المقدمة
استخدمت الفلاتر الخزفية المصنوعة محلياً في جميع أنحاء العالم لمعالجة المياه المنزلية. حالياً، مرشح السيراميك الأكثر تنفيذاً على نطاق واسع هو تصميم "خزافون من أجل السلام" (Potters for Peace). هذا المرشح عبارة عن وعاء خزفي يحمل حوالي 8-10 لترات من الماء، ويجلس داخل وعاء من البلاستيك أو السيراميك.
ومن أجل استخدام المرشحات الخزفية، تملأ بالماء الذي يتدفق إلى وعاء تخزين. يتم إنتاج المرشحات مشربة بـ الفضة الغروية (Colloidal Silver) لضمان الإزالة الكاملة للبكتيريا في المياه المعالجة ومنع نمو البكتيريا داخل الفلتر نفسه. وهناك العديد من مرشحات الفخار متاحة على نطاق واسع في البلدان المتقدمة والنامية.
توفر مثل هذه المرشحات في اليمن
تتوفر هذه المرشحات في صنعاء عند أصحاب محلات الخزف. تم الذهاب إلى المعمل الوطني من أجل التأكد ومعرفة مدى جودتها وهل هي مشربة بالفضة الغروية المسؤولة عن إزالة البكتيريا والطحالب. ولوحظ التالي:
- الثقة العالية لدى صاحب المعمل كونه يمتلك الخبرة والقدرة الكافية لصناعة مرشحات الخزف.
- امتلاك المعمل الفضة الغروية ومعرفة صاحب المعمل بأهمية هذه الفضة.
- امتلاك المعمل الوطني اليمني برنامج تعريفي وتعليمي للمستخدم ومنشورات تثقيفية مرفقة بعضها.
- التعامل والتعاون مع بعض المنظمات الدولية حسب تصريح صاحب المعمل.
- وجود تعليمات وإرشادات مقدمة من قبل المعمل.
تعليمات وإرشادات من قبل المعمل
مكونات مرشحات الفخار
في الميدان أو في المختبر، أظهرت الاختبارات أن هذه التقنية فعالة جداً في تنقية المياه، بالإضافة إلى أن المرشحات مقبولة اجتماعياً لدى مجتمعات العالم النامي. مرشحات الفخار بسيطة في التصميم، ويمكن تصنيعها محلياً باستخدام مرافق في الموقع والعمل. يشمل إنتاج مرشح بأكمله أربعة أجزاء:
- وعاء من الفخار: وهو عنصر التصفية. مصنوع من الفخار الطيني الذي يسهل اختراقه وهو أهم جزء في التصفية.
- خزان من وعاء البلاستيك: والذي بمثابة خزان لتخزين المياه المنقاة.
- غطاء: يغطي التصفية ويحتفظ بها بعيداً عن الأوساخ والتلوث.
- حنفية: يتم تثبيتها في الوعاء، وتستخدم للوصول إلى المياه مع تجنب التلوث.
فعالية المختبر، الفعالية الميدانية، والتأثير الصحي
فعالية مرشحات السيراميك في إزالة البكتيريا، الفيروسات، والفطريات يعتمد على جودة الإنتاج من فلتر السيراميك. معظم المرشحات السيراميك فعالة في إزالة البكتيريا والفطريات الكبيرة، ولكن ليس فعالاً في إزالة الفيروسات.
وقد أظهرت الدراسات إزالة كافة أنواع البكتيريا في الماء وتصفيتها من خلال مرشحات السيراميك عالية الجودة، وقد تم توثيق انخفاض بنسبة 60-70٪ في حالات الإصابة بمرض الإسهال لدى مستخدمي هذه الفلاتر.
كما أظهرت الدراسات أيضاً تلوثاً جرثومياً كبيراً عند استخدام مرشحات ذات نوعية رديئة منتجة محلياً أو عندما يكون الوعاء ملوثاً. لذا، من المهم تدريب المستخدمين على العناية بشكل صحيح بالمصفاة والأوعية الخزفية والمحافظة عليها.
مزايا وعيوب مرشحات الفخار
المزايا:
- الحد من البكتيريا والفطريات في الماء.
- بساطة الاستخدام.
- انخفاض الإصابة بأمراض الإسهال للمستخدمين.
- يبقى لفترة طويلة إذا لم ينكسر.
- الترشيح فعال للغاية في إزالة مسببات الأمراض والرواسب.
- طلاء الفضة الغروية يضمن تطهير مياه الشرب، وليس هناك حاجة إلى مزيد من التطهير.
- يمكن إنتاجها محلياً باستخدام الموارد واليد العاملة المحلية.
- غير مكلفة نسبياً.
- مرغوبة جمالياً وقادرة على أن تدرج في الأسر.
العيوب:
- ليست فعالة ضد الفيروسات.
- يمكن أن يؤدي سوء الاستخدام إلى إعادة التلوث.
- مراقبة الجودة متغيرة للمرشحات المنتجة محلياً.
- المرشحات قد تنكسر مع مرور الوقت، مما يعني الحاجة لقطع الغيار.
- معدل تدفق منخفض (من 1-3 لتر في الساعة للمياه غير العكرة).
- الفخار هش ويمكن بسهولة أن يتصدع أثناء المناولة.
- قد تكون الشقوق غير قابلة للكشف، ولكنها تظل تؤثر على قدرة الترشيح.
