山區農村飲水安全工程模式探討

□ 譚遠春

山區農村飲水安全工程模式探討

□ 譚遠春

山區農村飲水安全工程要在統籌規劃的基礎上，按照“先急后緩、先重后輕、突出重點、分步實施”的原則，遵循有關程序和要求，通過加強對水源檢測化驗，選用適合的工程形式，重點解決水質達標的問題。為保障農村飲水安全，各地應根據當地自然條件和經濟社會發展狀況，因地制宜地新建集中供水設施和凈化處理設施。在項目的實施中，前期規劃工作要扎實，技術方案要合理，建后管理措施要到位。

一、農村飲水安全工程的供水模式

農村飲水安全工程是一項加快農民致富奔小康步伐、提高農民飲水質量和生活質量的重要舉措，是一項以社會效益為主的公益性事業。為了切實把每一個農村飲水安全工程都建成“水質達標、水量充足、及時可靠、長效運行、群眾滿意”的工程，在山區農村飲水安全工程實施中，要堅持抓好科學規劃和方案優化，針對山區泉水資源相對豐富和水流落差大的特點，嚴格執行國家現行有關農村飲水安全的規定，緊緊抓住農村飲水安全的關鍵技術環節，大力推廣運用新技術、新材料和新工藝，通過加強對水源檢測化驗，選用適合的工程形式，并根據各地自然條件和經濟社會發展狀況，因地制宜，通過集中供水和分散供水相結合的凈化處理設施，達到農村飲水安全標準。下面就三種典型的山區農村供水模式及工程措施加以說明。

（一）分散供水的集雨水窯模式。集雨水窯模式適用于住戶不集中、不具備修建骨干水利工程和集中供水工程的偏遠山區。在這類地區，農民居住分散，干旱缺水是當地農業和區域經濟發展的主要制約因素。過去一遇干旱就要遠距離運水來解決人畜飲水問題，不僅水價昂貴，而且用水糾紛不斷，很多地區都曾出現過爭水搶水的現象。實施集雨工程以后，廣大群眾修了水窖，利用房屋院落作為集雨場地，通過一些凈化措施，將降水引至水窖中儲蓄起來，以供平日生活之用，較好地解決了人畜飲水問題。一般來說，若一戶擁有20～30 m3的水窖，則可穩定解決飲水困難。

（二）集中供水的生物慢濾模式。湖北省秭歸縣為了解決中小型供水工程水質問題，探索推廣應用了生物慢濾水處理新技術。生物慢濾技術是一種基本不用任何機械動力和化學藥劑的水處理方法。秭歸縣茅坪鎮長嶺村、郭家壩荒口坪村、楊林橋鎮三渡河村、歸州鎮賈家店村等地，按照“集中供水工程三池（粗濾池、慢濾池、清水池）集中、封閉運行、廠區整潔、廠景美觀”的要求，已使每一個飲水安全工程成為農村小康建設中的亮點和景觀。

生物慢濾供水模式適用于供水人口在500人～2 000人之間、供水規模為300～800 m3的人口分布相對分散的居民點或小集鎮（生物慢濾池水處理工藝流程見圖2）。

其流程是：從溪溝、水庫或堰塘自流引水至粗濾池和慢濾池，通過粒徑為0.1～0.9 mm、厚度為100 cm的濾料(石英砂或河砂)過濾，從而達到凈化水質的目的。

原水包括雨水、山泉水、堰塘水、水庫水等，其渾濁度為10～30度。引水管道均采用有壓PE管、PVC管，壓力等級為1.0～1.60 MPa。

粗濾池為加蓋圓形鋼筋混凝土或方形鋼筋混凝土結構，容積視規模而定。其中的填充濾料（河砂及河卵石）順水流方向由粗到細排列（詳見表1）。

表1 豎流式粗濾池濾料組成表

慢濾池為無蓋圓形鋼筋混凝土或方形鋼筋混凝土結構，濾速為每小時0.2 m至0.4 m，按每100人慢濾面積為1～1.5 m2確定。其中填充濾料采用河砂，濾料粒徑控制在最小粒徑為0.3 mm、最大粒徑1 mm的范圍內，濾料層厚度1 m；順水流方向濾料由細到粗排列，慢濾池表面至少應有20 cm的水深（詳見表2）。

表2 慢濾池濾料組成表

清水池為圓形鋼筋混凝土或方形鋼筋混凝土結構，其上加蓋并覆蓋約50 cm厚的粘土，清水池的調節容積一般按日供水規模的30%～50%設計。

生物慢濾的原理。借助于濾料表面自然形成的生物濾膜上的寄生微生物群的新陳代謝活動和濾膜、濾料的過濾作用，吸收水中的各類膠體及礦物質，凈化水質，這是生物化學過程和物理吸咐過程共同作用的結果。由于濾料表面吸附和截留了水中的有機物及礦物質，為水流中的微生物生長提供了營養，在太陽光的照射下，微生物在慢濾池中的細砂表面生長、繁殖，隨著時間的推移，大約經過一至兩個月，濾料表面便形成了一層含有多種微生物或藻類生物的表面粘膜。通過生物粘膜的物理吸附、截留作用和粘膜中微生物的捕食、被捕食及生物化學作用，達到水質凈化效果。

