便携式野战给水装置的研制

付 勇，黄尉初，苏静静，刘福斌，高克阳

为方便基层小分队、野战指挥所、小型野战医疗救治机构及执行野外作训任务的单兵提供安全卫生的饮用水。笔者经科学设计、试制样机、专家鉴定、推广实用的研究方法研制了便携式野战给水装置，其组成包括便携式野战单兵给水净化器、便携式野战分队净化给水器和野战简易流水洗手装置等3部分。便携式野战给水装置自身性能及水质处理各项技术指标达到了研究设计要求。现将各部分简介如下。

1 便携式野战单兵给水净化器

1.1 工作原理 野战单兵给水净化器由加压推拉手柄、活塞杆、活塞环和压力分解瓣膜等结构，为给水器的正常工作和系统清洗提供动力。水源水经过端头滤罩粗滤，再由绒喷精滤膜二次初滤后，由活塞腔压入环形承压贮水腔中，经环状滤膜过滤，进入活性炭滤清器吸附过滤，从而实现致病微生物、大分子有机物等完全清除而达到水质净化，可保留水中机体所需的盐分和矿物质。在水质污染严重或需要对水质进行深度脱盐处理时，应用低压反渗透膜组件，可实现水源水深度净化处理。

1.2 结构性能 单兵野战给水净化器由主体结构和附属装置组成，总重量为1 kg，长度15 cm。主要原件由无毒硬质塑料和不锈钢材质加工而成。外压式环状超滤膜与管状结构比较，提高了过滤效能，便于清洗和更换。活性炭滤清器可以有效地吸附水中的毒素、气味和有色成分，改善水质理化性状和口感。消毒剂缓释器内装二氯乙氰尿酸钠粉状消毒剂，当水流经过时，溶解消毒剂而成为含有效氯>40%的消毒液，贮存于储液小囊中靠自动虹吸定量加入，对水质超氯消毒。由推拉手柄、活塞杆、活塞环和压力分解瓣膜等构成本装置动力系统。为保证净化器的最大工作效能，设计活塞做功频率为60~120次/min，最大做功位移10 cm，最大工作压力0.005MPa，最大提水高程为2.0m。当出水量低于0.5 L/min时更换备用活塞环。附属装置由进出水导管、备用滤芯、活塞备件、低压反渗透滤膜和消毒药剂等组成，各部分均由便捷标准接口相连，根据野外不同工作环境进行相应的组合。1.3 应用效果 该净化器在不串联低压反渗透膜时，经对井水、河水、水库水及坑道贮水等20处水源水进行现场应用，处理前后结果对照见表1。

表1 单兵野战给水多功能净化器现场效果

净化器设计最大过滤量为30 000 L，出水量为0.5~1.0 L/min，工作环境温度0~50℃，在额定单位时间内，可保持设计各参数稳定，并有效保障了净化效果。消毒剂缓释器只有在水源水遭到生物或化学毒剂污染，经防化专业部门处理后才允许作为水源处理时使用。饮用时根据余氯量检验结果对水质进行脱氯处理，未经脱氯处理的，可作为消毒液处理医用敷料，或进行器具、餐具消毒。

便携式野战单兵给水净化器是针对野外作训的单兵使用，考虑到机动与快捷的要求，设备主要去除水中的致病微生物、大分子有机物、胶体物质和改善水质感官性状。由于缺少深度除盐净化功能，尚不能对苦咸水、海水、有害重金属污染以及受到放射性污染的水源进行净化处理。对于遭受化学毒剂污染的水源，也必须在专业防化部门处理后使用。

2 便携式野战分队净化给水器

2.1 工作原理 便携式野战分队净化给水器设计净化淡水能力200 L/h。源水经交流自吸泵进入自清洗仿生滤清器，对水源水中大颗粒物质进行吸附滤除，可除去约50%~70%水中杂质，再由绒喷精滤器进一步将水中的悬浮物降低，超滤膜可使水中致病微生物全部滤除，臭氧对进入蓄水箱的水进行在线富氧消毒处理。

