Как своими руками сделать фильтр для очистки воды: Как сделать фильтр для воды своими руками

варианты изготовления из подручных материалов и правила эксплуатации

Сегодня для очистки воды от загрязнений применяют самые разные вещества, но наиболее востребованным остается активированный уголь.

Этот полезнейший элемент в обязательном порядке применяется во всех без исключения фильтрах – от простейших «кувшинов» до многоступенчатых систем с обратноосмотическими мембранами. А можно ли сделать угольный фильтр для воды своими руками?

Содержание

• 1 Принцип работы
• 2 Виды угольных фильтров
• 3 Изготовление своими руками
• 4 Эксплуатация фильтра
• 5 Срок службы
• 6 Видео на тему

Принцип работы

Активированный уголь получают путем особой обработки углеродсодержащего сырья (обжиг без доступа воздуха + пропаривание + обработка реагентами), в результате которой удается добиться образования огромного количества мельчайших пор, имеющих радиус от 0,2 до 200 нм.

При этом в миллионы раз увеличивается площадь поверхности, которая вступает во взаимодействие с загрязнителями: так в 1 г активированного угля она может составлять от 500 до 2200 кв. м.

Такой материал приобретает адсорбционные свойства, то есть способность захватывать и удерживать большое количество примесей за счет притяжения между молекулами.

Загрязнители, с которыми справляется активированный уголь, имеют органическую природу. Это различные нефтепродукты, бензол, фенол, полициклические ароматические углеводороды, фосфор-и хлорорганические пестициды.
Кроме того, он выводит из воды молекулы активного хлора (дехлорирование).

Виды угольных фильтров

В зависимости от того, в какой форме присутствует уголь в фильтрах, различают две их разновидности:

1. Скорые: уголь содержится в виде гранул. Эти фильтры удобны тем, что их можно путем обратной промывки очищать от механических загрязнений, закупоривающих поры.
2. Проточные: угольный элемент имеет вид картриджа – насыпного или прессованного. Прессованные картриджи хороши тем, что они не пылят, а насыпные – возможностью замены угля (в разборных моделях).

Бытовые угольные фильтры делятся на:

• автономные (кувшинного типа), в которых вода просачивается через картридж под собственным весом;
• проточные (фильтры-насадки, настольные и стационарные).

Вода в последние должна подаваться под давлением.

Изготовление своими руками

Хороший фирменный фильтр обеспечивает эффективную очистку воды, но картридж для него еще нужно где-то купить. У дачников и сельских жителей такая возможность выпадает редко.

Также возникают сложности при отсутствии водопровода: в таких условиях можно пользоваться только фильтром кувшинного типа, а он за один раз может приготовить не более 1 — 1,5 л воды.

Чтобы получить запас, к примеру, в 5 л, нужно постоянно следить за фильтром и периодически подливать в него воду.

В подобных ситуациях вместо фильтра заводского изготовления можно использовать самодельный, которому не требуются покупные картриджи. Он будет устроен по принципу фильтров-кувшинов, поэтому может использоваться на участках без водопровода.

Фильтр из пластиковой бутылки

Порядок изготовления чрезвычайно прост:

1. В качестве накопительной емкости, в которой будет собираться очищенная вода, можно использовать пластиковое ведро с крышкой.
2. Емкость, в которой будет находиться импровизированный картридж (в нее будет заливаться неочищенная вода) предлагается сделать из пластиковой бутылки с предварительно отрезанным дном.
3. Для соединения обоих резервуаров в крышке ведра нужно проделать отверстие, диаметр которого соответствует наружному диаметру горлышка бутылки. Горлышко должно входить в отверстие плотно, иначе бутылка под весом воды опрокинется. Если отверстие оказалось слишком большим, горлышко можно обмотать тканью или резиной.
4. В бутылку укладывают сложенную в несколько слоев марлю, поверх которой засыпают несколько чередующихся слоев активированного угля и промытого песка. Песок будет удерживать уголь от всплытия. Вместо него можно использовать гравий или набивку из травы.

Чтобы приготовить активированный уголь в домашних условиях, достаточно поместить в жестяную банку несколько обрезков древесины (только не хвойной) или косточек от фруктов, плотно закрыть ее и положить в костер на некоторое время.

