مرشح السيراميك عبارة عن جهاز ترشيح ميكانيكي مصنوع من عجينة السيراميك التي تمنع الجسيمات والكائنات الحية الدقيقة من المرور من خلالها، والتي يمكن أن تتشكل على هيئة وعاء أو شمعة أو قرص. وتتكون مرشحات السيراميك عادةً من جزأين، الجزء العلوي يحتوي على المياه الخام مع مادة السيراميك، والجزء السفلي يحتوي على المياه المرشحة والصنبور. ويمكن وضع مرشحات السيراميك مباشرةً في ماسورة ضغط المياه.

تحتوي مرشحات السيراميك على مسام بحجم الميكرو لتصفية الجسيمات العالقة والكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض من خلال الاصطياد الميكانيكي وال امتزاز، وتعد جودة عناصر المرشح ضرورية لهذه العملية. لكن مرشحات السيراميك لا تتخلص في العادة من الفيروسات. كما تُستخدم الفضة الغروية أحيانًا في مرشحات السيراميك للحماية من إعادة التلوث، على الرغم من أن فعاليتها غير مؤكدة، حيث أظهرت لها العديد من الدراسات تأثيرات محدودة أو معدومة. وتحتوي بعض المرشحات أيضًا على الكربون المنشط للتخلص من المواد العضوية أو المعادن الثقيلة. كما تتخلص مرشحات السيراميك من بعض الحديد ومذاق المعادن، وتحسّن من رائحة المياه ولونها.

اعتبارات التصميم

توجد ثلاثة أنواع من تصميمات المرشحات. في مرشحات الأوعية، تُوضع أوعية السيراميك في دلو بصنبور. حيث يُملأ وعاء السيراميك بالمياه بينما يتقطر في حاوية أخرى. أما في مرشح شمعة السيراميك أو مرشحات الأقراص، فتُوضع حاويتان فوق بعضهما. ويُحفر ثقب في الجزء السفلي من الحاوية العلوية، وتُثبت فيه شمعة سيراميك ببراغي. كما يمكن استخدام عدة شموع لزيادة معدل التدفق. يتم ترشيح المياه بالجاذبية من خلال الشمعة، لتتجمع في حاوية التخزين السفلية الآمنة، حيث يمكن استخدامها عن طريق الصنبور. وفي مرشحات سيفون السيراميك، تُوضع عناصر المرشح في دلو على منضدة، ويتصل بالدلو أنبوب طويل يتدلى منه بمقدار 30-100 سم. يجب ملء أنبوب المرشح بالمياه لبدء تشغيله، ويمكن أحيانًا ملؤه عن طريق لمبة المطاط الداخلة في تصميمه. كما يمكن جمع المياه مباشرة من الأنبوب أو في حاوية أخرى للتخزين الآمن للمياه. وعادةً ما يتراوح معدل تدفق مرشحات السيراميك التي تعمل بالجاذبية بين 1 إلى 3 لترات/ساعة لكل مرشح، بناءً على جودة مادة السيراميك، ومساحة سطحه وعمره بالإضافة إلى اختلاف الضغط الهيدروستاتيكي. كما تبلغ السعة التخزينية لخزان المياه النظيف حوالي 10-15 لترًا.

المواد والمستلزمات

يمكن إنتاج مرشحات السيراميك بمواد متوفرة محليًا في ورشة مصممة خصيصًا لذلك، إلا أن الاختلافات في تكوين عجينة السيراميك عبر المناطق الجغرافية يمكن أن تسبب مشاكل في الجودة. كما تستدعي الحاجة إلى حفر الثقوب في حاويات موضعية لتركيب الشموع والصنابير. على العكس من ذلك، عادةً ما يتم استيراد مرشحات الشموع، وغالبًا ما توفر الشركة المصنعة الحاويات المثقوبة مسبقًا مع الشمعة. وغالبًا ما تكون المرشحات المحضرة في أفران تعمل بالغاز ذات جودة أفضل من تلك التي يتم تحضيرها في أفران الحطب، حيث يمكن الحفاظ على درجة الحرارة المناسبة لعملية الحرق بشكل أفضل في أفران الغاز. وبغض النظر عن ذلك، فإن إجراءات مراقبة الجودة الجيدة والتدريب ضروريان لإنتاج منتجات عالية الجودة. ويمكن تكديس مرشحات السيراميك معًا لتخزينها، رغم أنها لا تتطلب مساحة تخزين كبيرة نسبيًا، إلا أن حتى هذه المساحة غير الكبيرة قد لا تكون متاحة. لكن عناصر مرشح السيراميك هشة ويمكن أن تتلف خلال النقل.

