化剂的活性成分需要曝气过程来促进其增长，从而在过滤器滤床上形成一层黏稠的橙色物质。有着滤铁作用的细菌反应也是在这个区域产生的。生物除铁的支持者认为，生物强化方法比化学反应过程效率更高。

制造、运作、维护

IRF

首次使用除铁过滤器时，应装满水且稍许溢出。从砾石排出的水质第一次为浑浊的，经数天使用后会变为澄清。用户在水龙头下放置水桶后，只需从手泵中，重力作用使水流动 流经过滤器，取代之前过滤后的水，随后溢出从水龙头流入水桶。

因无需移动部件，免除了许多麻烦。菲律宾水资源和环境卫生中心（PCWS）和其他组织已经接受培训并建造80个除铁过滤器。到目前为止，没有发生报告反映发生故障。

可能最终导致堵塞的物质是木炭。塑料盆可从除铁过滤器中拆除并使用流水清洗，人力搅动的木炭块能帮助清洗过程。

砾石偶尔也会导致堵塞。同样通过人力搅动并使用除铁过滤器循环水流能清理堵塞。将水桶放在打开的水龙头下，一勺一勺地把水倒回木炭盆。若是沉积物逐渐积累在 沉降层，可以打开一条排水通道清理沉积物。最糟糕的情况可能是滤水部件需要翻修。所有部件都需拆卸下来并清洗干净，以及清理堵塞物和修复漏水处。

生物强化法

生物沙过滤图。可以清除约95%的铁（以及其他污染物）。 图片来源：CAWST.

图 1（见下文） 概述了该过滤器的关键部件。水从手泵进入过滤器并定向流入曝气托架上。在水浸入过滤沙之前，水滴会从曝气托架上落入几毫米深的静态水中。开了槽的排水管被放置在一层薄碎石中，它会收集从0.45米高的出水口流出的过滤水。

表面面积要求

约1平方米的表面积的过滤器能产生约0.25升/秒速度的过滤水 (假定进水口和滤沙尺寸、深度标准如下)。

砂的深度和尺寸

0.15米的砂床深度能使铁的浓度从约为7 毫克/升持续降低0.3毫克／升以下。这种一致的性能是可以实现的1.18毫米有效大小的一粒沙。滤沙需要0.05米深的砾石支撑层，以确保它不会从排水管钢锯漏出。

进水口要求压载需求

为了产生可接受的水流速度0.2-0.3升／米，在不堵塞滤沙的情况下，进水口需50毫米。当过滤器堵塞情况下，尺寸要求会提高。要达到滤沙上水位50毫米需要泵50升的（假设表面积1平方米），因此3分钟抽水达到预期流量。这种延迟在很大程度上可能通过将镇流器添加到筛选器而克服。在乌干达地区的试验中，用装水的塑料袋作为压载装置。这种方法行之有效，只比直接从手泵抽水多花29%的时间，滤水填满了一个金属罐头。这种方法也可能是可以改进的，我们还需要进一步的工作，对除铁过程压载物的影响作用进行评估。

曝气处理

水流入过滤器必须含有氧气，以促进铁的氧化。需要对手泵进行检查。仅需达到约40-50%氧气饱和度，可通过曝气过程实现，在手泵喷嘴处也会自然产生，加上穿孔后的曝气板增加曝气处理。

除铁过滤器绘图 图片来源: Sean Tyrrel 博士，克兰菲尔德大学。

有关建造以及运作和维护 （如何清洁过滤器等） 更多详细信息，请参阅 临时设计、 制造和操作指南生物强化除铁过滤器器手动水泵附件。

费用

生物强化法

兴建于乌干达（大约 1997 年）的原型成本235英镑，200英镑为运输坦克的费用（费用可被降低）。主要的经常费用为雇佣维护人员。即使过滤器的费用由捐赠款项提前支付，当地社区任需支付维护人员的工资。这也说明了用户的使用意图是重要的。或许维护人员可以承担维护手泵和过滤器的双重职务。这种职务安排也取决于特点地点的供应水源方式。当系统偶尔发生更加严重的运作和维护问题时，维护人员很可能需要额外的支持。

现场经验

Project 769

Akvo RSR 项目： Life-WASH 类似于自然灾害，项目地区受到大量盐水入侵地下水和地表水严重影响，同时还有浓度过高的含铁量和砷（地下水中）。该项目将直接受益3350个家庭，提供关于安全饮用水、 卫生设施和卫生问题的解决方案。

Project 770

Akvo RSR 项目: Intervention Efforts in WASH WASH组织的干预力度该项目位于马古拉联盟下萨德基拉塔拉乡区，覆盖了14 个村庄。项目将在两年内达到22000人口覆盖率，家庭数量达到4500户。项目地点位于偏远地区，社会文明落后且缺乏WASH组织设施。该项目计划教育当地社区，建立PSF，雨水收集，TW & WATSAN。

手册、 视频、链接

左边视频是关于如何建造简单处理厂去除地下水中的铁，铁经常出现在地下水中。会使衣物沾染污渍、烹饪过程中污染食物，使水有难闻的味道。

然而，正常的浓度的含铁量是对健康无害。人们经常拒绝饮用含铁的水，从而放弃了可利用的饮用水资源。使用这个视频中所述的简单方法可以去除铁。

右边视频: 农田雨水收集净水器，联系 +919448130524，电子邮件： [email protected]。

引用

1. ↑ ^{1.0 1.1} Iron and manganese removal. 安德森，汉娜和珍妮 · 约翰逊。在乌干达 Rakai 区从地下水中去除铁：小规模实地研究。

鸣谢

• 铁去除过滤器 菲律宾中心为水和卫生设施。
• 肖恩·泰尼尔博士， 临时设计、制造和操作指南生物强化除铁过滤器的手动水泵附件。 克兰菲尔德大学

本文中文页面翻译：Sangni Liu，校对：Yiyang Sun，新南威尔士大学 笔译与口译硕士专业