DIY生物活性炭滤材净水器原理

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活性碳(activated carbon)是很广泛使用的的净水器滤材,为一种多孔性的含碳物质,它具有高度发展的孔隙构造,其结构为碳形成的六环物堆积而成。由于六环碳的不规则排列,造成了活性碳多微孔结构及高表面积的特性,每一公克的活性碳就有如好几个篮球场的面积,因为这特性所以它能够让污染物如农药、臭味、余氯等有足够空间吸附在上面,而达到过滤效果。

活性碳主要功能有

臭味

吸附颜色

吸附氯气

吸附农药

活性碳就像海巡一般,负责把这些偷渡的物质给抓起来,然而对于暗渡陈仓的硝酸盐、硬度以及绝大部分的重金属,活性碳可能就拿他们没办法了。

电子显微镜下的活性碳source:Wikimedia

活性碳所使用的材料大多取自木材、锯屑、木质素、果壳、棕榈、椰子壳等,经高温(300~500℃)碳化后,再以高温(850~950℃)的水蒸气予以活性化制成。活化的目的是清除碳化过程中,积蓄在活性碳孔隙内的焦油物质及提高孔洞体积、比表面积,以产生高吸附量的活性碳。

通常有人说椰子壳的活性碳就是最好的选择,千万不要陷入材料品质迷思,关键还是在于制造过程。

NSF认证活性碳滤心水壶,图/NSF国际官网

由于活性碳本身无抗菌的能力,因此开发出添加具有抗菌效果的银奈米粒至活性碳中,透过奈米大小具有高的比表面积特性,加入活性碳中可提高其吸附性。

增加水体与活性碳的接触时间可以提高活性碳吸附的效果,这可以透过减低水流速度的方式达成。

新的活性碳在第一次使用前应以清水流洗清洁,以去除残留的粉末状活性碳。

活性碳的吸附对象是无选择性的,只要是疏水性有机物,活性碳都具备某种程度的吸附效果。为增加吸附效果,水体应先适度过滤,去除杂质再进入活性碳。

水中会危害人体的杂质,大约也可以分成三类:有机物、无机物以及微生物。有机物最有影响的种类就是农药了。而无机物中,危害最重的莫过于重金属物质,即使在低浓度的情况下,就足以对身体构成损害。水中的微生物也切莫小看,许多疫病就是由没有处理妥当的水源传染的。

水要能够饮用,那就必须除去水中之细菌、病毒,有机物以及重金属。一般常用的净水的方式包含:活性碳过滤、逆渗透过滤、阴阳离子交换树酯过滤与UV 杀菌。

其中,活性碳过滤藉由高吸附量的活性碳吸附水中的杂质,除了可以吸收残留于水中之氯离子之外,也可以吸收小分子以及大分子之有机物(三氯甲烷、农药),以及部分的重金属物质(铅、汞)。

对于任何人来说,特别是在紧急情况下学习如何制作滤水器是非常重要的。为了帮助您,这里有一个关于如何建造滤水器的图片指南。

生物过滤器:

生物过滤器是一种自制的过滤器,由三层独立的砾石、沙子和活性炭组成。它是一种过滤水中杂质的流线型方法,从水中最大的杂质到最微小的杂质。

使用活性碳DIY净水器应注意的地方

过滤是以阻截为处理机制,达到去除水中物质的功能,因此使用一段时间后,滤芯上所截留下水中的杂质会逐渐累积。虽然活性碳的吸附能力很强,但也是细菌的温床,使用时间一久,活性碳已届使用期限,如果太久没有更换或清洗,堆积在净水器上的颗粒物质会愈来愈多,则通过之水流量会逐渐减少,并会孳生细菌,影响水质安全。

活性碳的使用期限:当滤芯颜色变黄、净水流量渐小时,就要及时更换,不然滤出的水质反而会比自来水更不安全。

炉顶蒸馏器:


太阳能水消毒(SODIS)

SODIS需要热量和阳光才能工作。缺点是,根据水源的不同,过程可能需要很长时间才能过滤水。用这种方法消毒的水可能不是完全纯净的。

即使之前已经过滤,也要在饮用前将水煮沸至少3分钟。

注:建造涉及许多技能,虽然本公号努力提供尽可能最清晰的信息,但无法保证您的建设成功。对于您或您的设备造成的任何损坏,材料或非物质,概不负责。

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信仰制造

愿世界上所有相同磁场的人都可在这里相逢。我是Jane,谢谢你的阅读。

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