常见的净水黑科技技术

随着全球环境问题的日益突出和科学技术的不断进步，针对不同地区不同类型水资源的短缺，水处理行业不断开发出新颖、小型、模块化的水处理技术。主要从饮用水净化和污水处理两个方面介绍了净水行业的黑科技，即净水行业的非常规工艺和技术。

传统的饮用水处理工艺可分为四个部分：混凝沉淀过滤消毒。那么，现有的净水黑科技是完全脱离了传统的水处理工艺，还是在这个传统工艺基础上的改进呢？

饮用水领域现有的净水黑科技主要是基于过滤和蒸馏，也出现了一些基于其他原理的净水黑科技，比如超声波净水。

　　基于过滤的净水黑科技

陶瓷净化器

【技术分析】陶瓷净化器由联合国儿童基金会和供水与环境卫生项目联合推出。该净化器可去除水中99.99%的大肠杆菌。有些陶瓷过滤器表面涂有胶体银，可以完全抑制细菌的生长或杀死细菌。

[成本分析] 50-400美元

【实际应用】由于陶瓷净化器的普及，2001年柬埔寨的腹泻率下降了50%，因此2007年柬埔寨共生产了5500台陶瓷净化器。

生命之袋

【技术分析】起初“生命袋”是用来给发展中国家的社区发放食物的，后来逐渐被用作太阳能净水装置。“生命袋”利用太阳能对水进行消毒。太阳产生的热能和阳光中的紫外线UV-A可以杀死水中的微生物和细菌。同时，“生命之袋”中的过滤装置可以过滤掉水中的颗粒、细菌等微生物。

【成本分析】10-50美元。

【实际应用】已在发展中国家应用。

印度生物砂滤器

【技术分析】生物砂滤池的池体由水泥建造，内滤层由沙子和鹅卵石基层组成。污水在滤层上部逐渐向下扩散，首先与生物层接触，病毒和细菌通过静电作用吸附在细沙区。因为这个区域没有病毒和细菌需要的养分、光照和氧气，所有的微生物都会饿死。过滤了微生物和颗粒的水可以通过鹅卵石底座继续向下流动，然后通过管道回到上面的出水口。

【成本分析】生物砂滤池成本低，只有Rs。3000，可以稳定运行30年。单个生物砂过滤器的日产水量为84升，足够10-12个成年人或70个学龄儿童使用。而且运营上没有后续成本，不需要特别的维护和耗电。

【实际应用】生物过滤器已被包括印度在内的66个国家接受。

紫外线消毒纯净水杯

【技术分析】纯净水杯可以在2分钟内过滤掉含有沉淀物的水。纯净水杯子的外观和普通杯子一样，只是有内杯和外杯。过滤时，将外杯注满待净化的水，然后从外杯上方插入内杯，开启紫外线消毒装置，2分钟内即可获得安全可口的净化水。杯底滤膜(孔径4微米)与紫外灯结合，可去除水中99.9%的杂质。

【成本分析】参考价几十块钱。

【实际应用】目前市场上有各种改进的纯净水杯。

“救命稻草”

【技术分析】生活吸管内有2级滤芯，能有效去除水中的细菌和原虫。人喝水时产生的吸力作为水过滤的动力。针对不同的应用，开发了更便携的小型吸管和社区使用的大型装置。

【成本分析】生活吸管杯39.95美元/个；《野外生活》54.95美元/根；社区吸管329.95美元/支

【实际应用】2010年海地地震、2010年巴基斯坦地震、2011年泰国地震、2016年厄瓜多尔地震，饮用水都是通过生命吸管取的。在肯尼亚长期干旱期间，红十字会还向3，750名学童和6，750个家庭分发了生活稻草过滤器。

一种能净化水的自行车

【技术分析】日本Nippon Basic公司研发的净水自行车，利用骑行时产生的电力作为驱动力，产生干净的饮用水。一辆自行车由一辆自行车和四个滤芯组成，其中一个是前置滤芯，另外三个是净水滤芯。自行车主要用于其他机动车难以到达的地区，如山区。用户只需骑行一分钟，就能制得5升清洁饮用水。水源可以是河水、湖水、游泳池水、洗澡水，不能是海水。

