陶罐过滤器

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Ceramic filter icon.png
Potters for Peace过滤器模型。

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
- 确保银涂层消毒,因此不需要进一步的消毒
- 可持续的,极少的外界资源需求。大多数发展中国家可在当地生产陶瓷
- 在制造过程中,可以使用家庭和义务劳动
- 简单、便宜
- 水的味道不错

- 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
- 吐水插头过滤器
- 清洁会去除陶瓷层; 随着时间推移,需要更换过滤器
- 质量控制难以确保
- 溶解物不能被去除(与其他过滤器相同)


Highly effective for: Somewhat effective for: Not effective for:
- 细菌

- 原生物
- 蠕虫
- 浑浊度
- 味道、气味、颜色

- 病毒

- 铁

- 溶解的化学物质
Treatment process:
过滤
Inlet water criteria:
浊度 < 50 NTU

建造、操作和维护

陶罐过滤器的截面图。

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

使用液压机制造过滤器。
小型本地过滤器工厂。

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 -
Field 88 - >95.1% 27 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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RSR Project 351
成本有效的融资手段 WASH


操作说明、视频和链接

ClaySure 过滤器的建造
Filtro Atabey, por Ideac
一线转机的陶盆
第1部分
一线转机的陶盆
第2部分

参考文献

  1. 1.0 1.1 1.2 Lantagne (2001)
  2. 2.0 2.1 2.2 Smith (2004)
  3. Van Halem (2006)
  4. Some additives to the clay may increase virus removal.
  5. 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. 6.0 6.1 Low (2002)
  7. Brown and Sobsey (2006)

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