Еще вариант – прокалить древесину на старой сковородке, предварительно засыпав ее песком для предотвращения доступа воздуха. Можно использовать и покупной древесный уголь, предназначенный для гриля.

Очистка воды самодельным фильтром

Самодельный фильтр может быть и более объемистым. Загрузочную емкость можно изготовить из пластиковой бочки для питьевой воды объемом 10 л. Она имеет более широкое горлышко, в которое засыпка будет проваливаться. Поэтому фильтрующий «картридж» следует сделать несколько по-другому:

1. В отрезок пластиковой трубы диаметром 40 мм с одной стороны закладываем тугую набивку из марли или салфеток.
2. Затем засыпаем в эту трубку активированный уголь и закрываем с другой стороны такой же набивкой.

Остается вставить самодельный картридж в горлышко емкости для неочищенной воды. Применение трубы с диаметром именно 40 мм обусловлено тем, что она идеально подходит горлышку стандартной 10-литровой пластиковой бутыли: садится в него с достаточным натягом, так что уплотнение не требуется.

Эксплуатация фильтра

В правилах эксплуатации любого угольного фильтра обычно запрещается употреблять в пищу первую порцию отфильтрованной воды. Она может содержать частички угля, поэтому ее рекомендуется слить.

Для самодельного фильтра, заполненного активированным углем собственного изготовления, такая процедура не обязательна: данное вещество, если оно было получено без применения каких-либо реагентов, опасности для здоровья не представляет.

Для удобства пользования в накопительную емкость можно врезать краник от упаковки для вина.

Срок службы

Период, в течение которого активированный уголь сохраняет сорбционные свойства, зависит от объема примесей в воде.

Но в любом случае для данного материала он непродолжителен.

Засыпку самодельного фильтра обычно меняют через каждые трое суток, если до этого не происходит заметного ухудшения органолептических показателей воды.

Видео на тему

способы изготовления фильтрующего приспособления из подручных средств

Очистка воды перед употреблением ее для питья или приготовления пищи – насущная проблема, от решения которой всецело зависит здоровье потребителей.

Современные фирменные фильтры справляются с этой задачей достаточно хорошо, но не всегда ими можно воспользоваться.

Что же делать, если вода из крана течет некачественная, а современные технологии оказались недоступными? Выход один – нужно изготовить фильтр для очистки воды своими руками из доступных материалов.

Содержание

• 1 Для чего фильтровать воду?
• 2 Как сделать фильтр для воды своими руками?
• 3 Обзор фильтрационных материалов
• 4 Простейший угольный фильтр из пластиковой бутылки своими руками
• 5 Трехколбовая конструкция для полноценного водопровода
• 6 Видео на тему

Для чего фильтровать воду?

Все мы привыкли думать, что вода в колодце или скважине обладает идеальным качеством. Однако, такая точка зрения истине соответствует не всегда.

Прежде всего учтем, что в большинстве случаев живительная влага из таких источников выкачивается насосом, который захватывает определенное количество песка или глины.

Насос в любом случае подсоединяется к трубе, хотя бы самой короткой, которая также может внести свою лепту в виде ржавчины солевых отложений или органической грязи.

Таким образом, даже из самой глубокой артезианской скважины вода поступает в не совсем удобоваримом виде.

Кроме механических примесей имеются и другие. В артезианской воде, к примеру, зачастую наблюдается избыток железа и солей жесткости. В колодезную – могут попадать нитраты с полей.

Если для набора воды применяется накопительная емкость, в ней могут развиваться бактерии. А уж если вода поставляется по трубам – тут и гадать нечего. У нас трубы привыкли менять только в случае крайней необходимости, так что надеяться на получение чистой воды из централизованного водопровода может только самый наивный оптимист.

Большинству фирменных фильтров для эффективной работы требуется хороший напор, которым сети в дачных поселках и сельских населенных пунктах никогда своих потребителей не баловали.

Если же вода добывается ведром, такие устройства становятся просто бесполезными.

Кувшинные фильтры, работающие по накопительному принципу, также не всегда могут спасти ситуацию.

Во-первых, они имеют весьма скромный объем, во-вторых, нового картриджа может не оказаться как лично у вас, так и в ближайшем магазине.

