渭北塬區村鎮供水工程中水處理工藝的應用探討

寇明蕾

（咸陽市渭城區水土保持監督管理站 陜西 咸陽 712000）

1 引言

隨著國家對村鎮供水工程建設標準由飲水困難提高到飲水安全上以來，水質問題逐漸成為村鎮供水工程建設重點關注問題，也是急需解決的難題。隨著《生活飲用水衛生標準》（GB 5749-2006）正式頒布實施，農村生活用水也應按《生活飲用水衛生標準》（GB5749-2006）標準執行，但考慮到農村飲水工程存在面廣量大、單個工程規模小、集中工程數量少的特殊情況，對技術和經濟條件尚難達到標準的部分農村采用過渡方法，對農村小型集中式供水和分散式供水，在保證基本安全的基礎上，降低對感官性狀指標及少量有安全保證的毒理指標的要求，并對這部分指標單獨列出[1]。就渭北塬區村鎮供水工程的現狀及特點，加之水源水質情況，渭北塬區水源優化選擇及水處理工藝選擇成為一大難題。本文針對渭北塬區的水源優化選擇及水處理工藝方法選擇進行探討，并運用實例進行深入分析說明。

2 渭北塬區村鎮供水工程現狀

2.1 水源現狀

渭北塬區村鎮供水工程水源主要有：地表水、地下水及雨水。水源選擇把握的原則為優質良好水源優先選擇。對于有條件利用地表水的地方優先選擇地表水；無法利用地表水且地下水儲藏量少、水位較深且地形復雜的溝壑山區，選擇修建集雨水窖來充分利用雨水；其他平原地區水源多以地下水為主。但部分地區水源水質不能達到《生活飲用水衛生標準》（GB5749-2006）的要求，只能綜合比較選擇最優水源。目前，渭北塬區靠近城區的部分地區就存在此類情況，地表水水量豐富，地下水儲藏量大，水位埋深較淺，但這兩種水源水質都不能滿足《生活飲用水衛生標準》（GB5749-2006）的要求。尤其地表水污染嚴重，處理成本相對較大，所以只能選擇利用地下水，對其水質進行安全可靠、科學合理的處理，方可作為村鎮供水工程安全可靠的水源。

2.2 水質現狀

渭北塬區村鎮供水工程水質情況主要表現為：地表水污染嚴重，加之數量有限，淺層水源因受到部分河流水質影響，水體污染較嚴重，主要表現為氟化物、六價鉻及硫酸鹽、溶解性固體、氯化物部分超標，水處理成本較大。而地下水水量儲藏豐富，水位埋深相對較淺，深層水水質較潛水好，除少部分地區水質中氟化物或六價鉻略超標外，其余地方水質基本符合《生活飲用水衛生標準》要求，對于水質達不到《生活飲用水衛生標準》要求的地區，且水處理工藝選擇原則為容易掌握、操作簡單，成本也相對較低。

3 渭北塬區村鎮供水工程水處理方案

針對渭北塬區水源和水質狀況，再結合水處理技術優劣、處理效果和運行成本等因素，從技術掌握的難易程度、操作程度、制水成本、運行費用、環境影響等多方面綜合分析比較，認為渭北塬區村鎮供水工程水處理工藝應以反滲透和吸附法為主，此兩種方法處理效果較好，初裝費用和運行管理成本較低。據此，本文對反滲透和吸附法處理工藝及其應用效果進行詳細分析說明。

3.1 反滲透處理工藝

在實際工程中，單純氟化物超標現象較多，以此為實例進行說明。對于氟化物超標水源而言，處理方法主要有反滲透法、電滲析法、電凝聚法、混凝沉淀法、吸附與離子交換法、F·F復合分子篩法。其中F·F復合分子篩法是一種新工藝，其處理效果較好，但是對于技術管理水平較低的村鎮供水工程不太適用。而另外幾種方法在村鎮供水工程中都有應用案例，在此，以應用較普遍的反滲透法為例進行分析說明。

反滲透法的工藝流程為：預處理—反滲透—清洗系統—后處理。此工藝主要處理環節為反滲透，核心技術為反滲透膜的選用。膜的質量決定膜的使用壽命，也是決定反滲透系統的成本高低的關鍵因素。

