Ceramic water filters/zh
陶瓷濾水器、壺式過濾器、陶瓷淨水器或陶瓷銀濾水器都是用黏土和鋸末混合物在相對較低的溫度下燒製而成的陶瓷壺。
在發展中國家使用這種過濾器過濾水資源的最著名例子來自「和平陶工」組織,他們擁有大規模生產這種過濾器的工藝,這些過濾器還浸漬了銀以殺死有害細菌和病毒。這種大規模生產的過濾器當然不是獲得陶瓷粘土過濾器的唯一例子或可能的方式,因為所需的資源,粘土,鋸末和水,在世界上大部分地區都可以獲得,而且製造過程相對簡單。
摘要
將陶土與適當粒度的有機燒盡物混合。然後將該材料製成鍋的形狀並進行燒製。在燒製過程中,有機物質燒掉,在燒成的陶土坯體中留下微孔。燒製後,過濾器通常用膠體銀或硝酸銀進行處理,以防止鍋內細菌或植物的生長。
受污染的水被倒入鍋中,當水流過小孔時,細菌和顆粒就會被去除。這些過濾器去除大腸桿菌的成功率通常可達 98%(我稍後會發布一些研究)。盆式過濾器通常被放入諸如 5 加侖桶之類的容器中,以收集過濾後的水。
使用原因
缺乏清潔水是當今世界面臨的主要問題之一,影響超過十億人。[ 1 ]過去,已開發國家曾嘗試在開發中國家建立集中式水淨化和分配系統,但都失敗了。這導致需要將即時使用型家用水過濾至少作為一種過渡技術,甚至可能作為一種可持續的解決方案。
材料的可用性和相對容易的生產使得陶瓷粘土過濾器成為滿足許多社區這一需求的理想技術。社群可以使用可能已經使用過的材料和技術來創建過濾器,而不是依賴外部組織提供外部解決方案。[ 2 ]這減少了對慈善機構的依賴,為當地工匠提供了賺錢的機會,並且總體上帶來了一種可持續的水淨化方法。
但這並不是適合所有領域的解決方案。如果缺乏或難以獲得黏土或燒成燃料等資源,或有更好的選擇,陶瓷黏土過濾器可能無法發揮作用。此外,陶瓷過濾器通常可以過濾掉沉澱物和顆粒,偶爾也可以過濾掉細菌,但如果沒有銀浸漬,則無法過濾掉病毒或一些細小的細菌。在這種情況下,還必須使用其他淨化方法,例如煮沸或使用“水衛士”之類的氯消毒添加劑。
它是如何製作的
Potters for Peace 組織有一個相對標準的創建過濾器的過程,描述如下: http: //web.archive.org/web/20110627081553/http ://pottersforpeace.org:80/wp-content/uploads/production-manual-iraq.pdf 。
他們的配方是將黏土和鋸末按體積以 50/50 的比例混合,這個比例會根據所使用的黏土體和燒成材料而有很大差異。現行標準假設流速為每小時 1.5 至 3 公升的過濾器能夠有效去除細菌。目前的研究正在質疑流速和細菌去除效果之間的關係。我們的目標是開發一種流速更快同時保持有效性的過濾器。
將乾粘土和鋸末充分混合。然後加入水並繼續攪拌直到整個混合物可以凝結在一起。然後,將黏土徹底楔入,並使用模具和壓力機將其形成為過濾器形狀。
最初的燒製計劃包括每小時將溫度升高 75 攝氏度,直到達到 350 攝氏度,以使所有孔隙水(粘土小孔中滯留的空氣中的水分)逸出而不會損壞陶罐。
此後,陶罐以每小時 100 攝氏度的速度升溫至 900 攝氏度(錐體 010)的燒成溫度。然後應將它們保持在該溫度下 1 小時,然後讓其自然冷卻。
黏土和燒成材料的確切比例以及窯燒時間表因黏土體和燒成材料的變數而有很大差異。
詳細介紹製造過程的最新文件是 2011 年陶瓷濾水器生產最佳實務手冊:http://potterswithoutborders.com/2012/10/best-practice-recommendations-for-local-manufacturing-of-ceramic-pot-filters-for-household-water-local-manufacturing-of-ceramic-pot-filters-for-household-water-treatment/
工作原理

陶瓷粘土過濾器有幾種工作方式,但其確切功能尚不完全清楚。過濾器的工作原理是,透過微小的孔隙過濾水,這些孔隙足夠小,可以阻止許多污染物,如黏土、污垢,甚至細菌。這些孔隙部分是由燒成過程中鋸末燃燒而形成的,部分是由燒成溫度較低時黏土中自然形成的孔隙。
大多數病原體都附著在水的顆粒上,因此去除這些顆粒可以使水更安全。
其次,用銀溶液(膠體銀或硝酸銀)處理過濾器。當細菌與銀粒子接觸時,就會被消滅。過濾器體內相互連通的孔隙形成了一條曲折的路徑,增加了細菌與銀顆粒接觸的機會。
銀還可以起到防止細菌在過濾器壁內再次生長的作用。
關於哪種銀的應用方法最有效,有許多討論。目前,大多數工廠採用塗抹或浸入膠體銀的方式,其他工廠則將硝酸銀直接混入過濾混合物中。使用銀製品存在的問題包括其成本高以及處理方法不當。
僅靠黏土孔隙會使過濾速度極慢,而含有過多鋸末的過濾器則會效率低且容易被壓碎。從體積 50/50 的混合物開始,燒成溫度為 900 度,可以在流速、有效性和耐用性之間建立有效的平衡。
糞燒陶罐過濾器
- 注意:本節需要更多最新資訊。以下資訊約來自 2005 年。
澳洲材料科學家兼陶藝家 Tony Flynn 為東帝汶馬納圖託的世界展望會計畫開發了一種非常相似的工藝,但使用的是露天糞火。他描述了在東帝汶農村地區尋找合適窯爐的困難。然而,後來他看到了糞火,它的顏色與他作為陶工的經驗相符——這種顏色表明燒製簡單的手工製作的陶罐所需的溫度範圍。隨後,他以實驗證實,在露天糞火上燒製罐子確實可以形成有效的水過濾器。
初始濾液(輸出水)略顯混濁,是由燒製殘留物產生的。使用幾次後,水就會變得更清澈。
建議的用途是創建一系列三個水過濾器,每個過濾器將水輸送到下一個過濾器,以便最終的輸出可以更加純淨。
這可以被視為一種中間技術,因為產生的水不如使用通過更精確的工藝製成的過濾器那麼純淨;但它比村級普遍實現的效果要好得多,並且可能比大規模生產的過濾器更容易實現。
現場使用
- 由國際資源開發組織 – 柬埔寨分公司在柬埔寨使用。
- 東帝汶,如上文#Dung 燒製陶罐過濾器所述。
註釋及參考文獻
[1] http://www.healtheconomics.org/books/2003/01/01/making-choices-in-health-.html https://ar.pureaqua.com/cartridge-filter-housings-industrial-commercial/