2.2 结构组成 野战分队净化给水器的主要结构包括净水组件、动力组件、蓄水箱和电控箱，其中净水组件、蓄水箱及电控箱均设置在壳体内，多功能动力组件主要由交流自吸泵、手动压力泵、水气射流混合泵及电控部分组成。设计有效取水半径为100m、扬程10m、自吸泵压力0.2MPa，在具备交流电源时，自吸泵将水源水送入膜组合净水单元。在野外环境无电力供应时，可用手动压力泵代替交流自吸泵，一人即可完成操作。水气射流混合泵，可使水中臭氧的浓度达到0.5mg/L。为对应我国市电网和小型燃油发电机，给水器配置了程序控制交流（220 V、50Hz）电源动力系统。附属装置由臭氧发生器及水、电输送管件组成。本装置通过电极改进，采用石英管状电场新工艺研制的臭氧发生器，设计臭氧、水应用比为2 g/m3，臭氧产生量及消毒时间采用程序控制。根据部队野外的不同需要，消毒设备一机多用，既能对水质进行在线消毒，又可在野战条件下为部队医疗、卫生防疫消毒提供可靠的臭氧源。水电输送管件的高强度吸水管及软质送水管均配有航空标准接口，根据野外不同需要，配以对应加长的备用管道，并附加进水端头滤罩。

2.3 应用效果 给水器经野外不同条件下现场使用，在有适配电源的环境中，对民用水井，河水、水库水、坑道贮水等41处不同水源水分别进行了应用效果实验观察。以上水源水处理前经国标法测定结果为：色度 10~35°，4处水源有绿、黄等异色；浑浊度3~170°（NTU）；有6处水源有肉眼可见物；2处水源有明显的异味；耗氧量4~15mg/L（以O2计）；细菌总数270~3000 cfu/ml；总大肠菌群16~670 cfu/100ml；粪大肠菌群4~590 cfu/100m l；其他一般理化指标、毒理指标和放射性指标基本符合水源水卫生标准。经该给水器处理后，所测样品结果如下：色度<15°、无其他异色，浑浊度<1°（NTU），无异味、异臭，无肉眼可见物，耗氧量（以 O2计）1.0~2.4mg/L，细菌总数除1例坑道内水样为6 cfu/m l外，其余样品均为0 cfu/ml，总大肠菌群和粪大肠菌群0 cfu/100ml，一般理化指标、毒理指标和放射性指标，处理前后经国标法对照测定，水质得到显著性改善。

便携式野战分队净化给水器主要用于一般淡水水源的处理，在野外缺乏交流电源时，手动压力泵对海水及苦咸水的脱盐处理效果虽可保持饮水质量，但是处理水源的数量偏低。由于无电而影响了臭氧对水质的在线消毒，水质的保存时间受限。该装置未设计化学毒剂处理功能，对于遭受此类污染的水源不能应用。

3 简易流水洗手装置

选用一个容积为100 L的塑料桶，在桶的下部安装出水阀，外接一个长度为60~120 cm的塑料横管，塑料管上等距离安装4~8个水龙头，塑料桶用70 cm的铁（木）或就便器材支撑。污水用旧便器具接收，定期倒入渗水坑。在夏秋季或传染病流行时期，可在塑料桶中定时定量添加消毒剂，将水桶在指挥所、医疗点、收容站、卫生间等临时场所展开，可达到洗手、消毒、预防疾病的目的。应用于中俄联合军事演习，汶川抗震救灾及援巴抗洪等大型活动现场，取得了满意的效果。

简易流水洗手装置虽然设计简单，制作方便，但由于仅提供了设计原理与制作方法，没有研制统一的制式装备，在应用过程中可根据需要进行优化和改进。

[1]龚乘元.野战制水四十年回顾与展望[J].医疗卫生装备，2001，22（4）：2-5.

[2]陈永红.单兵应急饮水净化消毒剂的使用效果观察[J].解放军预防医学杂志，2004,22（6）:441-442.