2019年5月20

胶态微粒银过滤器

作者编制的/
Lerica G. Shrestha(环境和公共卫生组织,环境和公共卫生组织)
Bipin Dangol(环境和公共卫生组织,恩菲)
Dorothee Spuhler (seecon international gmbh)

执行概要

胶态微粒银过滤器(CSF)是基于物理处理的简单家庭水处理装置,不需要能量供应。CSFS使用类似于传统陶瓷过滤器的多孔陶瓷材料制成的粘土蜡烛,锅或盘。但在CSF中,胶体银用于增强细菌的失活和其他细菌。一个过滤器组由两个容器组成:上部单元将陶瓷涂有胶体银,过滤水并杀死微生物,而下部单元将处理过的水储存。CSFS除去饮用水的病原体和浊度。它们可以用本地可用的材料构建,这可以有助于当地商业的发展。

优势
高效去除细菌和原生动物;适度清除病毒
安装、操作、维护简单
本地生产可以为小企业创造机会
去除浊度
水尝起来和看起来都很好
便携式容器
操作简单,维护方便
缺点
不去除化学污染(例如有机物,砷,氟化物)
不能清除所有病毒
需要定期清洗,特别是当使用浑浊的水或含铁的水
相对较低的流量
陶瓷零件易碎,不易运输
不适用于极其混浊的水
小裂缝和裂缝可能导致降低病原体
无残留消毒效果(再污染风险)

淡水

饮用水

介绍

字幕新闻块体

几百年来,当地生产的陶瓷一直被用来过滤水。将水倒入多孔陶瓷滤壶或装有陶瓷蜡烛或圆盘的壶中,过滤水。过滤后的水收集在另一个容器中(CAWST 2009c)。过滤器可以去除浊度,捕捉并杀死饮用水中的病原体陶瓷蜡烛过滤器)。

加强陶瓷蜡烛过滤器,可加入胶体银。胶体银有助于去除病原体,并防止过滤器内部微生物的生长(CAWST 2009)。这些增强形式的陶瓷过滤器称为胶体银过滤器(CSF)。CSFs是在中美洲工业研究所(icaiti)于1981年的危地马拉,今天被广泛推动。目前,最广泛的分布式陶瓷过滤器是和平(PFP)胶体银过滤器的陶工,其形状像花盆一样(另见pottersforpeace.org)。

尼泊尔一所学校的陶瓷罐过滤器(左)和胶体银过滤器(CSF)的原理图。来源:IDEASS(纽约州)和ENPHO(纽约州)
尼泊尔一所学校的陶瓷罐过滤器(左)和胶体银过滤器(CSF)的原理图。来源:IDEASS(纽约州)和ENPHO(纽约州)

该过滤器专为简单的家庭使用而设计,是推荐的家庭水处理和安全储存(HWTS)。它们可以通过参加简单的技术培训在当地生产。

陶瓷过滤器由一组两个容器组成。上层单元包含陶瓷单元,用于过滤水,下层单元收集过滤后的安全水。一个标签装置可以让使用者把水抽出来饮用,同时防止与手或其他可能携带细菌的物体接触再污染。多孔陶瓷设备可以是一个或两个蜡烛,光盘或锅,在使用过程中,银微粒悬浮在液体(胶态微粒银)作为消毒剂,防止细菌生长在陶瓷过滤器,提高失活的细菌过滤器(LANTAGNE et al ., 2006)。所述胶体银要么在烧成前添加到粘土混合物中,要么浸渍在烧成的陶瓷锅上(CAWST 2009c)。

蜡烛过滤器的设计选项。(a)所示的制造盘过滤器单元可用但昂贵。如果有过滤蜡烛,可以安装在陶器罐(B)中。替代布置以避免通过罐子的水密连接是使用虹吸管(C);开放式多孔粘土罐(D)也可用作陶瓷罐过滤器。资料来源:Eawag / Sandec(2008)
蜡烛过滤器的设计选项。(a)所示的制造盘过滤器单元可用但昂贵。如果有过滤蜡烛,可以安装在陶器罐(B)中。替代布置以避免通过罐子的水密连接是使用虹吸管(C);开放式多孔粘土罐(D)也可用作陶瓷罐过滤器。资料来源:Eawag / Sandec(2008)

它是如何工作的?