В свете сказанного приходится признать, что навык изготовления самодельного фильтра для воды может оказаться весьма полезным.

Как сделать фильтр для воды своими руками?

Для того чтобы добиться приемлемого качества воды, ничего сверхсложного делать не придется. За основу возьмем тот же принцип, что используется в фильтрах-кувшинах. Устройство будет состоять из двух установленных друг над другом емкостей, между которыми мы расположим фильтрующий элемент.

Вода из верхней емкости будет самотеком просачиваться через очиститель, освобождаясь от загрязнений. Самое главное – найти подходящее вещество на роль фильтра.

Обзор фильтрационных материалов

Очистить воду от нерастворимых частиц вроде песка или ржавчины (такие загрязнения называются механическими) можно с помощью таких материалов:

• вата;
• различные ткани;
• сложенная в несколько слоев марля;
• бумажные салфетки;
• крупнозернистый песок;
• лутраксил – нетканый материал из полипропиленовых волокон, который используется для прикрытия грядок.

Набивка из указанных материалов играет роль очень мелкого сита и может задерживать даже бактерии.

Помимо механической воду нужно подвергнуть и химической очистке, то есть удалить из нее разнообразные растворимые вещества – соли жесткости или тяжелых металлов, продукты жизнедеятельности микроорганизмов, другие органические загрязнения и пр.

Из всех материалов, применяемых для этой цели, самым доступным является активированный уголь. Его можно приобрести в аптеке, а можно изготовить самостоятельно – технология чрезвычайно проста:

1. Необходимо приготовить несколько березовых веточек или обрезков. В принципе, можно использовать и любую другую древесину кроме хвойной. Также хороший активированный уголь можно изготовить из скорлупы косточек различных плодов.
2. Нарезанную древесину нужно прокалить без доступа воздуха.
3. Полученный таким образом уголь следует завернуть в марлю и подержать в течение нескольких минут в струе горячего пара. В качестве парогенератора будем использовать обычный чайник. В ходе данной процедуры молекулы воды займут свободные связи в угле.

Превратить древесину в уголь можно одним из следующих способов:

• Взяв старую сковородку, которая для кулинарии уже не используется, выкладываем на нее деревянные заготовки, затем засыпаем их песком. Теперь сковородку нужно поставить на огонь и прожарить все ее содержимое в течение двух-трех часов.
• Древесину можно натолкать в жестяную банку, затем закрыть ее и положить на некоторое время в костер.

Под воздействием высокой температуры на этапе прокаливания древесина будет растрескиваться с образованием множества мельчайших пор. Это и есть активированный уголь. Сорбирующие свойства такого материала обусловлены нарушением равновесия в его порах, вследствие которого они «стараются» хоть чем-нибудь заполниться. Втягивая в себя разнообразные химические загрязнения, микротрещины делают воду безопасной и устраняют из нее неприятный запах и вкус. По мере использования поры заполняются, и засыпку из активированного угля приходится менять.

Эффективность данного материала зависит от площади поверхности всех пор. В 1-м грамме самодельного угля обычно получается 10 – 50 кв. м, реже – до 100 кв. м. При активации в заводских условиях (в качестве сырья используют скорлупу кокоса, антрацит, силикагель и другие материалы) площадь поверхности пор удается увеличить до 1000 и более кв. м на 1 грамм. Поэтому активированный уголь промышленного изготовления имеет гораздо больший ресурс, чем самодельный. К примеру, всего одна таблетка может очистить 0,9 – 1,2 л воды.

За неимением активированного угля можно применить обычный древесный, который сегодня продают во многих магазинах.

Простейший угольный фильтр из пластиковой бутылки своими руками

Подготовив фильтрующий материал, можно приступать к созданию самодельного фильтра для воды:

