便攜式野戰給水裝置的研制

付 勇，黃尉初，蘇靜靜，劉福斌，高克陽

為方便基層小分隊、野戰指揮所、小型野戰醫療救治機構及執行野外作訓任務的單兵提供安全衛生的飲用水。筆者經科學設計、試制樣機、專家鑒定、推廣實用的研究方法研制了便攜式野戰給水裝置，其組成包括便攜式野戰單兵給水凈化器、便攜式野戰分隊凈化給水器和野戰簡易流水洗手裝置等3部分。便攜式野戰給水裝置自身性能及水質處理各項技術指標達到了研究設計要求。現將各部分簡介如下。

1 便攜式野戰單兵給水凈化器

1.1 工作原理 野戰單兵給水凈化器由加壓推拉手柄、活塞桿、活塞環和壓力分解瓣膜等結構，為給水器的正常工作和系統清洗提供動力。水源水經過端頭濾罩粗濾，再由絨噴精濾膜二次初濾后，由活塞腔壓入環形承壓貯水腔中，經環狀濾膜過濾，進入活性炭濾清器吸附過濾，從而實現致病微生物、大分子有機物等完全清除而達到水質凈化，可保留水中機體所需的鹽分和礦物質。在水質污染嚴重或需要對水質進行深度脫鹽處理時，應用低壓反滲透膜組件，可實現水源水深度凈化處理。

1.2 結構性能 單兵野戰給水凈化器由主體結構和附屬裝置組成，總重量為1 kg，長度15 cm。主要原件由無毒硬質塑料和不銹鋼材質加工而成。外壓式環狀超濾膜與管狀結構比較，提高了過濾效能，便于清洗和更換。活性炭濾清器可以有效地吸附水中的毒素、氣味和有色成分，改善水質理化性狀和口感。消毒劑緩釋器內裝二氯乙氰尿酸鈉粉狀消毒劑，當水流經過時，溶解消毒劑而成為含有效氯>40%的消毒液，貯存于儲液小囊中靠自動虹吸定量加入，對水質超氯消毒。由推拉手柄、活塞桿、活塞環和壓力分解瓣膜等構成本裝置動力系統。為保證凈化器的最大工作效能，設計活塞做功頻率為60~120次/min，最大做功位移10 cm，最大工作壓力0.005MPa，最大提水高程為2.0m。當出水量低于0.5 L/min時更換備用活塞環。附屬裝置由進出水導管、備用濾芯、活塞備件、低壓反滲透濾膜和消毒藥劑等組成，各部分均由便捷標準接口相連，根據野外不同工作環境進行相應的組合。1.3 應用效果 該凈化器在不串聯低壓反滲透膜時，經對井水、河水、水庫水及坑道貯水等20處水源水進行現場應用，處理前后結果對照見表1。

表1 單兵野戰給水多功能凈化器現場效果

凈化器設計最大過濾量為30 000 L，出水量為0.5~1.0 L/min，工作環境溫度0~50℃，在額定單位時間內，可保持設計各參數穩定，并有效保障了凈化效果。消毒劑緩釋器只有在水源水遭到生物或化學毒劑污染，經防化專業部門處理后才允許作為水源處理時使用。飲用時根據余氯量檢驗結果對水質進行脫氯處理，未經脫氯處理的，可作為消毒液處理醫用敷料，或進行器具、餐具消毒。

便攜式野戰單兵給水凈化器是針對野外作訓的單兵使用，考慮到機動與快捷的要求，設備主要去除水中的致病微生物、大分子有機物、膠體物質和改善水質感官性狀。由于缺少深度除鹽凈化功能，尚不能對苦咸水、海水、有害重金屬污染以及受到放射性污染的水源進行凈化處理。對于遭受化學毒劑污染的水源，也必須在專業防化部門處理后使用。

2 便攜式野戰分隊凈化給水器

2.1 工作原理 便攜式野戰分隊凈化給水器設計凈化淡水能力200 L/h。源水經交流自吸泵進入自清洗仿生濾清器，對水源水中大顆粒物質進行吸附濾除，可除去約50%~70%水中雜質，再由絨噴精濾器進一步將水中的懸浮物降低，超濾膜可使水中致病微生物全部濾除，臭氧對進入蓄水箱的水進行在線富氧消毒處理。