- المياه العكرة يمكن أن تسد المسام في المصفوفة المسامية للسيراميك.
- التنظيف المنتظم المطلوب قد يتسبب في إزالة الفضة الغروية (Colloidal Silver) من طبقات الفخار.
- المراقبة وتطبيق الجودة مطلوب بشدة في إنتاج المرشحات.
طريقة الإنتاج والمكونات
تبين الإحصاءات أن العديد من الأمراض، خاصة عند الأطفال، ناجمة عن شرب المياه غير النقية. ووفقاً لليونيسف ومنظمة الصحة العالمية، هناك أكثر من 884 مليون شخص من جميع أنحاء العالم يفتقرون إلى إمدادات مياه الشرب النقية، وأكثر من 2.6 مليار يفتقرون إلى خدمات الصرف الصحي. كان حاسماً بالنسبة لنا للرد على المشكلة المطروحة في ليمبوبو.
مرشحات مياه السيراميك الطيني أو الفخار تعمل مع مزيج من التطهير الفيزيائي والكيميائي معاً. الفراغات المسامية في عنصر فلتر الفخار هي صغيرة بما يكفي لترشيح أي شيء أكبر من جزيء الماء. بالإضافة إلى ذلك، يتم دهن مرشحات السيراميك الطيني بمحلول الفضة الغروية؛ فهذه الطبقة مهمة لإزالة البكتيريا. وتشير النتائج إلى أن تشرب الفضة الغروية في المرشحات الفخارية (التي يمكن صنعها بالمواد والعمالة المحلية) تعد تكنولوجيا فعالة ومستدامة لأفقر المجتمعات في العالم.
خطوات الإنتاج: يمكن إنتاج مرشحات المياه الفخارية باستخدام مواد محلية وهي الطين، نشارة الخشب، والمياه لخلطها باليد. يتم خلط المواد بنسب متساوية، توضع في قالب من المعدن أو البلاستيك على شكل وعاء، ثم توضع في الفرن على درجة 900 مئوية ليتماسك الطين مع احتراق نشارة الخشب تاركة مساماً يسهل اختراقها للترشيح. بعد ذلك، يتم دهن المرشحات بمحلول مخفف من الفضة الغروية لمسح المسام على سطح الفخار ليكون بمثابة مطهر فعال للغاية لأغلب مسببات الأمراض التي تنقلها المياه (مثل كوليرا الضمة والسلالات المسببة للأمراض القولونية). ويمكن بعد ذلك تمرير المياه غير المعالجة من خلال المرشح وجمعها في الخزان السفلي مع حنفية للحصول على الماء النقي.
كفاءة العلاج
إذا تم تشييده وتشغيله بشكل صحيح، سيكون فلتر الفخار فعالاً جداً في إنتاج مياه شرب عالية الجودة. مرشحات الفخار الطيني مع طلاء الفضة أمكنت إزالة 99-100٪ من البكتيريا والطفيليات. هذه الفلاتر أيضاً تقضي على الرواسب العالقة في المياه، بما في ذلك أي مركبات عضوية.
كفاءة المعالجة تتطلب وجود الفضة الغروية، وتتأثر أيضاً بحجم المسام وجودة البناء. الطعم والرائحة واللون من المياه التي تمت تصفيتها تتحسن عموماً. وقد أظهرت دراسة أولية أن اختبار الامتصاص في تجربة الطرد المركزي في وعاء الفخار المشبع بمحلول الفضة الغروية يزيل حوالي 99.9٪ من مسببات الأمراض.
الفرن المستخدم (The Mani Kiln)
الفرن الموصى به لإنتاج الفخار هو فرن "ماني كايلن" (The Mani Kiln). وهو فرن مصمم خصيصاً لإنتاج هذا النوع من المرشحات، لأن أفران التيار الصاعد التقليدية أصغر من أن تكون فعالة وليس لديها القدرة على إطلاق عدد كبير من المرشحات. لذلك صُمم فرن أكثر كفاءة في استهلاك الوقود باستخدام المعايير التالية:
- تصميم بسيط.
- بناء غير مكلف.
- كفاءة في استهلاك الوقود.
- القدرة على استخدام العمالة والمواد المحلية.
وقد صمم هذا الفرن "ماني هرنانديز" (Manny Hernandez)، أستاذ متقاعد من جامعة إلينوي، بناءً على خبرته التقنية. ماني لديه خبرة واسعة في تصميم الأفران، وقد أقنع الكثيرين بأن تصاميمه موثوقة. الفرن ضروري لإكمال صنع مرشحات المياه الفخارية، ليتماسك الفخار ويضمن فعاليته.
مواصفات الفرن: يتميز فرن ماني بسقف مدور بسيط ومدخنة، ويعتمد على الخشب كمصدر أساسي للوقود بكفاءة تتراوح بين 40 إلى 50 في المئة. يوضع الخشب تحت الفرن أو في حفرة وتُشعل النار. يتسع الفرن لـ 40 فلتراً فخارياً، ويجب أن تصل الحرارة داخله إلى 900 درجة مئوية لضمان تماسك الفخار وتكوين المسام الفعالة لتنقية الماء.
المصادر والمراجع:
- مركز السيطرة على الأمراض والوقاية منها (CDC): Ceramic Filtration
- منظمة Pure: FilterPure Filters
- مكتبة IEEE: Ceramic Water Filter for Point-Of-Use Water Treatment in Limpopo Province, South Africa
