Water Filter
A. An ingenious invention is set to bring clean water to the third world, and while the science may be cutting edge, the materials are extremely down to earth. A handful of clay yesterday's coffee grounds and some cow manure are the ingredients that could bring clean, safe drinking water to much of the third world.
Một phát minh tài tình sắp mang nước sạch đến cho thế giới thứ ba; và tuy khoa học phía sau có thể thuộc hàng tiên tiến, vật liệu lại vô cùng bình dị. Một nắm đất sét, bã cà phê từ hôm qua và một ít phân bò là những thành phần có thể mang nước uống sạch, an toàn đến cho phần lớn thế giới thứ ba.
B. The simple new technology, developed by ANU materials scientist Mr. Tony Flynn, allows water filters to be made from commonly available materials and fired on the ground using cow manure as the source of heat, without the need for a kiln. The filters have been tested and shown to remove common pathogens (disease-producing organisms) including E-coli. Unlike other water filtering devices, the filters are simple and inexpensive to make. "They are very simple to explain and demonstrate and can be made by anyone, anywhere," says Mr. Flynn. "They don't require any western technology. All you need is terracotta clay, a compliant cow and a match."
Công nghệ mới đơn giản này, do nhà khoa học vật liệu ANU ông Tony Flynn phát triển, cho phép chế tạo bộ lọc nước từ các vật liệu sẵn có và nung ngay trên mặt đất dùng phân bò làm nguồn nhiệt, không cần lò nung. Các bộ lọc đã được thử nghiệm và chứng minh có thể loại bỏ các mầm bệnh thường gặp, bao gồm E.coli. Khác với những thiết bị lọc khác, bộ lọc này đơn giản và rẻ để làm. "Rất dễ giải thích, dễ trình diễn và ai, ở đâu cũng làm được," ông Flynn nói. "Không cần công nghệ phương Tây. Bạn chỉ cần đất sét terracotta, một con bò 'hợp tác' và một que diêm."
C. The production of the filters is extremely simple. Take a handful of dry, crushed clay, mix it with a handful of organic material, such as used tea leaves, coffee grounds or rice hulls, add enough water to make a stiff biscuit-like mixture and form a cylindrical pot that has one end closed, then dry it in the sun. According to Mr. Flynn, used coffee grounds have given the best results to date. Next, surround the pots with straw; put them in a mound of cow manure, light the straw and then top up the burning manure as required. In less than 60 minutes the filters are finished. The walls of the finished pot should be about as thick as an adult's index. The properties of cow manure are vital as the fuel can reach a temperature of 700 degrees in half an hour and will be up to 950 degrees after another 20 to 30 minutes. The manure makes a good fuel because it is very high in organic material that bums readily and quickly; the manure has to be dry and is best used exactly as found in the field, there is no need to break it up or process it any further.
Quy trình chế tạo vô cùng đơn giản. Lấy một nắm đất sét khô, nghiền vụn, trộn với một nắm vật liệu hữu cơ như bã trà, bã cà phê hoặc vỏ trấu; thêm vừa đủ nước để tạo hỗn hợp sệt như bánh quy và nặn thành một chậu hình trụ một đầu kín; rồi đem phơi nắng. Theo ông Flynn, bã cà phê cho kết quả tốt nhất cho đến nay. Kế đó, dùng rơm quấn quanh các chậu; đặt chúng vào một mô phân bò, châm rơm cho cháy rồi châm thêm phân cháy khi cần. Chưa đến 60 phút là bộ lọc hoàn tất. Thành chậu sau cùng nên dày cỡ ngón trỏ người lớn. Tính chất của phân bò là tối quan trọng, vì nhiên liệu này có thể đạt 700 độ trong nửa giờ và lên đến 950 độ sau 20–30 phút nữa. Phân là nhiên liệu tốt vì rất giàu vật chất hữu cơ nên bén và cháy nhanh; phân phải khô và tốt nhất là dùng y như nhặt trên đồng, không cần nghiền nhỏ hay xử lý thêm.
D. "A potter's din is an expensive item and can could take up to four or five hours to get upto 800 degrees. It needs expensive or scarce fuel, such as gas or wood to heat it and experience to run it. With no technology, no insulation and nothing other than a pile of cow manure and a match, none of these restrictions apply," Mr. Flynn says.
"Một cái 'lò' của thợ gốm là món đắt tiền và có thể mất bốn đến năm giờ mới lên được 800 độ. Nó cần nhiên liệu đắt hoặc khan hiếm như gas hoặc củi để đốt và cần kinh nghiệm để vận hành. Còn với 'không công nghệ', không cách nhiệt và chẳng có gì ngoài một đống phân bò và một que diêm, thì những ràng buộc ấy đều không tồn tại," ông Flynn nói.
