我國(guó)山區(qū)農(nóng)村清澈的山泉水或溪流是主要的飲用水源，為保障飲水安全，常需要在靠近水源的山上安裝凈水設(shè)備，實(shí)現(xiàn)就近取水、凈化與供應(yīng)。然而一個(gè)非?，F(xiàn)實(shí)的難題擺在面前，這些地方往往地處偏遠(yuǎn)，電網(wǎng)難以覆蓋，缺乏穩(wěn)定的電力供應(yīng)，如果在農(nóng)村山上沒(méi)有電裝一體化凈水設(shè)備能正常產(chǎn)水嗎？ 答案是肯定的，但關(guān)鍵在于選擇正確類型的設(shè)備并進(jìn)行合理設(shè)計(jì)。

重力式一體化凈水設(shè)備采用混凝、沉淀、過(guò)濾的工藝，全程無(wú)需電力驅(qū)動(dòng)，能將山泉水、河水等原水，凈化成符合標(biāo)準(zhǔn)的清潔飲用水。但要實(shí)現(xiàn)無(wú)電運(yùn)行，需滿足幾個(gè)關(guān)鍵條件：

進(jìn)水必須要有足夠的自然高差，即所謂“水頭”。通常要求水源或前級(jí)蓄水構(gòu)筑物的出水口位，比一體化凈水設(shè)備本身的安裝基礎(chǔ)高出7米以上；這7米的水位差形成的勢(shì)能，足以推動(dòng)水流完全依靠重力，依次緩慢流經(jīng)設(shè)備內(nèi)的混凝、沉淀、過(guò)濾各個(gè)工藝單元，完成整個(gè)凈化過(guò)程，從而徹底取代水泵。

絮凝劑（如PAC）的投加也需采用重力方式，可將配藥桶放置于設(shè)備高位，通過(guò)簡(jiǎn)易的流量調(diào)節(jié)閥，讓藥液依靠重力滴加或流入進(jìn)水管道的混合器，與原水充分混合。

消毒可采用無(wú)需電力驅(qū)動(dòng)的緩釋消毒器，通過(guò)精確控制氯錠等固體消毒劑的溶解速率，實(shí)現(xiàn)定量持續(xù)消毒，保障管網(wǎng)末梢余氯，因此只要地形條件允許，通過(guò)精心的水力設(shè)計(jì)，一套合格的一體化凈水設(shè)備完全可以在山上無(wú)電環(huán)境中穩(wěn)定產(chǎn)水，無(wú)需專人值守操作，為偏遠(yuǎn)山區(qū)飲水安全提供可行性的解決方案。

無(wú)需用電的一體化凈水設(shè)備整個(gè)過(guò)程巧妙運(yùn)用了流體力學(xué)與虹吸原理。原水在獲得足夠水頭壓力后，自流進(jìn)入設(shè)備。在進(jìn)水管道中，與來(lái)自高位藥桶的絮凝劑混合，形成微絮體。隨后水流進(jìn)入設(shè)備的反應(yīng)沉淀區(qū)，通過(guò)獨(dú)特的折板或網(wǎng)格設(shè)計(jì)，水流速度被層層降低，微絮體充分碰撞、凝聚成大而密實(shí)的礬花，并在后續(xù)的沉淀區(qū)自然沉降到底部排出，至此去除了水中大部分懸浮物和膠體。上層的澄清水則均勻地流入下方的重力式過(guò)濾單元。過(guò)濾層由多層不同粒徑的石英砂、無(wú)煙煤等介質(zhì)組成，水流自上而下穿透濾層時(shí)，殘留的細(xì)微顆粒被層層截留，出水濁度可降至1NTU以下，清澈透明。

精妙的設(shè)計(jì)在于其“虹吸控制自動(dòng)反沖洗”系統(tǒng)，隨著過(guò)濾進(jìn)行，濾層孔隙逐漸被雜質(zhì)堵塞，水位會(huì)自然上升；當(dāng)水位上升至特設(shè)的虹吸輔助管頂部時(shí)形成虹吸效應(yīng)，此時(shí)濾池上方的清水在巨大壓差下，以高速反向自下而上沖洗濾層，將被截留的污物徹底沖起并通過(guò)排污管排出。沖洗過(guò)程持續(xù)約5-7分鐘，直至虹吸被自動(dòng)破壞，系統(tǒng)隨即恢復(fù)過(guò)濾；整個(gè)“產(chǎn)水-反洗”的循環(huán)完全由水力條件自動(dòng)觸發(fā)和完成，無(wú)需任何電力或人工干預(yù)，真正實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)行。

山區(qū)農(nóng)村無(wú)電的客觀條件并不構(gòu)成飲水安全的絕對(duì)障礙，通過(guò)科學(xué)利用自然高差，選用重力式、虹吸自控型一體化凈水設(shè)備，配合重力投藥與緩釋消毒，完全可以構(gòu)建一個(gè)零能耗、全自動(dòng)、可持續(xù)的微型“山上水廠”，潤(rùn)澤每一個(gè)無(wú)電的山區(qū)村落。