（三）常規水廠集中供水模式。常規的集鎮水廠供水模式適用于供水人口在2 000人以上、供水規模為1 000 m3以上的集鎮供水。

此模式主要以地表水作為生活飲用水源，通常采用的凈水工藝流程是：首先在含有雜質的原水中投加混凝劑，并通過水泵或專用混合設備使混凝劑與原水充分混合，經過絮凝后使雜質逐漸結成絮凝體——礬花，然后經過沉淀池沉淀和過濾池過濾變成清水，再經過消毒后自流供給用戶使用（常規水質凈化處理工藝流程見圖3）。

受微量有機物污染水源的水質凈化處理工藝流程選擇。對受微量有機物污染水質達不到規定標準要求的水源，一般不宜作為飲用水水源。如就近確實無法找到合適的水源時，也可對受微量污染的原水進行水質預處理或深度處理的方案進行比較，但必須使其出水達到生活飲用水水質標準。經過混凝沉淀或氣浮并經過濾的凈化水，還必須進行消毒處理。消毒的目的就是殺滅水中對人體有害的病原體，如各種細菌、病毒及其他致病微生物等。

消毒方法。氯消毒法具有消毒效果好、價格低廉、設備簡單以及操作管理方便等優點，同時氯消毒之后在水中可保持一定余氯，能防止輸水過程中的再次污染。

氯消毒法采用的化學藥劑主要是漂白粉、漂粉精、次氯酸鈉、液氯或二氧化氯等（微量有機污染水源的凈水工藝流程見表3）。

二、集中供水生物慢濾模式的優點

（一）水的凈化效果好，可使渾濁度去除率達97%以上。實施生物慢濾水處理后，渾水變為清水，徹底解決了山區農民一遇暴雨就得飲用渾濁水的問題，長年飲上了安全的衛生水。

大量的抽樣水質資料表明，經過生物慢濾水處理后，對大腸桿菌的去除率高達97%，氨氮的去除率超過80%，細菌總數去除率在50%以上，對重金屬、有機物的去除效果也較好。經過生物慢濾技術凈化的出廠水經適當消毒（用燒沸消殺滅菌或者用優氯凈等消毒劑投入濾后水中消殺的消毒方法）即可達到國家飲用水衛生標準。

湖北省水資源環境監測中心對秭歸縣長嶺村和荒口坪村生物工程慢濾水廠的水質檢測結果表明，經該工藝處理的飲用水能達到一級水質標準（詳見表4）。

表3 微量有機污染水源的凈水工藝流程表

表4 生物慢濾水廠水質檢測結果表

（二）工程建設一次性投資少。實踐證明，采用生物慢濾水處理技術比采用凈化器水處理技術降低成本60%以上，與傳統凈水處理工藝相比可節約工程建設投資40%左右，節約運行成本80%以上。如秭歸縣郭家壩集鎮原先安裝一臺凈化器設備，連同安裝費總計花費8萬元以上，而采用生物慢濾水處理設施僅需1萬多元。另外，山區交通不便，罐體重量在3 t以上，轉運相當困難，凈化器設備上下車沒有起吊設備既難運輸又不安全。

（三）水處理運行簡單，管理成本低。實施該項技術后，不需動用過多的人員維護，安裝反沖洗設施后，只需對填充料每半年進行一次沖洗即可，運行維護成本費用低。

（四）水處理過程生態環保。生物慢濾水處理技術是物理吸附和生物化學反應共同作用的結果，不需添加任何凈化消毒藥物，即可達到生態環保。

生物慢濾技術是一種基本不用任何機械動力和化學藥劑的水處理方法，具有強大的生命力，特別適合山區丘陵地帶中小型供水工程。因此，在廣大農村和集鎮興建日供水規模在500 t以下或供水人口在5 000人以下、原水濁度在30°以下的集中供水工程應優先采用生物慢濾水處理技術。這項技術可降低造價和運行費用，確保農村飲水工程“水質達標、水量充足、長效運行、群眾滿意”。

三、建議和結論

從實踐經驗來看，凡供水規模在“千噸萬人”以下的山區農村飲水安全工程，為了解決水質問題，均可采用生物慢濾水處理技術。從運用實踐來看，生物慢濾水處理技術具有一次性投資小、水處理零成本、凈化效果好、水處理過程生態環保、運行簡單（可實現無人值守）和運行維護成本低廉等優點，特別適合山區丘陵區中小型供水工程。

湖北省秭歸縣水利水電勘察設計院 443600）