3.1.1 工藝流程

3.1.2 工藝說明

多介質過濾器主要作用是去除水中的大顆粒物質、膠體、懸浮物。保安過濾器去除水中大于5υm的物質，目的是降低水污染指數，保證反滲透系統的水質。

反滲透系統的核心是反滲透膜，反滲透膜一般選用脫鹽率高、水通量大、抗污染性好的進口膜。單只膜件脫鹽率能達到97%，在反滲透系統里設置清洗系統，保證膜組件在長期運行時，膜組件表面積累的污染物在運行中被物理快沖洗功能沖洗掉。在停機時，膜組件內積存的是被濃縮的水，它易產生鹽垢，主機停機后進行物理沖洗，膜組件濃水被原水轉換出，保證系統停機安全。

超納米凈水機組帶有自動沖洗功能，通過定時對電磁閥的控制和及時對膜表面附著微粒的沖洗，阻止膜表面污垢的形成。它能夠延緩膜的衰減，延長膜的壽命。

這種處理工藝先進可靠，產水水質穩定，確保出水水質長期穩定，操作簡單，維護方便，實現全自動控制，設備性能穩定。從環境效益、經濟效益、運行成本等多方面考慮是一種較合理的處理方案。

此處理工藝在六價鉻超標水質和苦咸水工程中也得到了很好的應用，經過出水水質監測和實際運行成本測算，結果表明此種工藝水處理效果良好，出水水質完全符合《生活飲用水衛生標準》要求，甚至部分指標遠遠低于《生活飲用水衛生標準》要求的限值，而且這種工藝初裝費用合理，工程運行費用不高，工程運行水價合理，完全能夠被受益群眾所接受。

3.2 吸附法

吸附法主要原理為濾料吸附，其核心是吸附濾料的選擇，常用的吸附濾料主要有：活性炭吸附、活性氧化鋁吸附?；钚蕴课绞且环N較早地被應用于生產的除微污染技術，其原理是利用活性炭巨大的比表面積吸附水中的有機污染物[2]。在此，以六價鉻超標水質為例對其工藝進行分析說明。

3.2.1 工藝流程圖

3.2.2 工藝說明

吸附法處理工藝，在此采用專用除鉻濾料和活性碳吸附法綜合處理的方法。

（1）在線混凝過濾。介質過濾技術是去除懸浮物的最有效最實用的方法之一，為了提高過濾系統的去除效率，在前面加設絮凝劑投加裝置，可以進一步提高過濾器的去除效果。

（2）專用除鉻濾料。其功效為去除水中95%以上的余氯及鉛、汞、銅、鎳、鎘等重金屬離子、六價鉻等有害物質、抑制細菌真菌滋生，且有一定的阻垢功效。

（3）活性炭吸附除鉻。鉻活性炭是一種主要由含碳材料制成的外觀呈黑色，內部孔隙結構發達、比表面積大、吸附能力強的一類微晶質碳素材料[3]。其特殊吸附凈化效果來自于其很大的表面積，而且炭粒中還有更細小的孔—毛細管。這種毛細管具有很強的吸附能力，由于炭粒的表面積很大，所以能與水中有害物質充分接觸。當這些有害物質流經活性炭內部的毛細管時就會被吸附，起到凈化作用。

圖1 反滲透處理工藝流程圖

圖2 吸附法工藝流程圖

4 結語

渭北塬區水源分布情況復雜，地下水水質也較復雜，在修建村鎮供水工程時必須多方面多層次論證水源，同時按照優質良好水源優先選擇原則對水源進行優化選擇。對于部分水源單一，水質不達標的地區，在水源水質處理方案的工藝選擇過程中，必須從工藝的操作方便程度、投資費用、環境影響、及后期運行管理費用等多方面論證優選。只有這樣，才能確保供水工程發揮持久效益。

[1]何蓮.南方地區農村安全飲水工程水處理工藝研究.山西建筑，2010年第36卷第31 期∶163-164.

[2]王琴 劉茵 巨雪霞 李麗麗 曾成莉.飲用水處理工藝技術的研究進展.甘肅石油與化工，2009年第 4 期∶5-11.

[3]張艷.自來水RO處理的預處理工藝討論.赤峰學院學報.2005年第四期.