1. В качестве нижней емкости, которая будет служить для сбора очищенной воды, можно использовать пластиковое ведро с крышкой. Верхний резервуар изготовим из пластиковой бутылки на 5 литров.
2. В центре крышки от ведра нужно проделать отверстие, диаметр которого примерно на 2 – 3 мм превышает диаметр бутылочного горлышка. Пластик, скорее всего, окажется довольно прочным, поэтому сначала необходимо будет вдоль начерченного контура просверлить тонким сверлом несколько отверстий. Теперь можно вырезать лишний материал с помощью лобзика, а края полученного проема – облагородить наждачной бумагой или напильником.
3. Днище бутылки срезаем, превращая ее в воронку.
4. Обмотав горлышко каким-нибудь эластичным материалом, например, резиной или полиэтиленом, плотно фиксируем его в отверстии ведерной крышки, которой затем накрываем ведро.
5. Остается заполнить бутылку фильтрующим материалом. На самый низ укладываем сложенный в несколько раз отрез ваты, марли или ткани. Поверх него – завернутый в марлю активированный уголь. Все составляющие фильтра следует забить в бутылку достаточно плотно. Это нужно для того, чтобы вода не просачивалась в обход. Кроме того, при неплотной установке активированный уголь будет всплывать.

За отсутствием ткани или ваты фильтр можно сделать из свежей травы. В ней не должно быть сухих фрагментов и семян. Несколько слоев травы и активированного угля укладывают поочередно, причем угольная прослойка по толщине должна превосходить травяную примерно в 2 раза. Траву также следует трамбовать достаточно плотно, при этом толщина ее слоя должна составлять 2 – 3 см.

Эту незамысловатую конструкцию можно подвергнуть небольшому апгрейду. Если вместо ведра применить полиэтиленовую канистру или пластиковую бутылку, то в ее нижнюю часть получится врезать краник от емкости, в которой продается недорогое вино.

Фильтр из пластиковой бутылки

Фильтрующие элементы можно уложить не «насыпом», а в аккуратный самодельный картридж из пластиковой трубы. Отрезок трубы устанавливается вертикально, после чего снизу в его торец забивают вату или салфетки. Далее в трубу засыпают активированный уголь, а сверху устанавливают еще одну пробку из ваты, удерживающую уголь от всплытия.

Важно правильно подобрать диаметр «картриджа»: труба в бутылочное горлышко, расположенное сверху, должна входить плотно. Как показал опыт, если для этой цели применить емкость не на 5, а на 10 литров, то к ее горлышку идеально подойдет полипропиленовая труба диаметром 40 мм.

Самодельный водоочиститель с активированным углем, так же как и фирменный, перед эксплуатацией обязательно нужно промыть.

Трехколбовая конструкция для полноценного водопровода

При наличии водопровода с достаточным напором фильтр можно собрать из колб, которые устанавливаются в фирменных водоочистителях «под мойку». Обычно используют 3 колбы, соединяя их последовательно при помощи ниппелей на ¼».

Отверстия в колбах имеют пометки «IN» (вход) и «OUT» (выход). Очень важно не перепутать их.

Трехколбовый фильтр

К трубам такой фильтр следует подсоединять с помощью специальных переходников. Разумеется, через фильтр следует пропускать не всю воду, а только ту, которая будет расходоваться на питье и приготовление еды. Для этого в водопровод врезают тройник с вентилем или краном, от которого прокладывают магистраль на водоочиститель. На выходе из фильтра можно установить водоразборный кран.

После подключения колбы следует «зарядить» покупными картриджами, которые подбираются в соответствии с видом загрязнений. Обычно устанавливают фильтр механической очистки, угольный и умягчающий.

Видео на тему

Лаборатория фильтрации воды | Урны для маленьких ручек

Можно ли очистить грязную воду с помощью системы фильтрации воды? Узнайте о фильтрации и сделайте свой собственный фильтр для воды дома или в классе. Все, что вам нужно, это простые материалы и немного грязной воды, которую вы можете смешать самостоятельно, чтобы начать. Ищите советы, как превратить это в испытание STEM для детей старшего возраста. Возьмите распечатанные инструкции и приступайте к работе! Мы любим веселые, практические проекты STEM для детей!

Как фильтровать воду

Наши местные отделы водоснабжения используют множество различных методов, чтобы обеспечить нас безопасной питьевой водой, и фильтрация — лишь один из них. В системах фильтрации используется множество различных слоев или фильтров, таких как уголь, песок, волокна и даже растения.

Фильтрация воды — это процесс удаления или уменьшения количества частиц, бактерий, водорослей, вирусов и других загрязнителей для получения безопасной и чистой воды.