E. It is also helpful that, like terracotta clay and organic material, cow dung is freely available across the developing world. "A cow is a natural fuel factory. My understanding is that cow dung as a fuel would be pretty much the same wherever you would find it." Just as using manure as a fuel for domestic uses is not a new idea, the porosity of clay is something that potters have known about for years, and something that as a former ceramics lecturer in the ANU School of Art, Mr. Flynn is well aware of. The difference is that rather than viewing the porous nature of the material as a problem — after all not many people want a pot that won't hold water — his filters capitalize on this property.
Cũng hữu ích nữa là, giống đất sét terracotta và vật liệu hữu cơ, phân bò có sẵn khắp thế giới đang phát triển. "Con bò là một nhà máy nhiên liệu tự nhiên. Theo tôi hiểu thì phân bò làm nhiên liệu gần như ở đâu cũng vậy." Việc dùng phân làm nhiên liệu cho sinh hoạt không phải là ý tưởng mới; còn độ xốp của đất sét là điều giới thợ gốm đã biết từ lâu — và với tư cách cựu giảng viên gốm của Trường Nghệ thuật ANU, ông Flynn càng nắm rất rõ. Khác biệt là thay vì coi tính xốp là vấn đề — rốt cuộc thì chẳng ai muốn một cái chậu không giữ được nước — các bộ lọc của ông lại tận dụng chính đặc tính này.
F. Other commercial ceramic filters do exist, but, even if available, with prices starting at US$5 each, they are often outside the budgets of most people in the developing world. The filtration process is simple, but effective. The basic principle is that there are passages through the filter that are wide enough for water droplets to pass through, but too narrow for pathogens. Tests with the deadly E-coli bacterium have seen the filters remove 96.4 to 99.8 per cent of the pathogen — well within safe levels. Using only one filter it takes two hours to filter a litre of water. The use of organic material, which burns away after firing, helps produce the structure in which pathogens will become trapped. It overcomes the potential problems of finer clays that may not let water through and also means that cracks are soon halted. And like clay and cow dung, it is universally available.
Vẫn có các bộ lọc gốm thương mại khác, nhưng dù có sẵn đi nữa thì với mức giá khởi điểm 5 đô la Mỹ một chiếc, chúng thường vượt quá khả năng của đa số người dân ở các nước đang phát triển. Quá trình lọc thì đơn giản nhưng hiệu quả: nguyên lý cơ bản là trong bộ lọc có những đường thông đủ rộng cho giọt nước đi qua, nhưng quá hẹp đối với mầm bệnh. Thử nghiệm với vi khuẩn E.coli chết người cho thấy bộ lọc loại bỏ được từ 96,4 đến 99,8 phần trăm — nằm trong ngưỡng an toàn. Dùng một bộ lọc duy nhất, mất hai giờ để lọc một lít nước. Việc thêm vật liệu hữu cơ, vốn cháy sạch sau khi nung, giúp tạo cấu trúc giữ lại mầm bệnh. Nó khắc phục vấn đề tiềm ẩn với đất sét quá mịn (có thể không cho nước đi qua) và còn khiến các vết nứt sớm bị chặn lại. Và cũng như đất sét và phân bò, vật liệu hữu cơ có sẵn khắp nơi.
G. The invention was born out of a World Vision project involving the Manatuto community in East Timor The charity wanted to help set up a small industry manufacturing water filters, but initial research found the local clay to be too fine — a problem solved by the addition of organic material. While the AF problems of producing a working ceramic filter in East Timor were overcome, the solution was kiln-based and particular to that community's materials and couldn't be applied elsewhere. Manure firing, with no requirement for a kiln, has made this zero technology approach available anywhere it is needed. With all the components being widely available, Mr. Flynn says there is no reason the technology couldn't be applied throughout the developing world, and with no plans to patent his idea, there will be no legal obstacles to it being adopted in any community that needs it. "Everyone has a right to clean water, these filters have the potential to enable anyone in the world to drink water safely," says Mr. Flynn.
Phát minh này ra đời từ một dự án của World Vision với cộng đồng Manatuto ở Đông Timor. Tổ chức này muốn giúp xây dựng một ngành nhỏ sản xuất bộ lọc nước, nhưng nghiên cứu ban đầu phát hiện đất sét địa phương quá mịn — vấn đề được giải quyết bằng cách bổ sung vật liệu hữu cơ. Dù các khó khăn để tạo ra bộ lọc gốm hoạt động ở Đông Timor đã được vượt qua, lời giải khi đó dựa vào lò nung và phụ thuộc vật liệu địa phương nên không áp dụng nơi khác được. Việc nung bằng phân, không cần lò, đã khiến cách làm "không công nghệ" này có thể áp dụng ở bất cứ đâu cần. Khi tất cả thành phần đều sẵn có rộng rãi, ông Flynn nói không có lý do gì công nghệ này lại không thể áp dụng khắp các nước đang phát triển; và vì ông không có kế hoạch đăng ký bằng sáng chế, sẽ không có rào cản pháp lý nào ngăn cộng đồng cần dùng áp dụng nó. "Ai cũng có quyền được dùng nước sạch; các bộ lọc này có tiềm năng giúp bất kỳ ai trên thế giới uống nước an toàn," ông Flynn nói.