Industri

Vi bygget et renseanlegg for drikkevann i miniatyr - Lær om å lage rent vann

Vi bygget et renseanlegg for drikkevann i miniatyr - Lær om å lage rent vann

Å kunne skru på kranen og få ferskt rent vann krever mye arbeid, og jeg har bygget et miniatyr drikkevannsanlegg som forhåpentligvis vil hjelpe deg å forstå. Utenfor Interesting Engineering er jeg, Trevor English, sivilingeniør, med spesialitet i vannsystemer. Jeg bygde dette miniatyrvannbehandlingsanlegget sammen med et team av to andre ingeniører, og forhåpentligvis kan det hjelpe deg å forstå hvordan du kan gjøre skittent elvevann til rent drikkevann.

For å starte prosjektet begynte teamet mitt og jeg med 55 liter av utrolig grumsete elvevann. Målet var å rense vannet fra alle partikler og drepe bakterier eller patogener. Sluttproduktet var helt klart og trygt å drikke vann, og Slik gjorde vi det.

De viktigste komponentene i behandling av drikkevann er prosesser som kalles koagulering / flokkulering, sedimentering, desinfeksjon og filtrering. Hvis du er nysgjerrig på alle måtene disse prosessene kan tilpasses i forskjellige systemer, kan du gi meg en kommentar, men for dette innlegget vil jeg gjøre en oversikt over hvordan systemet jeg designet. For å få oss i gang, ta en titt på en video jeg lagde når jeg gikk gjennom miniatyrrenseanlegget.

https://www.youtube.com/watch?v=xFnxBXRAr9U

Koagulasjon / flokkulering

Det første trinnet med å behandle vannet er å fjerne alle leire, silter og smusspartikler som er suspendert i vannet. Elvevannet vi startet med var veldig brunt, faktisk var det vanskelig å se mer enn en tomme ned i holdetankene. For å fjerne partiklene, la vi til et kjemikalie kalt Aluminiumsulfat (Alum) som i en prosess kalt koagulering / flokkulering, som i utgangspunktet får alle de små smusspartiklene til å holde seg sammen. Vi bygde en hurtigblandingstank (koagulasjonskammer) der vannet og kjemikaliene ble rørt sammen, som deretter strømmet ut i et basseng som lot disse dannede partiklene sette seg. Du kan se hurtigblandingskammeret nedenfor.

Vi limte to skiver på en skrue og festet den på en motor. Hvis det ikke er ødelagt, må du ikke fikse det[Bildekilde:Trevor engelsk]

Sedimentasjon

Partiklene i sedimentasjonsbassenget vil veldig sakte falle til bunnen. På dette tidspunktet ville en vanndråpe ha vært i systemet i rundt 2,5 timer. Herfra ville vannet strømme over en stamme. Det reneste vannet er på overflaten, så stammen sørget for at bare rent vann gikk videre til neste trinn. Vannet som forlot dette bassenget så veldig klart ut, og praktisk talt alt sediment var fjernet fra tilsetning av alun.

[Bildekilde: Trevor engelsk]

Desinfeksjon

Etter å ha strømmet over stammen, ville den bevege seg gjennom et kort rør inn i det som kalles a plug flow reaktor. Dette er litt som en labyrint, og det eneste formålet var å øke mengde tidvann brukt i systemet. Vi la til en valgt konsentrasjon av klor, basert på foreløpige bakterietester for å sikre at vi drepte alt, kalt desinfeksjon. Tro det eller ei, dette klor vi la til var bare en løsning på av hyllen blekemiddel og vann, og det er helt trygt når det tilsettes i små mengder. Hvis du er i USA, er det sannsynligvis klor i vann fra springen akkurat nå. Vann brukt omtrent 1 time i pluggstrømningsreaktoren der den deretter vil strømme til det siste trinnet i behandlingen, sandfilteret.

[Bildekilde: Trevor engelsk]

Sandfilter (filtrering)

Sandfilteret er akkurat slik det høres ut, et basseng med forskjellige kornstørrelser av sand som fanget opp andre partikler eller forurensninger som ikke ble plukket opp i forrige behandling. Sandfiltre brukes i nesten alle vannbehandlingsanlegg, da de er den mest effektive måten å rense vann på.

Ser du bort fra bakterier, kan du faktisk behandle vann med bare fin sand, men du må rense filteret mye. Dette er nøyaktig hvordan fjellkilder fungerer. Sandfilteret var den desidert lengste delen av prosessen. En vanndråpe ville ta oppover 5 timer å strømme gjennom her.

[Bildekilde: Trevor engelsk]

Sluttrengjør produkt

Utstrømningen vår var ganske rudimentær, men det gjorde jobben. Vi rev av et stykke t-skjorte som ledet vannet inn i et lite basseng. Herfra brukte vi en liten pumpe som tok rent vann og flyttet den inn i en annen 55-liters trommel, som startet tom.

[Bildekilde: Trevor engelsk]

Vi startet med nøyaktig 55 liter av skittent elvevann. Målet vårt var å ende opp med 40 liter rent vann. Det endelige produktet var 42 liter rent drikkevann, som kunne vært økt hvis vi fjernet noen av ineffektivitetene og vanntapssonene i det lille systemet.

Her er den beste delen

Dette systemet er helt bærbart og kan transporteres og brukes praktisk talt hvor som helst i verden. Det vil kreve grunnleggende kjemisk kunnskap for å få kjemiske tilsetninger riktig, men hvis du vil, kan du behandle vann i en liten landsby ved hjelp av dette miniatyrbehandlingsanlegget. Jeg vil imidlertid ikke anbefale å gjøre dette uten riktig forkunnskap.

Hvis du har absolutt noen spørsmål om mer informasjon om systemet og hvordan vi testet og beregnet alt, vennligst legg igjen en kommentar nedenfor, så svarer jeg dem. Still gjerne andre generelle spørsmål om vannbehandling også, jeg er her for å svare på dem!

Nøyaktige tall: Totalt la vi til 10,4 ml 6% blekemiddel, som fungerte til en endelig konsentrasjon på rundt 3,15 mg NaOCl i det endelig behandlede vannet, innenfor standard i vårt område. For alun la vi til 62 ml 10 g / l alun løsning noensinne time. Dette ordnet seg til totalt ca 1,3 liter av Alum løsning nødvendig. Den endelige teststrømningshastigheten var ca. 14 l / t eller 4 ml / min. Alle disse verdiene ble beregnet fra innledende bakterietesting på en petriskål så vel som flokkuleringstesting for å se hvor den optimale flokkuleringsdosen var.

Original artikkel publisert av Trevor English her.


Se videoen: 9 ODA Rent drikkevann ombord på enkel og billig måte - ODA (Januar 2022).