WaterPod 是一个位于纽约的项目，旨在成为一个可持续的、可通航的生活空间，展示环境的重要性，并作为新生活技术的典范。它目前计划于 2009 年 5 月在纽约下水，沿东河航行，探索纽约港水域，并停靠在哈德逊河上的几个曼哈顿码头停靠的五个行政区中的每一个。然而，WaterPod 需要帮助开发其设计的几个方面，包括在没有外部帮助的情况下处理饮用水。为此，The WaterPod 联系了 CSU Cal Poly Humboldt 的工程 215 班。喷火龙 (FBD) 是 Cal Poly Humboldt 工程 215 班的一群学生，他们开发了一种基于 WaterPod 的雨水过滤系统 的需要。从 WaterPod 项目的屋顶和表面流出后，水需要可以饮用。
抽象
FBD 雨水净化系统的存在是为了为 WaterPod 项目提供清洁的饮用水。WaterPod 旨在成为一个可持续的、可通航的生活空间，展示环境的至关重要性，并作为新生活技术的典范。FBD 雨水净化系统使用沉淀物过滤器、活性炭过滤器和 5 微米陶瓷过滤器，帮助高效处理 WaterPod 上的水。此外，它使用 First Flush 系统在降雨开始时去除一定量的水；否则会含有污染物和沉积物的水。
问题陈述
该项目的目标是设计一个安全、经济、耐用、易于使用的水过滤系统，使 Waterpod 团队能够获得可再生、可饮用的水源。
Criteria
FBD 雨水净化项目旨在满足一系列标准。这些标准分别根据其重要性分配了一个编号，10 为最高，1 为最低，如下表所示。
| 标准 | 描述 | 重量 |
|---|---|---|
| 耐用性 | 项目在一定时间内存活的能力。该项目应该能够在其活动的六个月内存活下来。因此，材料和部件应由坚固的固体材料制成。 | 8 |
| 成本 | 在整个项目制作期间进入项目的金额。该项目的总成本不会超过300美元。如果任何材料组件合计超过 300 美元，则该项目将不被建造。 | 9 |
| 安全 | 该项目不应以任何方式威胁 WaterPod 员工的安全。 | 9 |
| 功能性 | 该项目易于使用。该项目应该易于日常使用。由于只有工作人员会使用它，因此该项目不必为所有年龄段的人所理解。 | 9 |
| 适运性 | 交付项目的能力。该项目的主要组件应该能够通过提供的板条箱运送到纽约。 | 4 |
| 教育价值 | 项目提供信息的能力。该项目应该做出某种努力来对公众进行教育。它应该解释项目的机制。 | 5 |
| 水质 | 水处理的有效性。任何从项目中流出的水都应该是可饮用的，并且可以在现场使用。 | 9 |
| 可维护性 | 项目能够在需要时进行修复。当需要时，该项目应该能够很容易地进行清洁和修复 | 8 |
| 美学 | 这个项目看起来有多好。该项目不应该在非常高的程度上显得格格不入。 | 1 |
最终项目说明
钥匙
- 1) 碎片筛
- 2) 球阀
- 3) 第一次冲洗
- 4) 沉淀物过滤器（25 微米）
- 5）活性炭过滤器（5微米）
我们的最终设计有两个主要步骤。第一步是将前 3 加仑的降雨转移到第一次冲水，以进一步转移到河流中或用于其他未指定的用途。第二步是将剩余的雨水转移到过滤后消耗。（见图1）
该设计将已经收集的雨水通过我们的最终设计进行过滤，以供 WaterPod 的居民饮用。一旦雨水被收集并转移到一个位置，我们的最终设计就可以生效。雨水立即通过一个 30 度的自清洁碎屑筛网。碎屑筛网尺寸为 1/16 英寸宽。当水击中带有碎屑的筛网时，自清洁生效，筛网的角度足够大，以便水的力量将碎屑向下推并最终离开筛网。（参见图 1，#1）筛网将大块碎片排除在我们的设计之外。
前 3 加仑的雨水比第一次冲水直接流下来。（参见图 1，#3）第一次冲洗会带走前 3 加仑的雨水，因为在连续几周没有下雨之后，集水系统上有更多污染物，例如粪便、灰尘、虫子、以及空气中含有的其他沉积物，这些沉积物可能会沉淀在集水区。在第一次冲洗里面有一块玻璃纤维的泡沫浮子（大约是一个小水瓶的形状）。浮子漂浮到第一个冲洗水箱的顶部，顶部有一个 O 形圈。浮子顶部有一个橡胶塞子，以防止第一次冲洗水回流到系统的其余部分。（参见图 1，#3）第一次冲洗也有两个球阀，一个在两侧。顶部球阀将在充满后手动关闭第一次冲洗（参见图 1，#2）。这是为了确保没有第一次冲洗水淹没系统的其余部分。系统底部的第二个球阀设置为在第一次冲洗时保持水，然后在顶部球阀完全关闭后，可以打开底阀以释放第一次冲洗水，为下一次冲洗做好准备雨落。第一次冲水可以排入河里，也可以作其他用途，但决不能供人饮用。系统底部的第二个球阀设置为在第一次冲洗时保持水，然后在顶部球阀完全关闭后，可以打开底阀以释放第一次冲洗水，为下一次冲洗做好准备雨落。第一次冲水可以排入河里，也可以作其他用途，但决不能供人饮用。系统底部的第二个球阀设置为在第一次冲洗时保持水，然后在顶部球阀完全关闭后，可以打开底阀以释放第一次冲洗水，为下一次冲洗做好准备雨落。第一次冲水可以排入河里，也可以作其他用途，但决不能供人饮用。
