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|Step_Content=L'utilisation d'une presse hydraulique réduit considérablement les besoins en main-d'œuvre du processus et augmente considérablement l'efficacité et la consistance du produit. Les filtres sont pressés entre un moule mâle et un moule femelle qui sont recouverts de sacs en plastique pour éviter qu'ils ne collent. La presse hydraulique comprend une plaque fixe dans le moule inférieur qui pousse le moule pressé vers l'extérieur lorsque le moule s'ouvre. | |Step_Content=L'utilisation d'une presse hydraulique réduit considérablement les besoins en main-d'œuvre du processus et augmente considérablement l'efficacité et la consistance du produit. Les filtres sont pressés entre un moule mâle et un moule femelle qui sont recouverts de sacs en plastique pour éviter qu'ils ne collent. La presse hydraulique comprend une plaque fixe dans le moule inférieur qui pousse le moule pressé vers l'extérieur lorsque le moule s'ouvre. | ||
Tutorial de Low-tech Lab | Catégories : Eau, Santé
土陶過濾系統可對不潔淨水進行有效淨化。本指導手冊旨在介紹半工業土陶濾水器的功能及製作過程
土陶過濾系統可對不潔淨水進行有效淨化。本指導手冊旨在介紹半工業土陶濾水器的功能及製作過程
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1990年,全球有約23億人口無法獲取飲用水(信息來源:聯合國兒童基金會)。2020年,全球仍有75萬人無法飲用潔淨水,在不考慮年齡的情況下,構成了全球第一致死原因。
用土陶濾水已有數百年歷史。將水倒入土陶多孔過濾罐,水從過濾罐中濾出,流入另外的容器。此過濾系統還可用於在淨化水使用前安全儲水。土陶濾水器通常由黏土和某種可燃材料(木屑、稻殼等)的混合物製作而成。烤制前有時會在黏土混合物中添加膠態銀,或是將膠態銀塗抹於已烤制好的土陶罐表面。膠態銀具有抗菌性,在有效抑制病原體的同時,可以阻止濾水器上細菌生長。
通過機械過篩和吸附等物理手段,去除水中的病原體和懸浮物。對黏土混合物中可燃材料大小進行嚴格質量控制,保證濾水器孔洞足夠小,污染物無法通過過濾孔。膠態銀有助於破壞病原體細胞膜,從而殺死病菌。
本濾水器於1981年由危地馬拉中美洲工業研究院費爾南多·馬扎里葉古斯教授研製推出。旨在為貧困人口提供可以在當地製造的低成本濾水器,將受細菌污染的水淨化成可安全飲用的水。馬扎里葉古斯教授決定將該技術全面公開,並與非政府組織Potters for Peace一道,致力於在全球範圍內推行在本地生產陶罐,製作濾水器。如今,全球共有39個國家的61家工廠採用本技術!
