寧強縣農村供水工程水質凈化設計探析

唐 君

（寧強縣水利水電工作隊 陜西 寧強 724400）

1 概況

寧強縣位于陜西省西南角、漢中西部，屬國定貧困縣。地處秦嶺和巴山兩大山系的交匯地帶，北屬秦嶺山系，大部分海拔1000m～1600m；南屬巴山山系，大部分海拔1000m～1800m，地形多呈“V”形構造，分為谷壩、谷地、低山、中山和高中山五個地貌類型，是典型的山區縣。縣域內水資源相對較為豐富，水質狀況總體良好，境內河流分屬嘉陵江、漢江兩大水系，地表水資源自產水量為17.36億m3。

2 現狀及存在的問題

2.1 供水工程現狀

寧強縣農村面積大，經濟文化相對落后，人口多依山而住且不集中，受環境、資金等因素制約，飲水困難尤為明顯。長期以來，農村飲水主要靠自行用不合標準的塑料管引取小溝道水或背、抬、挑泉水等落后方法解決，這些方式不僅費時費力，并且各自取水無法進行水質凈化及消毒處理，水質不符合相關衛生標準，嚴重威脅當地群眾身體健康。該縣通過積極爭取項目，1996年～2002年開展甘露工程、2003年～2005年實施人飲解困工程、2006年開始進行飲水安全工程，三個階段至今共修建供水工程323處，解決182627人的飲水困難。寧強縣農村供水工程量大面廣，但多為工程總投資在50萬元以下、受益人口不足千人的小型供水，按《水利水電工程等級劃分及洪水標準》（SL252-2000），工程規模屬小⑵型，工程等級為Ⅴ等。根據《村鎮供水工程技術規范》，按供水規模，工程類型為Ⅴ型。

2.2 水質存在的主要問題

（1）寧強縣農村地區構造裂隙及后生裂隙較發育，基巖裂隙水或山溪性溝道水分布較廣，但水量較小，一般常流量為0.01 L/s～6.00L/s。在農村供水工程設計中，均首選水質良好的水源作為工程引水水源，但受降雨等因素影響，水質渾濁度有所變化。結合寧強縣農村飲用水水質監測中心長期對供水工程水源水樣的檢驗、監測，總結顯示，渾濁度不合格是該縣農村供水水源最常見的問題。

（2）寧強農村小型供水工程水源大多為地表水或淺層地下水，不可避免被地表垃圾、人畜糞便等污染，一般存在細菌、大腸菌群超標的情況。而且供水方式一般采用高位水塔自流供水，水塔也是微生物滋生的一個主要場所。因此，農村飲水安全中重要的一點就是采取怎樣的消毒殺菌手段。

（3）早期甘露工程主要實施水源工程，水質凈化僅有粗濾步驟。人飲解困工程階段設計增加了沉淀過濾措施。2004年《農村飲用水安全衛生評價指標體系》將農村飲用水分為安全和基本安全兩個檔次，由水質、水量、方便程度和保證率四項指標組成。四項指標中只要有一項低于安全或基本安全最低值，就不能定為飲水安全或基本安全。隨著新的《生活飲用水衛生標準》GB5749-2006的執行，農村飲用水標準也進一步提高，必須針對農村地區水質特點，完善凈化消毒工程工藝措施，保障飲水安全。

（4）寧強縣農村經濟相對較為落后，依然存在大量從事傳統農業的人群，耕作、放牧等農業活動均可能對建成的供水工程造成破壞，要積極探索出適合農村地區的水質保障體系，保證好農民群體的切身利益。

3 工藝、措施和建議

寧強縣農村地區小型供水大多采用就近取水，由于經濟條件制約，水質凈化還需要結合農村用水特點、經濟承擔能力、操作水平等各方面因素，要求投資小，運行費用低。因此，著重從降低渾濁度、消毒殺菌和水質管理三個方面提出工程工藝措施。

3.1 降低濁度

3.1.1 原水粗濾

供水工程取水樞紐一般設計由低壩、進水室、壩前粗濾料組成，低壩取水位置常選在地質條件良好、利于水源保護的彎道凹岸上游。進水室三面為無砂砼板，室頂加蓋并采用砂漿封閉，進水室容積宜大于輸水管總容積，以防止在枯水期引水不暢。并要求進水室管頂有60cm以上的淹沒水深，可避免空氣進入管道，減小管道震動。粗濾料是水質凈化的重要措施，粗濾即初步過濾，采用壩前鋪設人工淘洗干凈的碎石、砂卵石等材料，使回填頂面與上游溝底順接，并盡可能增大面積，可對原水起到預沉、隔離雜草樹葉、降低濁度等凈化作用。

3.1.2 沉淀過濾

首先，針對水源年際濁度動態變化的特點進行沉淀，之后，依靠過濾料之間的微小間隙達到凈化水質的目的。過濾體一般由承托層和過濾料兩大部分組成，承托層是為了過濾料的鋪設而設置，同時有利于清洗與反沖洗的實施。濾料宜選用卵石和砂礫石，鋪設要把握好基本結構與過濾方式的一致性，順水流方向由大到小按粗、中、細分層鋪設。對小型供水而言，尤其要控制細砂層厚度不少于50cm，濾速越慢過濾效果越好，反之則差。如原水濁度較大時，要投放混凝絮凝劑。混凝劑指的是為使膠體失去穩定性和膠體相互聚集所投加的藥劑，主要分為鐵制劑系列和鋁制劑系列，以及其叢生的高聚物系列。絮凝劑有不少品種，其共同特點是能夠將水體中的單獨懸浮微粒聚集聯結形成粗大的絮狀團粒或團塊，用來提高沉降、澄清、過濾等工藝過程的速度和效率。