В этой лаборатории по фильтрации воды, показанной ниже, используются кофейные фильтры и ватные тампоны для фильтрации грязной воды. Насколько чистой может быть ваша вода? Давай выясним!

ПРИМЕЧАНИЕ: Важно поделиться со своими учениками или детьми, что фильтры для воды, которые вы сделаете сегодня, не удалят ВСЕ примеси (например, бактерии) из воды, но это хорошее наглядное представление о том, как работает фильтрация воды.

Что такое загрязненная вода?

Загрязненную воду можно найти повсюду из-за выбрасываемого на землю мусора, попадающего в ливневые стоки, реки, озера и океаны. Разливы нефти и мусор с лодок могут вызвать серьезные проблемы в океанах.

Ливневые стоки также являются еще одним загрязнителем воды. Загрязненная вода небезопасна для питья и смертельна для растений и животных, которым вода нужна для выживания. Даже изучение круговорота воды важно!

Совет по проекту: Прогуляйтесь и соберите весь мусор, который найдете по пути, в мешок. Когда вы вернетесь домой, наполните большую банку водой и добавьте мусор. Закройте крышкой и наблюдайте, что происходит.

⭐️ Убедитесь, что это безопасно в вашем районе, наденьте защитное снаряжение и хорошо вымойте руки после этого.

Проект «Сделай ярмарку науки»

Научные проекты — отличный инструмент для детей старшего возраста, чтобы показать, что они знают о науке! Кроме того, их можно использовать в различных средах, включая классы, домашнее обучение и группы.

Дети могут использовать все, что они узнали, используя научный метод, формулируя гипотезы, создавая переменные, а также анализируя и представляя данные.

Хотите превратить это занятие с фильтром для воды в потрясающий проект научной выставки? Ознакомьтесь с этими полезными ресурсами.

• Советы по научному проекту от учителя
• Идеи научной ярмарки
• Проекты Easy Science Fair

Хотите превратить это в вызов STEM ? Дополнительные предложения и вопросы см. ниже.

БЕСПЛАТНЫЙ УРОК ПО ПРОЕКТУ ФИЛЬТРАЦИИ ВОДЫ!

Советы по превращению этого занятия в испытание STEM

Предоставьте учащимся различные фильтрующие материалы, включая кофейные фильтры и ватные шарики, аквариумный гравий (зоомагазины), песок, камни разных размеров и все, что вы хотите добавить!

T IP: Одним из ключей к получению более чистой воды с помощью вашей модели фильтра является замедление потока воды через различные материалы. Какая комбинация материалов позволит воде течь медленно?

Вопросы, которые нужно задать:

• Имеет ли значение порядок материалов? Почему или почему нет? (Подсказка, ответ положительный!)
• Различные материалы фильтруют более мелкие или более крупные частицы?
• Становится ли вода чище, если ее пропускать через фильтр более одного или двух раз?
• Какие еще предложения по фильтрации воды у вас есть?

Деятельность по фильтрации воды

ПРИМЕЧАНИЕ: Этот метод использования риса, кофейных фильтров и ватных шариков НЕ БЕЗОПАСЕН для питья, но он даст вам представление о том, как работает фильтрация воды.

ПРИНАДЛЕЖНОСТИ:

• Бутылка для воды или содовой (крышка снята)
• Ножницы
• Кофейные фильтры
• Резиновая лента
• Ватные шарики
• Рис (по желанию: используйте аквариумный гравий или песок)
• Грязь
• Вода
• Прозрачная банка или чашка (нижняя часть фильтра)
• Бумажные полотенца

ИНСТРУКЦИИ:

ШАГ 1: Отрежьте дно бутылки с водой. Форма нарезанной части выглядит как воронка, если положить ее вверх дном в банку.

ШАГ 2: Смешайте чашку грязи с чашкой воды, перемешайте и оставьте на 5 минут. Вы можете добавить раскрошенные, сухие листья и маленькие веточки для более крупных частиц.

ШАГ 3: Скомкайте один кофейный фильтр и положите его в горлышко бутылки с водой.

ШАГ 4: Поместите сверху 6 ватных шариков.

ШАГ 5: Насыпьте в бутылку чашку риса.

ШАГ 6: Поместите еще один фильтр для кофе вокруг горлышка бутылки и закрепите резинкой.

