Litet lera-sågspån keramiskt filterKeramiska vattenfilter , grytfilter , keramiska vattenrenare eller keramiska silvervattenfilter är keramiska krukor gjorda av en blandning av lera och sågspån som eldas vid en relativt låg temperatur.
Det mest välkända exemplet på deras användning för att filtrera vatten i utvecklingsländerna kommer från Potters for Peace, som har en process för att massproducera sådana filter, som också är impregnerade med silver för att döda skadliga bakterier och virus. Sådana massproducerade filter är verkligen inte det enda exemplet eller möjliga sättet att erhålla keramiska lerfilter, eftersom de resurser som behövs, lera, sågspån och vatten, finns tillgängliga i de flesta delar av världen, och tillverkningsprocessen är relativt enkel.
Innehåll
Sammanfattning
En lergodslera blandas med ett organiskt utbränd material av rätt partikelstorlek. Materialet formas sedan till formen av en kruka och bränns. Under bränningsprocessen brinner det organiska materialet bort och lämnar mikroporer i den brända lerkroppen. Efter bränning behandlas filtren ofta med kolloidalt silver eller silvernitrat för att förhindra bakterie- eller växttillväxt inne i krukan.
Förorenat vatten hälls i grytan och när det passerar genom de små porerna avlägsnas bakterier och partiklar. Dessa filter har vanligtvis uppnått en framgångsgrad på 98 % när det gäller att ta bort koliforma bakterier (jag har några studier att publicera senare). Pottfiltren är vanligtvis gjorda för att passa in i ett kärl såsom en 5 gallon hink för att fånga upp det filtrerade vattnet.
Orsaker till användning
Brist på tillgång till rent vatten är ett av de största problemen som världen står inför idag, och påverkar över en miljard människor. [1] Tidigare försök från den utvecklade världen att skapa centraliserade system för vattenrening och distribution i utvecklingsländerna har mötts med misslyckande. Detta leder till ett behov av Point-Of-Use hushållsvattenfiltrering som åtminstone en övergångsteknik, och möjligen även en hållbar lösning.
Denna tillgång på material och den relativa enkla produktionen gör keramiska lerfilter idealiska som en lämplig teknik för att fylla detta behov i många samhällen. Istället för att förlita sig på externa organisationer för att tillhandahålla externa lösningar, kan gemenskaper skapa filter med material och tekniker som sannolikt redan används. [2] Detta minskar beroendet av välgörenhet, ger möjligheter för lokala hantverkare att tjäna pengar och leder generellt till en hållbar metod för vattenrening.
Detta är dock inte en lämplig lösning för alla områden. Om resurser som lera eller bränsle för bränning saknas eller är svåra att få tag på, eller om det finns bättre alternativ, kanske keramiska lerfilter inte fungerar. Dessutom kan keramiska filter vanligtvis filtrera bort sediment och partiklar, och ibland bakterier, men utan silverimpregnering kan de inte filtrera bort virus eller vissa små bakterier. I det här fallet måste andra reningsmetoder som kokande eller klordesinfektionstillsatser som "vattenskydd" också användas.
Hur det är gjort
Potters for Peace-organisationen har en relativt standardprocess för att skapa sina filter, som beskrivs här: http://web.archive.org/web/20110627081553/http://pottersforpeace.org:80/wp-content/uploads/production- manual-iraq.pdf .
Deras recept involverar en 50/50-blandning av lera och sågspån i volym, detta förhållande kan variera avsevärt beroende på lerkropp och utbränd material som används. Den nuvarande standarden antar att filter som flödar med en hastighet av 1,5 till 3 liter per timme effektivt tar bort bakterier. Aktuella studier ifrågasätter sambandet mellan flödeshastighet och bakterieborttagningseffektivitet. Önskan är att utveckla ett filter med en högre flödeshastighet samtidigt som effektiviteten bibehålls.
Den torra leran och sågspånet blandas noggrant. Därefter tillsätts vatten medan blandningen fortsätter tills hela blandningen kan klumpa ihop sig. Leran kilas sedan in ordentligt och formas till filterformen med hjälp av formar och en press.
Det initiala eldningsschemat innebär att temperaturen höjs med 75 grader Celsius per timme till 350 grader C för att tillåta allt porvatten, vattnet från fukt i luften som är instängt i små hål i leran, att komma ut utan att skada krukorna.