本指導手冊介紹土陶濾水器的功能和主要製造步驟。本手冊主要針對企業,而非個人。因為需要烤爐、對材料進行測試等原因,本技術不適用於個人在家中嘗試。如果您有意向創建生產此類濾水器的小工廠,您需要接受進一步培訓。Potters for Peace組織及其合作夥伴CAWST,以及我們在危地馬拉參觀過的Ecofiltro公司都可為您提供相關培訓。所有相關技術為開放資源,可自由使用。
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黏土是過製作濾水器的基礎材料。已燒制好的的黏土罐中,水以極慢的流速通過黏土片上的天然孔洞。經電子顯微鏡測量,黏土天然孔洞尺寸約為0.6-3.0微米。
通過孔洞,可以有效地過濾掉大部分細菌、原生物、寄生蟲(Lantagne, 2001a)、穢物、沉澱物和有機物。
傳統制陶所用黏土可以用於製作濾水器。但是,不同類型黏土的導水性和孔洞大小有所差異,可能導致排水和祛微生物效果不佳。黏土含沙或含泥量過高會導致交聯性降低,減弱過濾效果。而微粒物更小的過精黏土貯水性更強,在燒制過程中可能發生收縮,產生裂紋。
木屑、稻殼粉等有機「可燃材料」需要與黏土混合。當爐溫升高,「可燃材料」燃燒,並在燒制黏土上留下小洞。較黏土自身孔洞,這些小洞更易於讓水通多。小洞可以縮減水流過黏土底片的路徑長度,優化濾水器的整體排水性能。
膠態銀是一種銀納米微粒懸浮液或銀離子溶液。多年來,膠態銀在醫學上被用作天然消毒劑。雖然膠態銀殺滅細菌的原理還沒有徹底明了,但是,膠態銀似乎可以破壞細菌細胞壁,起到干擾細菌蛋白質及蛋白質功能的作用。現在主要通過電解製作膠態銀。塗抹於濾水器內外部的銀會由黏土孔洞吸收。銀離子分解成粒子,在濾水器內壁形成膠質。在黏土孔洞不是太大,銀和水有時間充分接觸的情況下,銀可以起到類似殺蟲劑的作用,殺滅細菌
L'argent appliqué à l'intérieur et à l'extérieur du filtre est absorbé dans les pores de l'argile. Les ions d'argent sont réduits en argent élémentaire et forment des colloïdes à l'intérieur des parois du filtre. L'argent agit comme un biocide contre les bactéries lorsqu'il y a un temps de contact suffisant (=pores pas trop grand).
在實驗室和實地對濾水器作有效性驗證主要通過獨立測試完成,相關數據可參考「備註和參考」。
參數 | 有效性 | 實驗室有效性 | 實地有效性 |
---|---|---|---|
細菌 | 非常有效 (> 99 %) | >99% - >99.999%4,5,6,7,8,9,10,11 | 96 %11 |
病毒 | 中等有效 (> 80 %) | 94-98%5; 77-99%7; 96%10; 68-74%4; 38-74%4,12, 13 | |
原生物 | 非常有效 (> 99 %) | >99% - >99.999%,7,10,12 | |
濁度 | 83%14; 94-98%15; 99%16;98%10 | ||
鐵 | > 90 %16 | ||
顏色 | Efficace(> 90 %) | 96.3%9 |
主要步驟如下:
將黏土粉和可燃材料(木屑、稻殼粉等)在乾燥狀態下進行混合,然後均勻加水,繼續攪拌,直至形成可塑形的均質泥狀物。
建議在混合過程中確保所有混合物濃度一致,以最大程度避免燒制過程中出現缺陷(避免出現殘留空氣等)。混合過程和混合比例至關重要。
RDIC建議比例:
黏土粉30千克 + 稻殼粉8.9至10千克 + 水12.5升
在壓制前,可手工將濕潤的黏土混合物塑形成塊狀。但更建議使用機器完成此工序。擠壓器與壓制土磚的工具類似,但出口開口更大,以便擠壓出可塑形黏土塊所要求的尺寸。
理想的黏土塊重量約為8千克。
按相等的長度分割黏土塊,送入擠壓器。
L'utilisation d'une presse hydraulique réduit considérablement les besoins en main-d'œuvre du processus et augmente considérablement l'efficacité et la consistance du produit. Les filtres sont pressés entre un moule mâle et un moule femelle qui sont recouverts de sacs en plastique pour éviter qu'ils ne collent. La presse hydraulique comprend une plaque fixe dans le moule inférieur qui pousse le moule pressé vers l'extérieur lorsque le moule s'ouvre.
Cette presse fut originelement developpée et construit par les équipes de Potters for Peace :
Une finition de surface minimale est nécessaire après le moulage, mais elle est effectuée pour garantir la solidité du rebord et l'uniformité de la surface. Les filtres sont étiquetés pour indiquer la date de pressage, le lot et le numéro du filtre.
