農村飲水安全工程自來水處理技術

郭大貴

（湖南德江監理有限公司湖南常德415000）

農村飲水安全工程自來水處理技術

郭大貴

（湖南德江監理有限公司湖南常德415000）

在農村建設和發展過程中，農村飲水安全問題越來越受到各級黨委和政府的關注，推廣和應用自來水處理技術對提高農村水源的水質具有重要意義。基于此，本文主要分析了農村飲用水安全現狀，并對其相應的處理和凈化技術進行分析，旨在為城鄉居民提供更優質的飲用水。

農村；飲水安全；自來水處理技術

1 引言

水是生命之源，水質的好壞直接關系到飲水安全問題，保障農民正常生產生活的重要舉措就是發展農村供水，提高農村地區飲水的安全性。推廣和應用自來水處理技術對解決農村飲水困難和飲水安全問題具有重要意義，目前，諸多地區仍存在水質不達標和飲用水供應不足的問題，不僅嚴重制約了農村經濟的發展，還不利于農村人口的身心健康。因此，在加強農村飲水安全工程建設的同時，通過工程實施來選擇適合農村地區水源水質特點的處理技術，以此來提高農村飲用水水質，從而為農村飲水安全提供有力保障。

2 農村飲用水安全現狀

目前，我國農村所使用的飲用水源為地表水、地下室和苦咸水，但這三類水源均存在不同程度的安全問題。其中污染最為嚴重的是地表水，主要污染物有有機污染物、重金屬污染物和微生物污染物，其中，有機污染物包括：①天然污染，主要來源于自然微生物分解；②人工污染，主要是致癌突變。所有積極污染物均為微生物發展提供充足的碳源，因此，在配水管道或水庫中會滋生出細菌和藻類物質。這些物質極易讓水發出難聞氣味，并對水的顏色進行改變，甚至會引發大面積的流行疾病，不利于保證人們的身體健康。

地下水水質出現問題的主要原因在于各項參數未達標：①自然原因。由于我國農村部分地域遍布不同的苦咸水，此類水質礦化程度在3～6g/L，同時，高氟地下水的分布較為廣泛，因此，這類水在水質上超過正常飲用水標準，是導致我國農村部分地域出現缺水現象的主要原因；②人為因素。隨著社會經濟的飛速發展，生活污水以及工業廢水排放量逐年增加，在二者的共同作用下，部分地區的潛水礦度在不斷提升，一些污染較為嚴重的地方無法作為安全飲用水使用。

3 農村飲水安全自來水處理技術

3.1 地表水水源

在水質凈化及處理的過程中，涉及諸多工藝與技術，在實際選擇時，應考慮水源水質情況，關注供水水質要求，在此基礎上才能夠保證所選工藝與技術的合理性與高效性，從而使地表水水源滿足飲用水的水質要求。目前，我國水源處理的工藝流程如圖1。

圖1 水源處理的工藝流程簡圖

3.1.1 混凝

混凝主要是指將混凝劑投入到原水中，使水中的懸浮物及微粒等相互吸附，從而聚凝為較大的顆粒，混凝作為水處理技術的一種，其應用具有一定的廣泛性與普遍性。混凝作用的發揮主要是借助劇烈均勻攪拌來實現的，目前常見的混凝設備有兩種：①管道混合。將其細化為管道靜態混合器和孔板混合，其中管道靜態混合器具有安裝方便、易操作的優點，但不足之處在于對水頭的損失較大；②機械混合。該設備具有良好的凈化效果，但成本相對較高，后期維修難度較大。絮凝設備主要有水力型和機械型，前者主要有隔板絮凝池、折板絮凝池（見圖2），后者主要為機械攪拌絮凝池。

3.1.2 沉淀

原水中較大的凝聚顆粒，借助自身重力逐漸下沉，實現和水的分離。常見的沉淀池有平流和斜管這兩種：①古老的沉淀形式，可充分滿足混凝沉淀的需求，具有簡便性、經濟性的特點，但其需大面積平面場地，且排泥難度較大；②新型的沉淀形式，主要通過平行傾斜板來提高沉淀效率，且對平面面積的需求較小。

圖2 折板絮凝池

3.1.3 過濾

過濾環節主要是利用顆粒類的過濾原料，其中包括石英石，將原水中的雜物截住。過濾使用的濾池有無閥濾池、快濾池、虹吸濾池、生物慢濾池等，不同的濾池形式各異，比如無閥濾池主要借助自動水控裝置；在使用快濾池的過程中，閥門容易損壞；虹吸濾池的使用可有效保證各項指標良好，但成本偏高；生物慢濾池的使用成本較低，結構簡單，使用方便，管理容易，適宜在農村地區使用。

（1）過濾工藝的優勢

①過濾能夠有效去除飲用水源中的有機物、氨氮等物質，經過過濾處理的飲用水，會大大降低具致癌性和致突變性的有機化合物含量，有利于提高生物穩定性；②過濾池管理相對簡單、運行安全可靠，只要適度控制濾池反沖洗的強度和頻率即可；③過濾濾池的運行或停用1～2個月后對其進行再次使用幾乎不會產生負面影響，一般只需幾個小時就可將濾池的性能恢復到停用前的水平，同時在過濾過程中產生的污泥極易濃縮和脫水，可有效提高水源質量。