字幕新闻块体

病原体和悬浮物通过机械捕获和吸附等物理过程从水中去除。胶体银会破坏病原体的细胞壁,导致其死亡(CAWST 2009)。

过滤器操作简单。首先,需要用干净的水清洗过滤器,并自然地留下干燥。然后,需要组装过滤器单元,并且上部单元应填充水。然后,一个人必须等到水已经通过过滤器堡垒。对于安全性,第一次过滤的水不应用于消费。然后,可以重新填充过滤器,现在在较低存储单元中收集的现在过滤水可以准备饮用。为防止堵塞,首先应首先应紧张(通过布料)的高浊度(大于50 NTU的水平)或在使用过滤器CAWST 2009c之前沉降)。

尼泊尔妇女使用脑脊液治疗饮用水。来源:ENPHO(纽约)。
尼泊尔妇女使用脑脊液治疗饮用水。来源:ENPHO(纽约)。

应定期用布或软毛刷清洗滤壶,以清除任何堆积的物质。建议每1-2年更换滤锅、蜡烛或滤盘(CAWST 2009c)。清洁可以防止生物膜的形成,防止随着时间的推移而产生的细微的看不见的裂缝。任何裂纹都会降低效率,因为水可以短路而没有通过陶瓷孔过滤(CAWST 2009c)。但是,在用刷子清洁的时候,一定不要把所有的银都擦掉。

塑料版的CSF“SAFA过滤器”。来源:ENPHO(纽约)。
塑料版的CSF“SAFA过滤器”。来源:ENPHO(纽约)。
你真正需要多少水?

如果水被更有效地利用,你可以显著地减少水过滤器的尺寸。请阅读我们的建议减少家庭用水量。

治疗效率和效果

字幕新闻块体

蜡烛过滤器和圆盘过滤器通常有较低的接触表面的水,因此过滤器产生的处理水每天比壶过滤器少。然而,有效处理速率(或流量)取决于设计)。一个典型的壶式过滤器可以产生高达1-3升/小时,而一个蜡烛过滤器只能产生0.1到1升/小时(CAWST 2009a;CAWST 2009 c)。
陶瓷过滤器去除细菌、病毒和原生动物的效果取决于陶瓷材料的孔径大小和过滤单元的生产质量。大多数陶瓷过滤器能有效去除大多数较大的原生动物、细菌生物体和蠕虫,但不能去除较小的病毒生物体(CDC 2008)。

实验室测试表明,虽然大多数细菌是通过过滤器的小孔机械去除的,但胶体银是必要的,以灭活几乎100%的细菌(LANTAGNE, 2001a)。胶体银对病毒的效力尚不为人所知,但由于病毒或银颗粒的尺寸较小,估计其效力较低。

浊度(固体)可以通过物理过滤(过滤)有效地去除,而且通过脑脊液过滤的水的味道、气味和颜色一般都得到改善。铁被部分去除,但其他溶解的化学污染没有被去除。脑脊液胶体过滤器的有效性已在许多研究中得到证明,在这些研究中已记录了用户腹泻病发病率的降低(CDC 2008;EAWAG / SANDEC 2008)。

然而,由于缺乏残余保护,用户必须接受正确操作和维护陶瓷过滤器和容器的培训(CDC 2008)。

适用性

csf适用于使用浑浊和受污染水的家庭。但是,陶瓷过滤器不能去除砷、氟化物、杀虫剂或其他溶解的化学品。由于流量和储存容量有限,csf适用于小型家庭、组织或学校班级的家庭。由于铁只被部分去除,建议使用含少量铁的原水(< 0.3mg/L)。氯化水不应在csf中过滤。由于有堵塞的风险,浊度超过50 NTU的水应预先沉淀或过滤,以避免频繁清洗过滤器(CAWST 2009c)。

库引用

陶瓷罐过滤器。便览-学术

关于发展中国家用于饮用水处理的陶瓷罐过滤器的原理、构造、操作和维护的概况。

CAWST(2009):陶瓷壶式过滤器。概况-学术。(=家庭水处理和安全储存概况-学术)。经济实惠的水和卫生技术中心(CAWST)URL[访问:20.05.2019]

陶瓷过滤

关于陶瓷过滤器实施的总体表格。

疾控中心(2008):陶瓷过滤。发展中国家家庭水处理方案概况。疾病控制和预防中心URL[访问:01.04.2010]
进一步的阅读

陶瓷过滤

关于陶瓷过滤器实施的总体表格。

疾控中心(2008):陶瓷过滤。发展中国家家庭水处理方案概况。疾病控制和预防中心URL[访问:01.04.2010]