ШАГ 7: Теперь поместите бутылку в стакан, сверху вниз, и налейте в бутылку смесь грязной воды.

Обратите внимание на процесс фильтрации и сравните до и после! Хорошо ли фильтрует грязь?

ШАГ 8: Несколько раз повторно фильтруйте воду и каждый раз делайте заметки или фотографируйте внешний вид воды.

Не могли бы вы изменить конструкцию фильтра, добавив в него другие фильтрующие материалы, чтобы он работал лучше?

Дополнительные полезные научные ресурсы

Вот несколько ресурсов, которые помогут вам более эффективно знакомить детей или учащихся с наукой и чувствовать себя уверенно при представлении материалов. Вы найдете полезные бесплатные печатные формы повсюду.

• Передовая научная практика (применительно к научному методу)
• Научный словарь
• 8 научных книг для детей
• Все об ученых
• Список научных принадлежностей
• Научные инструменты для детей

Больше интересных вещей для сборки

Соберите самодельный термометр.

Сделай самодельную воздушную пушку и взорви костяшки домино.

Самодельное увеличительное стекло.

Постройте компас и определите, где находится истинный север.

Построить работающую простую машину с винтом Архимеда.

Сделайте бумажный вертолет и исследуйте движение в действии.

Построить шаттлКак сделать ветряную мельницуПостроить спутникСделать книгуПостроить корабль на воздушной подушке Пусковая установка для самолетов

Погрузитесь в науку о Земле для детей

Ознакомьтесь с этим фантастическим разнообразием проектов по науке о Земле для детей, от океанов до скал, облаков и атмосферы.

Проект по фильтрации воды: изготовление фильтров для воды своими руками — задание

Быстрый просмотр

Уровень: 4 (3-5)

Необходимое время: 1 час

Расходные материалы Стоимость/группа: 2,50 долл. США

Для этого действия также требуются некоторые предметы длительного пользования; подробности см. в списке материалов.

Размер группы: 3

Зависимость от действий: Нет

Тематические области: Число и операции, наука и техника

Ожидаемые характеристики NGSS:

3-5-ETS1-1

---

Доля:

TE Информационный бюллетень

Краткое содержание

Учащихся просят разработать методы фильтрации воды с использованием обычных материалов, учитывая при этом материальную и экономическую эффективность своих проектов. Они узнают о важности воды и ее роли в нашей повседневной жизни. Они приходят к пониманию того, что должно происходить каждый день, чтобы иметь чистую воду. Эта учебная программа по инженерному делу соответствует научным стандартам следующего поколения (NGSS).

Инженерное подключение

Чистая вода доступна не во всех частях мира. Многие люди живут с загрязненной водой, пить и купаться в которой вредно для здоровья. Инженеры-строители, инженеры-экологи, инженеры-материаловеды и инженеры-механики вносят свой вклад в разработку технологий и систем для очистки нечистой воды. Очистить воду можно легко, если это небольшое количество достаточно чистой воды, но большие количества очень загрязненной воды сделать гораздо сложнее. Типичные этапы полной очистки воды включают аэрацию, коагуляцию, осаждение, фильтрацию и дезинфекцию.

Цели обучения

После этого задания учащиеся должны уметь:

• Понять, как работает фильтрация.
• Создайте творческие методы дизайна.
• Решение проблемы с учетом дизайнерской задачи.
• Применить математику (умножение) подкрепление.
• Примите участие в командной работе, чтобы решить задачу.

Образовательные стандарты

Каждый урок или занятие TeachEngineering связано с одной или несколькими науками K-12, технологические, инженерные или математические (STEM) образовательные стандарты.

Все более 100 000 стандартов K-12 STEM, включенных в TeachEngineering , собираются, поддерживаются и упаковываются сетью стандартов достижений (ASN) , проект D2L (www.achievementstandards.org).

В ASN стандарты структурированы иерархически: сначала по источнику; напр. по штатам; внутри источника по типу; напр. , естествознание или математика; внутри типа по подтипу, затем по классам, и т. д. .