【成本分析】目前这款车的价格是每辆6600美元。

【实际应用】目前车主主要卖给日本政府部门，只有少部分卖给周边国家。日本基础公司计划向孟加拉国推广这种自行车，一方面是为了降低生产成本，另一方面也是为了帮助孟加拉国公民获得干净的饮用水。

　　基于蒸馏的净水黑科技

弹弓设备

【技术分析】弹弓设备是发电机，也是蒸馏水器。发电机可以使用任何可燃物质作为燃料，而蒸馏水器则利用发电机的电能对收集的污水进行蒸馏，得到清洁的水，每天可以产生约~946升，足够100人使用。设备对进水水质没有要求，可以是受污染的河水、海水和生活污水。

【成本分析】弹弓设备的大小接近一个小冰箱，设备初期成本几十万美元。发明者迪恩卡门(Dean Kamen)预测，随着生产规模的扩大，每台设备的成本可降至2000美元。

【实际应用】弹弓净水设备在洪都拉斯和加纳取得了良好的运行效果。2013年，发明家卡门与可口可乐公司合作，宣布弹弓设备将于2015年底推广至亚洲、拉丁美洲和非洲，预计安装运营2000台。

2013年8月，可口可乐公司在南非海德堡推出了第一家Ekocenter，以弹弓设备作为其组件，提供清洁的水。

向空气要水。

【技术分析】当地表水源和地下水源都不可用时，地球大气层中储存的约13,000km3淡水蒸汽就成为唯一可能的水源。Eowater公司发明的新型冷凝设备可以收集空气中的水蒸气，并将其转化为清洁的饮用水。冷凝器由食品安全级不锈钢合金制成，宽约1米，长约5公里。它的使用寿命在几十年左右，不容易被腐蚀。经过五级处理，可以得到适合饮用的纯净水，其水质高于世界卫生组织标准。

与此同时，该公司还发明了另一种通过冷凝空气来获得清洁水的小型装置，名为LA MICRO。装置中的旋风净化器和活性炭过滤器可以去除空气中的灰尘、花粉和细小颗粒物，净化后的空气用于提取净水。该设备可以由车载24V电池驱动。当它不工作时，该设备可以连接到传统的电网或光伏板进行充电。

【成本分析】该技术主要应用于极端环境。与技术的实用性相比，成本不再是考虑的首要因素。

【实际应用】可在极端无水环境下使用，特别是在作战中，不确定水源是否安全的情况下。此外，该工艺还可用于与其他城镇隔绝的干旱地区，避免铺设供水管网，太阳能或风能可作为取水装置的能源。

　　利用太阳能作为能源的简易蒸馏设备

埃利奥特梅斯蒂科

【技术分析】Eliodomestico的净水工艺完全依赖太阳能，无需电源、电机、人力。只需将待净化的水放入Eliodomestico上部的储水箱中，然后在阳光下静置8小时，即可获得5升饮用水。

太阳能球

【技术分析】Solarball每天可以生产3升水，它的上部是透明的，所以阳光可以穿过，照在下部的黑色储水箱里。水蒸气可以不断地进入上部的冷凝罐，而水中的杂质则留在下部的储水箱中。

【成本分析】这些利用太阳能蒸馏纯净水的简易装置，一般成本较低。

【实际应用】因此，这种设备适用于偏远落后地区

【技术分析】Aquavus设备利用超声波技术将不干净的水转化为10微米的水滴。这些水滴经过蒸发-冷凝可以转化为纯水，而水中的盐分、污染物和颗粒在蒸发过程中被分离。

Aquavus的出水量为2升/分钟，海水淡化设备体积为1.5米 1.5米 1.5米，地下水和地表水净化设备体积为1米 1米 1米，出水量为120升/小时。

第三世界国家的乡村用水量远低于发达国家的城市或郊区。每个村民平均每天饮用、烹饪和洗澡的水是20升，因此一台Aquavus设备每天可以生产足够供应150名村民的水。Aquavus设备采用模块化设计，机动性好，因此可用于地震、海啸、洪水、干旱或战场。采用的水源主要是海水、地下水和受污染的地表水。

【成本分析】该设备能耗低，具有大规模应用的前景。海水淡化设备的预期价格为每台1000美元，地下水和地表水净化设备的预期价格为每台500美元。

【实际应用】Aquavus设备还处于研发阶段。目前实验室已经完成一期试验，二期试验正在进行中。第二阶段测试的主要内容是确保设备在偏远、不宜居住和热带地区的耐久性。