2.2 結構組成 野戰分隊凈化給水器的主要結構包括凈水組件、動力組件、蓄水箱和電控箱，其中凈水組件、蓄水箱及電控箱均設置在殼體內，多功能動力組件主要由交流自吸泵、手動壓力泵、水氣射流混合泵及電控部分組成。設計有效取水半徑為100m、揚程10m、自吸泵壓力0.2MPa，在具備交流電源時，自吸泵將水源水送入膜組合凈水單元。在野外環境無電力供應時，可用手動壓力泵代替交流自吸泵，一人即可完成操作。水氣射流混合泵，可使水中臭氧的濃度達到0.5mg/L。為對應我國市電網和小型燃油發電機，給水器配置了程序控制交流（220 V、50Hz）電源動力系統。附屬裝置由臭氧發生器及水、電輸送管件組成。本裝置通過電極改進，采用石英管狀電場新工藝研制的臭氧發生器，設計臭氧、水應用比為2 g/m3，臭氧產生量及消毒時間采用程序控制。根據部隊野外的不同需要，消毒設備一機多用，既能對水質進行在線消毒，又可在野戰條件下為部隊醫療、衛生防疫消毒提供可靠的臭氧源。水電輸送管件的高強度吸水管及軟質送水管均配有航空標準接口，根據野外不同需要，配以對應加長的備用管道，并附加進水端頭濾罩。

2.3 應用效果 給水器經野外不同條件下現場使用，在有適配電源的環境中，對民用水井，河水、水庫水、坑道貯水等41處不同水源水分別進行了應用效果實驗觀察。以上水源水處理前經國標法測定結果為：色度 10~35°，4處水源有綠、黃等異色；渾濁度3~170°（NTU）；有6處水源有肉眼可見物；2處水源有明顯的異味；耗氧量4~15mg/L（以O2計）；細菌總數270~3000 cfu/ml；總大腸菌群16~670 cfu/100ml；糞大腸菌群4~590 cfu/100m l；其他一般理化指標、毒理指標和放射性指標基本符合水源水衛生標準。經該給水器處理后，所測樣品結果如下：色度<15°、無其他異色，渾濁度<1°（NTU），無異味、異臭，無肉眼可見物，耗氧量（以 O2計）1.0~2.4mg/L，細菌總數除1例坑道內水樣為6 cfu/m l外，其余樣品均為0 cfu/ml，總大腸菌群和糞大腸菌群0 cfu/100ml，一般理化指標、毒理指標和放射性指標，處理前后經國標法對照測定，水質得到顯著性改善。

便攜式野戰分隊凈化給水器主要用于一般淡水水源的處理，在野外缺乏交流電源時，手動壓力泵對海水及苦咸水的脫鹽處理效果雖可保持飲水質量，但是處理水源的數量偏低。由于無電而影響了臭氧對水質的在線消毒，水質的保存時間受限。該裝置未設計化學毒劑處理功能，對于遭受此類污染的水源不能應用。

3 簡易流水洗手裝置

選用一個容積為100 L的塑料桶，在桶的下部安裝出水閥，外接一個長度為60~120 cm的塑料橫管，塑料管上等距離安裝4~8個水龍頭，塑料桶用70 cm的鐵（木）或就便器材支撐。污水用舊便器具接收，定期倒入滲水坑。在夏秋季或傳染病流行時期，可在塑料桶中定時定量添加消毒劑，將水桶在指揮所、醫療點、收容站、衛生間等臨時場所展開，可達到洗手、消毒、預防疾病的目的。應用于中俄聯合軍事演習，汶川抗震救災及援巴抗洪等大型活動現場，取得了滿意的效果。

簡易流水洗手裝置雖然設計簡單，制作方便，但由于僅提供了設計原理與制作方法，沒有研制統一的制式裝備，在應用過程中可根據需要進行優化和改進。

[1]龔乘元.野戰制水四十年回顧與展望[J].醫療衛生裝備，2001，22（4）：2-5.

[2]陳永紅.單兵應急飲水凈化消毒劑的使用效果觀察[J].解放軍預防醫學雜志，2004,22（6）:441-442.