Därefter kan grytorna bringas upp till bränntemperaturen 900 grader Celsius (kon 010) med en hastighet av 100 grader C per timme. De ska sedan hållas vid denna temperatur i 1 timme och sedan tillåtas att svalna naturligt.
De exakta förhållandena mellan lera och utbränd material och ugnsbränningsscheman varierar avsevärt beroende på variabler i lerkropp och utbränd material.
Det senaste dokumentet som beskriver tillverkningsprocessen är 2011 års handbok för bästa praxis för produktion av keramiska vattenfilter: http://potterswithoutborders.com/2012/10/best-practice-recommendations-for-local-manufacturing-of-ceramic-pot-filters -för-hushållsvattenrening/
Hur det fungerar
Skannaelektronmikroskopbild av porerna i ett 50/50 volym keramiskt filter av lersågspån. De större porerna var sannolikt kvar från avbränt sågspån, medan de mindre sannolikt är porer mellan sintrade lerkristaller.Keramiska lerfilter fungerar på ett par sätt, deras exakta funktion är inte helt klarlagd. Filtren fungerar mekaniskt genom att filtrera vatten genom små porer som är tillräckligt små för att stoppa många föroreningar som lera, smuts och möjligen även bakterier. Dessa porer bildas dels av att sågspånet brinner av under bränningsprocessen, dels av de porer som bildas naturligt i leran på grund av den låga bränntemperaturen.
De flesta patogener är fästa vid partiklar i vattnet, så att ta bort dessa partiklar gör vattnet mycket säkrare att dricka.
För det andra behandlas filter med en silverlösning (kolloidalt silver eller silvernitrat). Bakterier förstörs när de kommer i kontakt med silverpartiklar. De sammankopplade porerna inuti filterkroppen skapar en slingrande bana som ökar chansen för bakterier att komma i kontakt med silverpartiklarna.
Silvret verkar också för att förhindra bakteriell återväxt inom filterväggarna där det fastnar.
Det diskuteras mycket om vilken metod för silverapplicering som är mest effektiv. De flesta fabriker målar för närvarande på eller doppar kolloidalt silver, andra blandar silvernitrat direkt i filterblandningen. Problematiska faktorer med användningen av silverprodukter inkluderar dess höga kostnader och metoder för bortskaffande.
Enbart lerporer skulle göra ett extremt långsamt filter, medan ett filter med för mycket sågspån skulle vara ineffektivt och lätt krossas. Att börja med en blandning av 50/50 i volym och en bränningstemperatur på 900 grader kan skapa en effektiv balans mellan flödeshastighet, effektivitet och hållbarhet.
Dyngeldade lerkrukafilter
- Obs: mer uppdaterad information behövs för detta avsnitt. Följande information är från cirka 2005.
En australisk materialforskare och keramiker, Tony Flynn, utvecklade en mycket liknande process för ett World Vision-projekt i Manatuto, Östtimor , men med hjälp av öppen dyngaeld. Han beskriver svårigheten att komma åt lämpliga ugnar på landsbygden i Östtimor. Men han såg senare en dyngeld med en färg som han kände igen från sin erfarenhet som krukmakare - färgen som indikerar en temperatur inom det intervall som behövs för att elda de enkla handformade lerkrukorna. Han bekräftade sedan genom experiment att bränning av krukorna på öppen dyngeld skapade ett effektivt vattenfilter.
Det initiala filtratet (utgående vatten) är något grumligt, från rester från bränningen. Efter att ha använts några gånger bör vattnet bli klarare.
En föreslagen användning är att skapa en serie med tre vattenfilter, som varje matar vatten till nästa, så att den slutliga effekten blir mycket renare.
Detta kan betraktas som en mellanliggande teknik , eftersom det resulterande vattnet inte är lika rent som att använda ett filter som gjorts i en mer krävande process; det är dock mycket bättre än vad som i allmänhet uppnås på bynivå, och potentiellt mer uppnåeligt än massproducerade filter.
Fältanvändning
- Används i Kambodja av Resource Development International – Kambodja .
- Östtimor, som beskrivits ovan i #Dung-bränd lerkruka filter .
Anteckningar och referenser
[1] http://www.healtheconomics.org/books/2003/01/01/making-choices-in-health-.html https://ar.pureaqua.com/cartridge-filter-housings-industrial-commercial /
