我如何将污水转化为淡水[视频]

简易 DIY 蒸馏

假设末日明天就降临。好消息:你幸存了!再也没有信用卡债务或痛苦的通勤。坏消息?基础设施已经崩溃,没有干净的饮用水。大多数人没有水活不过几天,所以我们需要一种可靠的方法来净化有毒的水源。

蒸馏几乎可以解决所有问题,将水中的盐分、污染物、微生物、病毒和其他有害物质分离。一种常见的方法是制作私酿酒,使用密封的锅、火和复杂的管道。或者,也可以更安全、更省力地利用太阳能进行蒸馏。

太阳能蒸馏器巧妙地模拟了将水从海洋和湖泊中提取、储存在云中、然后作为雨水返回地球的循环过程。我用密封胶和车间里的工具,加上一个挡风玻璃、木托盘、管道胶带,以及从附近垃圾箱里捡来的简易管道,制作了下面这个蒸馏器。

可疑的水被倒入一个浅盒子中;太阳透过挡风玻璃照射,蒸发了水分——留下各种污染物。当蒸汽碰到较冷的挡风玻璃时,它会重新凝结成液体,顺着水槽流下,滴入水桶中。

我有多信任这个理论和一堆垃圾来净化水?足以置之死地——或者至少是导致严重的腹泻。我开始使用从戈瓦纳斯运河(一个超级基金清理点)捞取的污秽样本。一杯这样的水含有重金属、碳氢化合物和病原体。

几个小时后,蒸馏器里出来的是干净、清澈、可以饮用的水——无需去急诊室。

Hackett with his solar still
哈克特和他用太阳能蒸馏器 Becky Stern

说明
请严格按照这些说明来建造你的蒸馏器,然后根据需要更换不同的零件——这个清单并非绝对。大多数替换件都可以正常工作,只要你遵循每个零件需要完成的基本功能。玻璃应该允许阳光进入并让水凝结,所以窗户玻璃或咖啡桌的台面都可以。同时,主体需要是防水的;例如,一个不锈钢水槽可能也可以。

材质
• 挡风玻璃(裂缝可以,但不能有孔)
• ½ 英寸厚的胶合板碎片(比挡风玻璃大)
• 两个硬木托盘
• 一打 1 英寸长的木螺钉
• 木工胶
• 硅酮密封胶(黑色有助于吸收热量并延长蒸发时间)
• 铜管,直径 ½ 至 1 英寸(长度至少比挡风玻璃宽几英寸)
• 大约 5 英尺花园软管
• 水龙头(你需要它的阀门,而不是美观;球阀也可以)
• 铝箔衬里的管道胶带(实际用于管道维修的那种,虽然普通管道胶带也可以,但必须能承受阳光直射和 160°F 的温度)

工具
• 曲线锯
• 螺丝刀
• 密封胶枪
• 金属剪
• 钳子
• 美工刀
• 孔锯(直径需与铜管相同)

步骤
1. 绘制轮廓。在胶合板上描出挡风玻璃的形状,然后锯出来。

  1. 框架。从托盘上撬下足够多的木条,在胶合板上做一个围墙。它们将形成一个蓄水池并支撑挡风玻璃;请注意,宽而浅的蒸馏器比高而深的更有效。(顺便说一句,一个托盘木条的宽度是理想的高度。)

  2. 主体。在胶合板的一面上,用螺钉和胶水将托盘木条沿着边缘固定,形成一个紧密的边框。

  3. 蓄水池。在胶合板和托盘木条的内侧涂上密封胶,确保所有表面和接缝都密封好。你需要让蒸馏器的内部成为一个防水的蓄水池。(我发现用木头和纸的碎片可以轻松地涂抹均匀的密封胶层。)

  4. 水槽。水槽将位于蒸馏器内部(沿着蓄水池的一个长边),收集从挡风玻璃上滴下的冷凝蒸汽,并通过蓄水池壁上的一个孔排出净化后的水。首先,将铜管锯至适合挡风玻璃的长边,再多出几英寸(多出的部分将穿过墙壁)。将铜管沿着长蓄水池壁测量,并在铜管将穿过墙壁的地方做标记。用金属剪沿铜管长度方向剪开,停在墙壁标记处。在刚剪开的缝隙旁,垂直于缝隙(但不要越过缝隙)锯开一半铜管。用美工刀沿着铜管的另一侧(与缝隙相对的一侧)划线,直到铜管的圆头。用钳子沿着划线将你刚才制作的开口压平。剩下的应该是一个开口的铜槽,一侧有压平的唇,另一端是未被剪开的圆头。使用另外两根托盘木条将唇部压平。

  5. 排水口。在密封好的蓄水池的一个短边上,靠近墙壁顶部钻一个与铜管相同大小的孔。将铜管的圆头插入孔中,并将铜管的平唇沿着长蓄水池壁固定。

  6. 水龙头。在水槽墙壁的对面,在蒸馏器顶部约半英寸处钻一个孔。将水龙头插入孔中,使水龙头的出水口朝上,水龙头连接的管道部分伸入蒸馏器内部。待净化的脏水将通过打开的水龙头倒入蓄水池。

  7. 玻璃。将挡风玻璃放在蓄水池顶部。用管道胶带固定好,并用密封胶封住玻璃和蓄水池之间的任何缝隙,然后用一层胶带覆盖,再涂一层密封胶。这个密封非常非常重要,所以请花时间仔细做好,确保玻璃和墙壁之间不会有任何泄漏。

  8. 软管。将废弃的软管连接到突出的铜管上,使其向下倾斜,然后放入你选择的干净收集容器中。用管道胶带密封铜管、软管和收集器之间的连接处。

  9. 密封。将所有角落和缝隙都用密封胶封好,并至少让其固化一整天。整个装置需要完全密封,否则将无法工作。一个简单的密封性测试:关闭水龙头,然后尽力往铜管里吹气。你能自由地吹气而没有太大阻力吗?那么蒸馏器就漏气了;再涂些密封胶,让它固化,然后重试。吹气变得越来越困难,你眼前出现了黑点?坏消息:你杀死了一些脑细胞。好消息:你的蒸馏器可以使用了。

步骤

将蒸馏器放在阳光最直射的地方。打开水龙头,倒入可疑的水,直到水位达到几英寸深,然后关上。蒸馏器应该略微倾斜,水槽位于较低的一端,以便将冷凝水引向水槽。(多加一两块托盘木条应该足以支撑水龙头所在的一端。)

大约半小时后——如果天气寒冷或阳光不强,则需要更长时间——水会明显凝结并流下玻璃,滴入水槽,然后进入收集容器。丢弃最初几盎司的水。如果你的水源被汽油和丙酮等比水轻的挥发性物质污染,这一点尤其重要,因为这些物质会先蒸发出来。

将蒸馏器全天放置。在阳光消失后,它应该还能继续工作,因为储存的热量会完成最后的工作。然后,你就可以为掌握了人类最基本的需求而沾沾自喜了。

警告:太阳能蒸馏器无法去除所有有机溶剂,不当使用可能会引入污染物。如果你建造并饮用其中的水——包括本版本——那么你完全自担风险。(考虑等到末日之后再啜饮。)

_本文最初发表于 _《大众科学》_ 2014年2月刊。

 

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