Le séchage des filtres permet d'éliminer l'excès d'eau en vue de la cuisson dans le four. Si l'eau n'est pas éliminée avant la cuisson, elle se réchauffera, s'évaporera et se dilatera, provoquant la fissuration du filtre. À la fin du processus de cuisson, les éléments filtrants auront perdu plus de 3 kg d'eau par rapport à leur première pression.
Déshydratation : le séchage initial des filtres se fait sur des étagères de séchage à l'air libre. Idéalement dans un endroit chaud et doté d'une bonne aération. Après cette période de séchage initial, les filtres peuvent conserver leur forme mais ne sont pas solides et restent solubles dans l'eau.
On peut utiliser différents type de fours et différents type de combustibles (bois, gaz, etc). Potters for Peace a créé 2 documents pour apprendre à construire un four en terre traditionnel "Mani Kiln"[20] [21]
Le contrôle du débit est une étape importante de l'assurance qualité qui indique la vitesse à laquelle l'eau s'écoule à travers le filtre. Une fois que la formule et le processus de production de l'argile ont été établis, le test de débit est effectué sur CHAQUE filtre produit afin de s'assurer de sa viabilité.
Un filtre passe le contrôle si son débit est compris en 1,5-3L par heure. Sinon, il est déclassé et devra être détruit.
L'argent est reconnu pour sa capacité à tuer les microorganismes. L'argent colloïdal a été utilisé dans les hôpitaux et les cliniques comme agent antimicrobien pour les coupures, les brûlures et pour prévenir les infections oculaires chez les nouveau-nés (Lantagne, 2001) et pour désinfecter l'eau potable et les piscines (Russell, 1994, dans Lantagne, 2001). L'argent est utilisé par la NASA pour purifier l'eau des vols spatiaux (NASA CASI, 2007).
Par exemple, le manuel RDIC décrit :
Chaque filtre est associé à un récipient muni d'un robinet. Il peut exister des récipients de différents matériaux (plastique, céramique, verre, inox). L'empaquetage s'effectue de manière a bien protéger le contenu du carton pendant son transport.
Il est important de distribuer ces filtres avec de bons manuels d'instructions détaillant son utilisation, son entretien et le remplacement des filtres.
Si vous êtes intéressés par cette technologie et souhaitez vous renseigner plus en détail sur la mise en place d'une usine localement, nous vous invitons à consulter ces études des cas proposés par le CAWST :
- Implementation Case Study: Ceramic Pot Filters, Cambodia
- Implementation Case Study: Ceramic Pot Filters, Myanmar
- Ceramic Pot Filter Production China: JiaRun
Ce tutoriel a été rédigé par Guénolé Conrad suite à la visite de l'usine Ecofiltro au Guatemala en novembre 2020 à l'occasion d'une escale de l'expédition Nomade des Mers.
Ce tutoriel est largement inspiré de la documentation open-source proposée par RDIC, CAWST et Potters for Peace. Certaines photos de ces tutoriels ont été utiliséses.
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1. Lantagne, D., Klarman, M., Mayer, A., Preston, K., Napotnik, J., Jellison, K. (2010). Effect of production variables on microbiological removal in locally-produced ceramic filters for houshold water treatment. International Journal of environment Health Research.
2. Latagne, D. (2001) Investigation of the Potters for Peace Colloidal Silver Impregnated Ceramic Filter
3. Effet de l'argent colloidal comme désinfectant: Ehdaie Beeta, Su Yi-Hsuan, Swami Nathan S., Smith James A., ; (2020) Protozoa and Virus Disinfection by Silver- and Copper-Embedded Ceramic Tablets for Water Purification
9. Long-term evaluation of the performance of four point-of-use water filters.
10. Removal of virus to protozoan sized particles in point-of-use ceramic water filters.
13. Virus removal efficiency of Cambodian ceramic pot water purifiers.
18. Potters For Peace ; Clay Testing Protocol for Ceramic Water Filters
19. Potters for Peace ; Plans for a Filter Press
20. Potters for Peace; How to build a Mani Kiln
21. Potters for Peace; Air flow of a Mani Kiln
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