在第一次冲洗满或关闭水之后，开始流过过滤过程。该系统设计用于消除重力进给压力。前两个过滤过程发生在水进入第一个水箱之前（见图 1，#4 和 5）。第一个过滤过程是一个 25 微米的沉积物过滤器，可将任何大于 25 微米的颗粒从水中去除，以帮助防止第二个过滤器堵塞（见图 1，#4）。第二个过滤器是一个 5 微米的碳过滤器（见图 1，#5） 碳过滤器在第一个水箱之前，因为水会在水箱中停留很长时间，让水通过碳过滤器将有助于防止积水滋生藻类或细菌。第一个水箱加压并将水泵送到 12 英尺的水塔。
来自水塔的水再次通过重力向下输送到最终的 Ceramic.2 微米过滤器，该过滤器在水通过小面之前立即对其进行过滤，驳船上的居民将把水作为饮用水消耗掉。陶瓷过滤器是最终过滤器，可清除最终消耗的雨水中的囊肿、隐孢子虫、贾第鞭毛虫，并减少浊度、气味和味道。
费用
材料
| 物品 | # 项目 | 成本 ($) |
|---|---|---|
| 3/4 英寸 x 10 英尺 PVC | 1 | 2.99 |
| ABS盖 | 1 | 6.19 |
| ABS盖 | 1 | 6.19 |
| ABS管 | 1 | 5.98 |
| ABS管 | 2 | 5.98 |
| 球阀 | 1 | 4.79 |
| 布什红 | 2 | 3.58 |
| 陶瓷过滤器 | 1 | 24.99 |
| 夫妻 | 1 | 0.79 |
| 夫妻 | 1 | 0.79 |
| 耦合 | 1 | 6.99 |
| E6000 胶粘剂 | 1 | 6.49 |
| 过滤器外壳 | 3 | 39.95 |
| 泡沫 | 1 | 4.33 |
| 公适配器 | 6 | 2.94 |
| 金属棒 | 1 | 1.30 |
| 金属棒 | 1 | 1.79 |
| MIP 适配器 | 1 | 0.79 |
| PVC 适配器 | 2 | 2.16 |
| PVC球阀 | 1 | 8.99 |
| PVC帽 | 1 | 1.49 |
| PVC弯头 | 1 | 1.29 |
| PVC胶 | 1 | 11.99 |
| PVC管 | 1 | 5.49 |
| PVC管 | 1 | 9.99 |
| PVC三通 | 1 | 1.79 |
| 橡胶盘根 | 1 | 1.39 |
| Sedi/碳过滤器 | 4 | 15.49 |
| 船运 | 7 | 11.97 |
| 税 | 9.33 | |
| 铁氟龙胶带 | 1 | 0.79 |
| 全部的 | 209.01 美元 | |
维护
该项目的过滤器应至少每六个月更换一次，以保持过滤水的质量，并避免堵塞。在某些情况下，应根据定期收集的水有多脏，尽快更换过滤器。就 WaterPod 的雨水径流而言，预计更换时间仍为六个月，但如果在不同地点使用，此更换时间可能会发生变化。
工具
- 钻头
- E6000胶水
- PVC切管机
- 2或3步PVC管胶
- 钳子/扳手（尺寸会因所需的管道尺寸而异）
- 铁氟龙胶带
Discussion and Next steps
The FBD Rainwater Purification System has successfully met most of its criteria. Specifically durability, cost, safety, functionality, water quality, and maintainability. The projects filters can be changed out to different grades of filter quality, depending on the project's use. However, it is recommended that filters of at least the quality specified on this page be used if the water is going to be used for human consumption. In addition the size of the project can be changed by adjusting the length of pipe in between each section, making the FBD Rainwater Purification System versatile.