NGSS: научные стандарты нового поколения — наука

Ожидаемая производительность NGSS
3-5-ЭТС1-1. Определите простую задачу проектирования, отражающую потребность или желание, которая включает определенные критерии успеха и ограничения по материалам, времени или стоимости. (3-5 классы) Согласны ли вы с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!
Нажмите, чтобы просмотреть другую учебную программу, соответствующую этому ожидаемому результату
Это занятие сосредоточено на следующих аспектах трехмерного обучения NGSS:
Научная и инженерная практика	Ключевые дисциплинарные идеи	Концепции поперечной резки
Определить простую задачу проектирования, которая может быть решена путем разработки объекта, инструмента, процесса или системы и включает несколько критериев успеха и ограничений по материалам, времени или стоимости. Соглашение о примирении: Спасибо за ваш отзыв!	Возможные решения проблемы ограничены доступными материалами и ресурсами (ограничения). Успех спроектированного решения определяется учетом желаемых характеристик решения (критериев). Различные предложения решений можно сравнивать на основе того, насколько хорошо каждое из них соответствует заданным критериям успеха или насколько хорошо каждое из них учитывает ограничения. Соглашение о согласовании: Спасибо за ваш отзыв!	Потребности и желания людей со временем меняются, как и их потребности в новых и улучшенных технологиях. Соглашение о согласовании: Спасибо за ваш отзыв!

Общие базовые государственные стандарты — математика

Международная ассоциация преподавателей технологий и инженерии – технологии

• Студенты будут развивать понимание инженерного проектирования. (Оценки К — 12) Подробнее

  Посмотреть согласованную учебную программу

  Согласны ли вы с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

• Студенты будут развивать понимание атрибутов дизайна. (Оценки К — 12) Подробнее

  Посмотреть согласованную учебную программу

  Согласны ли вы с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

• Применение технологии и процесса инженерного проектирования. (Оценки 3 — 5) Подробнее

  Посмотреть согласованную учебную программу

  Согласны ли вы с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

• Покажите, что существует несколько подходов к дизайну. (Оценки 3 — 5) Подробнее

  Посмотреть согласованную учебную программу

  Согласны ли вы с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

• Проектируйте решения, безопасно используя инструменты, материалы и навыки. (Оценки 3 — 5) Подробнее

  Посмотреть согласованную учебную программу

  Согласны ли вы с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

• Оценивайте проекты на основе критериев, ограничений и стандартов. (Оценки 3 — 5) Подробнее

  Посмотреть согласованную учебную программу

  Согласны ли вы с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

• Интерпретируйте, как хороший дизайн улучшает условия жизни человека. (Оценки 3 — 5) Подробнее

  Посмотреть согласованную учебную программу

  Согласны ли вы с таким раскладом? Спасибо за ваш отзыв!

ГОСТ

Предложите выравнивание, не указанное выше

Какое альтернативное выравнивание вы предлагаете для этого контента?

Список материалов

• 1 литр заранее приготовленной воды с почвой и песком, пока она не станет тонкой, но относительно непрозрачной
• 3 пробирки, приготовленные со стандартами воды «А», «В» и «С» (С фильтруется через траву, В фильтруется через кофейный фильтр, А фильтруется через 2 кофейных фильтра бумажным полотенцем в средний)
• ватные шарики
• марлевые квадраты
• тюль/сетка
• ткань
• бумажные полотенца
• кофейные фильтры
• гравий (аквариумный гравий отлично подойдет)
• песок
• 3 пробирки на ученика
• Штативы для пробирок
• градуированные цилиндры
Рабочий лист компонентов проекта

Рабочие листы и вложения

Рабочий лист компонентов проекта

(docx)

Рабочий лист компонентов проекта

(pdf)

Рабочий лист компонентов дизайна Ключ ответов (docx)

Рабочий лист компонентов проекта Ключ ответа (pdf)

Рубрика оценки эффективности (pdf)

Рубрика оценки эффективности (doc)

Посетите [www. teachengineering.org/activities/view/water_filter] для печати или загрузки.

Введение/Мотивация

Одним из наших самых ценных ресурсов, которым часто пренебрегают, является вода. Мы можем прожить несколько недель без еды, но только несколько дней без воды. Чистая питьевая вода – это роскошь. Вода, которая в конечном итоге течет из наших кранов, иногда небезопасна для питья. В большинстве случаев, прежде чем попасть в наши краны, вода проходит через водоочистные сооружения, спроектированные инженерами.

