野外小型手動凈水器

文/北師大附屬實驗中學 周天石輔導教師/剛永運

野外小型手動凈水器

文/北師大附屬實驗中學 周天石輔導教師/剛永運

隨著環境污染的日益嚴重，飲用水源遭到了嚴重的破壞，當前人們廣泛選擇的瓶裝水、桶裝水等品質也參差不齊，飲用水安全問題已成為人們關注的焦點。瓶裝水因其攜帶飲用方便而受到人們的歡迎，但這類水在其凈化過程中也去除了對人體有益的微量元素，長期飲用不利于人體健康，而且隨意丟棄空瓶子造成的白色污染不容忽視。因此研制一種小型凈水器，以便于人們隨時隨地加工凈水飲用，具有十分重要的現實意義

本裝置能對溪流、江、河、湖、池塘、水庫以及地下水等野外水源(以下簡稱原水)進行處理，處理完的水可以滿足人飲用衛生要求，達到《生活飲用水衛生標準》。

傳統的飲用水處理工藝一般為：原水→混凝沉淀→過濾→消毒→飲用。但這種處理工藝設備體積過于龐大，操作比較繁瑣，不適合隨身攜帶、操作簡單的要求。因此本裝置處理過程主要采用以下工藝流程：原水→預處理→過濾→吸附→消毒→飲用，并以濾芯、手動泵等部件組成一個整體。

預處理主要針對混濁度及細菌含量較高的原水，當原水源濁度不高時，這個步驟可以省略。過濾主要是進一步降低原水的混濁度，全部或部分去除原水中肉眼可見物、微生物、藻類等雜質。吸附是吸去水中過濾不掉的細微膠體和重金屬離子、有機物等有毒害的污染物，保證處理水的一般化學指標和毒理學指標達到既定要求。消毒的作用是殺滅水中細菌、病毒等致病性微生物，以保障人身健康，防止飲用不干凈水產生疾病的傳播。

野外小型手動凈水器整體性能如下：1.凈水能力：400ml/分鐘；2.總產水量：不小于250L；3.質量：約218g；4.主體外形尺寸(長×寬×高)：169mm×70mm×29mm。(如圖1所示)

圖1 凈水器外貌圖

野外小型手動凈水器主要由兩支濾芯、手動活塞泵、基座、計數器、吸水頭等組成。吸水頭起粗濾及下沉作用。吸水頭內裝80目尼龍過濾網，可以濾除樹枝、草皮、大的泥沙顆粒等固體懸浮物。吸水頭斷面為圓弧形結構，濾網面朝上，可有效防止吸水濾網頭沉入水底時被泥沙等堵塞。上、下基座起水流通道及支撐作用。手動活塞泵由手柄、泵軸、活塞和泵管組成，為凈水器的動力設備。濾芯起過濾、吸附及消毒作用。計數器指示凈水器使用壽命。(如圖2所示)

工作原理：向上拔手柄，手柄帶動活塞向上運動，在負壓作用下，原水由吸水管進入泵管內，完成抽水過程；向下壓手柄，泵管內的水進入濾芯1，然后流經上基座至濾芯2，最后由出水管流出，完成凈化過程。

圖2 凈水器總成圖

使用方法：1.先將吸水管插入下基座底部水嘴處。2.將吸水頭放入原水中。取水時一般應選擇較清澈的原水，如果水源較差且沒有別的選擇，則最好采取預處理措施，即先用容器從水源取水，然后向容器內加入混凝劑(PAC，堿式氯化鋁又名聚合氯化鋁)，劑量為每升水加半匙到一匙，攪拌原水，先快速攪拌0.5～1分鐘，再慢速攪拌5～10分鐘，等絮狀物下沉后，用凈水器取上部清水進行凈化。3.拉出手柄，并旋轉一定角度，使計數器能夠計上數，然后向回推。4.凈化后的水由出水管流出。(本凈水器不能凈化海水、苦咸水)。

野外小型手動凈水器利用了計數器的方法對其使用壽命進行了直觀顯示，這一功能，在各種資料中均鮮有報道。手動泵完成一個沖程，計數器即計數一次。當計數器計數次數達3.5萬次時(凈化水量約250L)，凈水器到達壽命終點，則需更換濾芯或直接將凈水器廢棄。

該發明于2007年3月，獲第27屆北京市青少年科技創新大賽“一等獎”；2007年8月，獲第22屆全國青少年科技創新大賽“二等獎”。

責編/畢海蛟