3.2 殺菌消毒

采用合適的凈化消毒設施，并及時對水質進行加氯消毒，是水質凈化不可或缺的重要環節。寧強縣農村供水工程設計常采用以下幾種設備，根據具體的工程實際而定。

3.2.1 二氧化氯發生器

化學法二氧化氯復合消毒劑發生器由投藥系統、反應系統、投加系統及控制系統組成。其主要原料為氯酸鈉和鹽酸，兩者經化學反應2NaClO3+4HCl=2ClO2+Cl2+2NaCl+2H2O產生ClO2、C12等強氧化劑，其中ClO2含量為60%～70%，經純化后ClO2含量可達95%左右。ClO2的殺菌、消毒能力為Cl2的2.6倍，并且經它處理的水不產生致癌物質。該設備需配備專用電源、人員、消毒間，尤其是原料鹽酸需專業運輸及保管，審批手續較為復雜，一定程度增加了建設成本和用水戶的經濟負擔。目前，已在寧強縣供水人口多的村鎮投入應用。

3.2.2 高效緩釋消毒器

采用溶解法，自動緩釋，壓力加氯工藝設計，以含80%以上的強氯固體藥劑為主要原料，經水與藥劑混合緩釋所產生的消毒液，投入到所需水池與原水充分接觸殺菌消毒。使用第二天監測出廠水余氯，根據結果調整藥量與流量大小。該設備操作簡單，供水系統無動力設備故無需電源，可直接安裝于清水池頂或旁側。設計適用于受益人口較多的農村供水，如寧強縣鞏家河鎮兩河口村供水工程，設計供水規模54m3/d，可解決129戶523人的飲水困難，同時改善該村77戶305人的飲水安全問題。

3.2.3 浮筒消毒器

浮筒消毒器儲藥罐內裝入漂精片（裝藥量根據日供水量確定），漂精片有較強的殺菌能力，與水接觸30分鐘以后，出廠水余氯含量達0.3mg/L以上時，對腸道致病菌都有殺滅作用。將浮筒和儲藥罐螺旋連接，用塑料繩拴住浮筒，繩子另一端固定在水池蓋上，長度保持低水位時消毒器不離開水面，并使進水口～消毒器～出水口呈一直線，利用進水和出水時產生的水流沖擊，使消毒器輕微擺動釋放氯量。浮筒首次投用后，余氯檢測每天一次，根據余氯濃度旋動調節環，調節釋氯孔大小，穩定后余氯每周檢測一次。浮筒緩釋消毒器操作簡單，使用方便，費用開支少，為確保飲水安全、提高供水質量起到一定的作用，在供水人口300人以下的小型集中供水及分散式供水設計中應用最為廣泛。

3.3 水質管理和保障

具備消毒措施的供水工程必須進行余氯監測，設備使用第二天監測出廠水余氯，三天后監測管網末稍余氯。余氯標準：出廠水≥0.3mg/L末梢水≥0.05mg/L。農村供水工程在實際運行管理中，還可采用余氯速測盒監測余氯含量，使用方便快捷。在盒內加入自來水和一片試劑，溶解后放置1～3分鐘，找出與比色片顏色相同的色階，該色階即為自來水余氯量。當水質不符合飲用水衛生標準時，應停止供水，及時處理。

農村供水管理人員多為村民兼職，濾料淘洗、雜物淤積清理并不能保證按要求進行。由于相應專業能力欠缺，凈水消毒設備雖然操作簡便，但仍存在動態變化，需要人員細心操作，漂精片更換、基本的余氯速測常難以實現。現階段，寧強縣農村供水工程建成后，由所在村成立供水協會進行運營管理，落實管水人員責任義務，“一事一議”合理收取水費，走以水養水的良性發展之路。尤其是加強水源管理與維護，劃定水源保護區，對建成的設施采用砼樁刺絲圍墻防護，各建筑物檢修孔、主支管道閥井均要求加鎖防護，從而利于工程管理并確保供水水質。

4 結語

農村供水工程水質凈化設計方案的確定，要堅持因地制宜原則，綜合考慮多方因素，最大限度發揮技術優勢，使水質凈化工藝措施在技術上可行、經濟上合理、效果上可靠。更要注重新技術、新方法的研究與應用，提高水質凈化的科技含量。同時，要嚴格供水工程建設管理，不斷加強基層水利組織建設，提高管理人員專業素質水平，促進民生水利又好又快發展，保證群眾吃上潔凈安全的自來水。陜西水利

[1]中華人民共和國水利部.《村鎮供水技術規范》.[SL310-2004].中國水利水電出版社，出版社名，2004年11月11日.

[2]陜西省城鄉供水管理辦公室.《村鎮供水工程運行管理手冊》.[S277.7-62].陜西科學技術出版社，2011年1月.

[3]陳復.《水處理技術及藥劑大全》.[TU991.2-62].中國石化出版社，2000年10月.