Процедура

Фон

Это отличное занятие для учащихся, позволяющее им испытать инженерное искусство в реальной жизни.

Большинство материалов в обычном классе можно использовать в качестве фильтрующих материалов.

Вода из озер и рек часто содержит загрязняющие вещества, которые делают ее непригодной для питья. Вода может содержать грязь, камни и другие объекты, которые можно легко идентифицировать. Вода также может содержать бактерии и другие микроскопические организмы, которые трудно увидеть. По этим причинам вода, которая доставляется в наши дома, должна пройти процесс водоподготовки. Как правило, это процесс из пяти этапов, состоящий из аэрации, коагуляции, осаждения, фильтрации и дезинфекции. Эта деятельность связана только с фильтрацией, которая удаляет большую часть, но не все примеси из воды. Убедитесь, что учащиеся знают, что в этом упражнении отфильтрованная вода по-прежнему непригодна для питья.

Рекомендуемые ресурсы:

Информация о процессе очистки воды и стандартах питьевой воды: https://www.epa.gov/ground-water-and-drinking-water.

Информация о различных типах фильтров и процессах фильтрации: https://www.thoughtco.com/filteration-definition-4144961.

Перед занятием

• Соберите материалы и сделайте копии рабочего листа компонентов дизайна.
• Сделайте литр грязной воды и трубки «А», «В» и «С».

Со студентами

1. Инженерное задание : Сообщите учащимся, что их наняла (ваша фамилия) компания по водоснабжению. Из-за продолжающейся засухи не хватает воды для всего, что нам нужно для снабжения — людей, животных и растений. Скажите им, что каждому дадут образец грязной воды, которая у них осталась, и покажите им пробирки «А», «В» и «С». A почти готов для использования человеком, B почти готов для использования животными, а C почти готов для питания растений. Напомните им, что никто не должен ничего пробовать в лаборатории. Им будут платить за поставку фильтрованной воды: А получает 10 долларов за мл, В получает 5 долларов за мл, а С получает 1 доллар за мл.
2. Предложите учащимся заполнить рабочий лист, чтобы убедиться, что они понимают цель задания, и помочь им подумать о компонентах инженерного проектирования.
3. Поставьте подносы с материалами перед учениками. Пусть они решают в группах, какие материалы они хотели бы использовать для фильтрации воды. Чтобы бросить вызов учащимся, включите одно из следующих ограничений:

• Ограничьте количество материалов, разрешенных для дизайна.
• Назначьте цену за единицу материала и дайте учащимся бюджет для работы.

4. Предложите учащимся нарисовать схемы слоев. После завершения дайте каждой команде по 25 мл грязной воды, чтобы они начали фильтровать их в пробирки.
5. После завершения фильтрации попросите их принести вам пробирки для наблюдения. Решите, относится ли вода к классу A, B или C, и помогите им измерить образец в градуированном цилиндре. Они должны вернуться за свои столы и произвести расчеты, чтобы получить свою стоимость в долларах. Предложите учащимся записать свои значения $ на доске.

Оценка

Встроенная оценка деятельности

Предложите учащимся заполнить рабочий лист «Компоненты проекта», чтобы оценить их понимание задания и побудить их рассмотреть компоненты проекта, используемые при проектировании системы фильтрации воды. Примеры ответов приведены в ключе ответов рабочего листа компонентов дизайна.

Оценка после активности

Используйте прилагаемую Рубрику оценки успеваемости для оценки дизайнерских проектов учащихся с использованием критериев итоговой системы фильтрации и командной работы.

Исследовательские вопросы

• Какой фильтрующий агент был лучшим и почему?
• Какими еще способами мы можем очистить нашу воду?
• Создайте упаковку для «чистой» воды.

Вопросы безопасности

Убедитесь, что учащиеся знают, что в этом упражнении отфильтрованная вода по-прежнему непригодна для питья.

Подписаться

Подпишитесь на нашу рассылку новостей, чтобы получать внутреннюю информацию обо всем, что связано с TeachEngineering, например, о новых функциях сайта, обновлениях учебных программ, выпусках видео и многом другом!

PS: Мы никому не передаем личную информацию и электронные письма.