القابلية للتطبيق

قد تكون مرشحات السيراميك مفيدة في جميع مراحل الطوارئ. حيث يمكن توزيع مرشحات المياه المنزلية في المرحلة القصوى، عندما تكون المياه متاحة بشكل عام ولكنها ملوثة بالبكتيريا أو البروتوزوا أو المتعضيات الكبيرة، أو عندما يلوح في الأفق خطر تلوث المياه عند النقل والتخزين في المنزل. مرشحات السيراميك مثل أنظمة معالجة المياه المنزلية الأخرى، قابلة للاستخدام بشكل خاص عند الفصل ما بين السكان في حالة عدم إمكانية تركيب أنظمة معالجة المياه على نطاق واسع. تتميز مرشحات السيراميك بكفاءتها في تقليل عكارة المياه، ولكن عند وجود نسبة عالية من محتويات الجسيمات والمواد العضوية، سيؤدي ذلك إلى الانسداد وستستدعي الحاجة إلى مزيد من التنظيف المتكرر، والذي بدوره سيقلل من عمر السيراميك. يجب ألا تتجاوز عكارة المياه الخام 25 وحدة نيفليومترية (NTU، وفقًا للاختصار بالإنجليزية) على نطاق طويل المدى، أو 50 NTU عندما تكون فترات ال عكارة المرتفعة قصيرة.

التشغيل والصيانة

مرشحات السيراميك بسيطة للغاية، ويقتصر التشغيل اليومي لها على تعبئة الحاويات بالمياه. وتشمل الصيانة الغسل بفرشاة ناعمة أو قطعة قماش، والتي يجب إجراؤها بشكل متكرر إذا تم استخدام المياه المتعكرة. كما لا ينبغي استخدام الكلور أو الصابون لتنظيف عناصر السيراميك ولكن يمكن استخدامها للأغطية وحاويات تخزين المياه النظيفة والصنبور. كما أظهر سكب المياه المغلية على الشموع طريقة تنظيف فعالة في بعض الدراسات. ومع التنظيف المتكرر، يقل سمك الشموع وأوعية السيراميك وبالتالي قد تقل كفاءة الإزالة بمرور الوقت. لذلك فإن أحد التحديات التي يواجهها المستخدم هو معرفة متى يجب استبدال الشمعة. وللتغلب على هذا، توفر بعض الشركات المصنعة مقياسًا بسيطًا لقياس سمك الشمعة ومعرفة متى يلزم تغييرها. وفي حالة المياه شديدة ال عكارة التي تتسبب في مستويات عالية من الانسداد والتي يلزم معها التنظيف المتكرر، قد يؤدي الترسيب المسبق للمياه إلى إطالة عمر عناصر مرشح السيراميك.

الصحة والسلامة

تختلف كفاءة مرشحات السيراميك في إزالة مسببات الأمراض تبعًا لنوعها وظروف الإنتاج وجودة مادة السيراميك. وبشكل عام، تتمثل 88-99.99% من مسببات الأمراض في البروتوزوا والكائنات الدقيقة التي تتسبب فيها الفضلات وفقًا للدراسة والمنتج المستخدم والوضع. تتباين كفاءة إزالة الفيروسات أيضًا بدرجة كبيرة، حيث أظهرت بعض الدراسات والمنتجات إزالة 90-99% من الفيروسات، بينما لم تتمكن المنتجات الأخرى من إزالة الفيروسات إطلاقًا أو تقريبًا. ومن الأهمية بمكان التأكد من أن عناصر مرشح السيراميك مثبتة بشكل صحيح لتجنب التسريب وإعادة التلوث. فقد يعاد تلويث حاوية تخزين المياه المعالجة والصنبور. ويكون خطر إعادة التلوث أعلى عندما لا يتم توفير حاوية تخزين آمن للمياه H.1 ، كما هو الحال بالنسبة لبعض مرشحات السيفون.

التكاليف

عادةً ما تكلف مرشحات السيراميك والسيفون حوالي 8-30 دولارًا أمريكيًا. بينما تبلغ تكاليف مرشحات شموع السيراميك أكثر من 30 دولارًا أمريكيًا حسب الشركة المصنعة والجودة ونوع السكن. وعادةً ما يتراوح العمر الافتراضي لعناصر مرشح السيراميك من 6 إلى 12 شهرًا ولكنه يختلف وفقًا لنوعية المياه الخام ومعدل التنظيف.

الاعتبارات الاجتماعية والبيئية

تلقى مرشحات السيراميك ومرشحات الشموع قبولًا جيدًا في معظم الأوضاع. فعند إزالة ال عكارة، تصبح معالجة المياه واضحة ويسيرة، كما تصبح المرشحات سهلة الاستخدام. لكن قد يواجه المستخدمون الذين لم يسبق لهم استخدام أي مرشح صعوبات في التركيب والصيانة، لذلك قد يتطلب الأمر تدريبًا أو عدة دورات تدريبية متواصلة.