（2）過濾工藝的相關問題

飲用水過濾工藝可大大提高飲用水的生物穩定性和安全性，是一項經濟實用的飲用水處理工藝，但在其應用過程中仍需研究和解決以下問題：①在水中有機物和氨氮共存的情況下，氨氮對有機物降解會產生影響；②在水中鐵、錳共存的情況下，鐵的存在對去除錳會產生一定影響；③有機物在進入配水管網后可能緩慢降解，從而促使管網內微生物的快速生長。

3.1.4 消毒

該環節主要運用不同技術將水中致病的微生物消除。常見的方法包括：①液氯消毒，其具有經濟性、簡便性和精準性，但由于氯氣有毒，使用過程中容易埋下安全隱患，因此，在使用時要小心，避免污染原水；②紫外線消毒，具有較高效率和顯著效果，但經濟成本過高；③二氧化氯，屬于殺菌消毒劑，消毒性較好，在農村使用較為廣泛，但在實際使用過程中，要求具備較高的操作管理水平。

3.2 地下水水源

地下水水質相對較好，能較好的為農村居民生產生活提供服務，但部分地區地下水水質嚴重超標，比如鐵和錳的含量較高，在二者共同作用下，導致飲用水的氣味、顏色等難以滿足基本的使用要求，因此，降地下水作為飲用水水源時，應消除水中的鐵和錳。常見的方法有空氣氧化法和藥劑氧化法，其中空氣氧化法可細化分為自然氧化法和接觸氧化法。其中接觸氧化法在自來水處理中應用最為廣泛，其主要優勢在于經濟性和簡便性，作業流程為：水→曝氣→過濾，其中曝氣裝置的形式有跌水曝氣、射流曝氣與曝氣塔曝氣等。另外，針對部分地下水含氟量較多的農村地區，長期使用則會對人的牙齒、骨骼及組織器官等造成不同程度的影響，在除氟時，主要采用吸附過濾法、離子交換法、混凝法及電滲析法等。

3.3 苦咸水水源

苦咸水主要是指飲用水中的氯化物、硫酸鹽等含量超過規定值，水呈咸味或苦味，長期飲用此水，則會對人體健康造成嚴重影響，多出現皮膚過敏、腹瀉等問題。在處理苦咸水時，常采用的處理工藝有蒸餾法、電滲析和反滲透法，其中應用最為廣泛的就是反滲透法，具體的處理流程為：原水→預處理系統→高壓水泵→反滲透膜組件→凈化水。

4 實例分析

4.1 實例概況

某縣的水源主要來源于山澗地表水，僅小部分取用淺層地下水，且森林植被覆蓋好，地表土壤層較厚，作為居民飲用水水源的山澗地表水主要是由景觀地表土壤和儲蓄在地表土壤層的水分匯集成的，其中土壤水分并不純凈，而是具有一定濃度的溶液。根據相關水質代表性水樣化驗結果顯示，在土壤酸堿度的影響下，該縣有大部分山澗地表水水質呈偏酸性或強酸性，pH值為5.1～6.6。

4.2 水處理技術和凈化工藝

生物慢濾技術可有效去除農村微污染水源水中常見的超標污染物，比如重金屬鐵、錳等，特別是對該縣呈酸性或強酸性的山澗地表水具有良好的水質凈化效果（見圖3）。

圖3 生物慢濾處理技術示意圖

生物慢濾處理技術在該縣中的應用具體以下特點：①凈化處理工藝方面。在慢濾池中添加粒狀活性炭，可有效提高去除水中有機物的能力；增設粗濾池作為慢濾池的預處理，由于慢濾池對原水濁度具有較高要求，濁度最好＜30度，因此，對于濁度較高的水源，可考慮在慢濾前采用粗濾作為預處理來達到降低水濁度的目的；②生物濾處理技術可有效去除水質中97%的大腸桿菌、50%的細菌總數、87%的銅、鐵等；③水質處理效果明顯，后續管理較為簡便，只要每隔2～4個月將上層濾料刮去2～3cm進行清洗或更換即可。

5 結語

綜上所述，農村飲水安全問題直接關系著農村人口的身心健康及生命安全，同時也對農村經濟的發展及新農村建設產生直接影響，各農村地區應結合自身的實際情況，選擇適宜的處理工藝與技術，切實提高飲用水的安全性，保障農村飲水安全和農民的生命財產安全。

[1]楊勇.農村飲水安全工程中的水處理技術與凈化工藝[J].建筑工程技術與設計，2016（22）：56.

[2]林躍星.生物慢濾水處理技術在農村飲水安全工程中的應用[J].內蒙古水利，2011（6）：116～117.

[3]張金紅.唐山市農村飲水安全工程建設管理實踐與思考[J].農業與技術，2015（1）：201～202.

R123

A

1004-7344（2016）30-0161-02

2016-9-9

郭大貴（1967-），男，監理工程師、造價工程師和一級建造師，本科，主要從事水利工程監理和水利施工工作。