在低收入人群中扩大家庭用水处理

本报告研究了迄今为止有关HWTS可扩展性的证据。它力求巩固现有的知识和经验,并提炼所吸取的教训。它的主要目标是:1)回顾领先的家庭水处理技术在实现规模方面的发展和演变;2)确定它们遇到的主要限制;3)建议未来的方法。

陈国强(2009):在低收入人群中推广家庭用水处理。(博士论文)。日内瓦:世界卫生组织(世卫组织)URL[访问:09.04.2010]

HWTS情况说明

编制有关水质概况的资料,并说明不同的HWTS方案,例如氯化、胶体银过滤器、生物砂过滤器、氯化和SODIS。

DWSS (2007): HWTS资料表。尼泊尔供水和污水部、美国国际开发署、联合国人类住区规划署、联合国儿童基金会

发展中国家的家庭水处理和安全储存选择。检讨现行实施实务

对发展中国家主要家庭水处理和安全储存(HWTS)选择的总结和简要评价。所述方案有:氯化、生物砂过滤、陶瓷过滤、太阳能消毒、过滤和氯化、絮凝和氯化。

《发展中国家的家庭水处理和安全储存选择》(2006)。检讨现行实施实务。见:ECSP(2006):水的故事:扩大小规模水和卫生项目的机会。华盛顿特区:17-38。URL[访问:20.05.2019]

智能水解决方案

这本关于水的小册子列举了一些创新的例子,如利用阳光来净化水、有效的低成本滤水器、低成本滴灌和当地生产的比进口泵便宜五倍的手动泵。

NWP(2006):智能水解决方案。水井、水泵、储存、灌溉和水处理等创新低成本技术的例子。(=智能水解决方案)。阿姆斯特丹:荷兰水资源伙伴关系(NWP)URL[访问:06.09.2011]

智能消毒的解决方案

这款小册子,智能水解决方案系列的一部分提供了各种各样的农村水处理方法和产品。

NWP(2010):智能消毒方案用于安全饮用水的小规模消毒产品示例。(=智能水解决方案)。阿姆斯特丹:工具包出版商URL[访问:17.05.2019]

住所的保护和特色

本实用指南提供了不同的处理技术和在家充分节约用水的回顾,并围绕在选择一个合适的解决方案之前应该提出的10个关键问题进行结构。

DESILLE, D.(2013):住所的保护和传统。巴黎:团结计划(PSeau)URL[访问:06.06.2013]
案例研究
培训材料

陶瓷烛形滤器。便览-简化

关于发展中国家用于饮用水处理的陶瓷蜡烛过滤器的原理、构造、操作和维护的简化资料

陶瓷蜡烛过滤器。情况说明书-简化。(=家庭水处理和安全储存简介-简化)。经济实惠的水和卫生技术中心(CAWST)URL[访问:20.05.2019]

陶瓷罐过滤器。便览-简化

发展中国家用于饮用水处理的陶瓷罐过滤器的原理、构造、操作和维护的简化资料。

CAWST(2009):陶瓷壶式过滤器。情况说明书-简化。(=家庭水处理和安全储存简介-简化)。经济实惠的水和卫生技术中心(CAWST)URL[访问:20.05.2019]

陶瓷罐过滤器。便览-学术

关于发展中国家用于饮用水处理的陶瓷罐过滤器的原理、构造、操作和维护的概况。

CAWST(2009):陶瓷壶式过滤器。概况-学术。(=家庭水处理和安全储存概况-学术)。经济实惠的水和卫生技术中心(CAWST)URL[访问:20.05.2019]

HWTS培训指南

本培训手册提供了各种家庭饮用水处理方案的信息。每个描述都包含了对技术、工作机制、成本、优势和限制的介绍(尼泊尔语)。

DWSS (2008): HWTS培训指南。尼泊尔:供水部和污水处理(DWSS)
提高认识材料

HRIP图表

用白板纸描述不同的家庭水处理方案,包括每种技术的介绍、安装、组织和维护程序(尼泊尔文)。

DWSS(2007):HWTS上的翻转图。尼泊尔:供水部和污水处理(DWSS)

变形虫和水

这本儿童读物以精美的插图和简单的语言,提供有关安全饮用水、水污染的方法和简单的HWTS选项的信息,使学童易于理解。

变形虫与水。加德满都和纽约:环境和公共卫生组织(环境卫生组织)和联合国儿童基金会(儿童基金会)URL[访问:19.05.2019]

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