農村飲水安全工程技術研究與應用

黃小華

(福建水利電力職業技術學院，福建 永安 366000)

水是生命之源，與人體健康和生活質量息息相關，其重要性不亞于食品。隨著農村經濟的快速發展，農村用水需求量與日俱增，隨之而來的還有工業廢水與生活污水排放量的增加，加上農村濫施農藥化肥，導致目前農村的水體質量很差。飲用水安全保障不僅與民眾生活質量和身心健康有著直接聯系，而且農村飲水安全的問題還關系到新農村和全面小康社會建設，所以我國將飲水工作的重點放在飲水安全問題上，旨在讓農村居民能方便、即時獲得生活飲用水[1- 5]。在農村飲水工程建設中，工程技術對飲水工程的安全與造價有直接的影響，下文以閩侯縣大湖鄉牛山村飲水工程為例，對農村飲水安全工程技術若干問題進行探討。

1 項目概況

閩侯縣位于福建省東部，福州市西北部，閩江下游。大湖鄉地處縣北部山區，東部、東北部與羅源縣毗連，西鄰洋里鄉，南接白沙鎮，北以山東梯嶺山峰為界與延坪鄉接壤，境內古有白畝大湖鄉，因而得名。牛山村屬于洋山行政村，位于大湖鄉西南部，全村現有人口310人，飲水不安全人口110人。目前，當地群眾大部分靠引山澗溪流水或打井抽取地下水來解決生活、生產用水，山澗溪流水源水質雖較好，但均未經凈化處理，工藝簡單，水質無法達到國家生活飲用水衛生標準的要求，而打井取水地點大部分位于農田，井水無法保證不受污染，水質也得不到保障，供水安全急需改善。

2 飲水安全工程技術分析

農村飲水安全工程主要由四大部分組成，包括取水工程、輸水工程、凈水工程和配水工程。其中，凈水工程中的凈水設施和輸配水工程中所使用的給水管材在農村飲水安全中占據著非常重要的地位。目前市場上很多新技術、新工藝和新材料的凈水設施和管材已經被廣泛地應用在農村飲水工程上。

2.1 水凈化技術

隨著社會的發展，人類對飲用水水質要求的提高以及水資源污染日益嚴重，為了使源水能達到日常生活飲用的標準，人們通常采用常規處理、工藝強化、預處理和深度處理四種水處理技術工藝來凈化水源，使得飲用水符合人體健康的需求。

常規處理技術指的是由混凝、沉淀、過濾和消毒四道工藝組成的水處理技術常規工藝，也是最基本的處理工藝[6- 10]。常規處理的目的是為了消除水中膠體物質、懸浮物質及細菌等，進而解決常見的水質問題，常用的設備方法有：常規凈化處理技術，一體化凈水設備，生物慢濾等工藝技術。

工藝強化技術指的是在常規的水處理過程中，在保證濁度去除率的同時，提高水中有機物的去除率，常用的方法有：采用新型濾池、濾料，強化混凝技術，投加助濾劑等。

預處理技術指的是為了減輕深度處理的負擔，在常規處理工藝之前，通過預處理工藝強化水中污染物的去除能力，常用的方法有生物氧化法、化學氧化法、吸附法等。

深度處理技術指的是在常規處理工藝后，增加處理工藝，去除常規處理工藝不能有效去除的污染物或消毒副產物，從而提高和保證飲用水質，常用方法有臭氧氧化—生物活性炭、活性炭吸附、膜技術等。

2.2 給水管材新技術

農村生活飲用水水質一方面與水源及凈水效果有關，另一方面輸配水管道也是水質的影響因素。因為輸配水管道在輸配水的過程中有可能對飲用水造成二次污染，進而影響到群眾的身體健康。隨著社會的發展與科技的進步，人們對生活健康要求的提高，國內外在淘汰和限制落后輸配水設施和管材的同時，也在不斷地開發與推廣應用新型的管材。目前引水管道通常采用鋼管、塑料管、預應力混凝土管等等，在農村地區，塑料管具有很強的適用性[11- 13]。

塑料管在問世以來就在我國得到快速發展。塑料管質量輕，容易運輸安裝，具有光滑的內表面，管壁粗糙系數小，故輸水中可以減少水頭損失，節約成本。相對于其他管材而言，塑料管因具有良好的耐腐蝕性，使其在輸水管道上的使用壽命可以達到50年以上。由于塑料管最長可達50m，在安裝過程中可以減少工程量和相應的費用。當然，比較其他管材，塑料管在剛度、硬度、抗高壓等方面存在相對較差的不足。盡管通過添加改善劑可以改善部分性能，但是與鋼材材質相比仍有較大的差距。因此用塑料管來輸送壓力流體時，需要考慮因增加管厚導致單位價格的增長。所以，塑料管在承受高壓、管徑較大時，性價比不如金屬管，但是在DN300以下，塑料管還是具有一定的競爭優勢。近年來，在塑料管發展的基礎上，研發了各種塑料和金屬復合管材。塑料與金屬復合管材不僅具有非金屬管材內壁光滑、水流阻力小、防腐能力強、耐磨等特點，還具有金屬管材耐壓、抗沖擊、強度韌性高等特點，各種管材對比可見表1。

2.3 消毒處理技術

水處理過程除了凈化還包括消毒，在飲水工程中，對源水進行消毒處理對飲水安全至關重要。消毒處理一般設在源水凈化處理之后，其目的是考慮到供水過程中的各個環節都有可能存在致病菌的污染，為了預防傳染病的發生或流行，需通過消毒切斷飲用水水質中病原微生物的傳播途徑。目前可污染飲用水的致病微生物有上百種，為杜絕介水傳染病的發生和流行，保證人體健康，生活飲用水必須經過消毒處理方可供飲用。目前我國使用最多的飲用水消毒方法是氯化消毒，在不斷的嘗試中，還出現了紫外線消毒、臭氧消毒、二氧化氯消毒等，雖然氯化消毒存在一些問題，但其他的消毒方式也因各種各樣的原因而難于被推廣使用。各種消毒方法對比見表2。

表1 管材對比表

表2 消毒方法對比表

3 牛山村飲水安全工程技術探討

3.1 凈水處理技術選擇

依據對牛山村源水水質化驗檢測報告可知，源水有機污染程度較低，主要處理對象為源水中的懸浮物(渾濁度)，為降低工程基建費用，在凈水的工程中可以暫不考慮深度處理及源水預處理，僅考慮常規處理工藝流程。傳統制水工藝為“混合→絮凝→沉淀→過濾→消毒”[14- 15]。由于擬建的供水工程供水規模較小，如采用反應、沉淀、過濾三池分設，造價較高，故對牛山村凈水系統設計采用一體化凈水器。一體化凈水器是按照國家規范的自來水凈化處理工藝流程與設計技術參數的規定，將反應、沉淀、過濾、消毒集于一個圓形構筑物內，形成一體化的水凈化處理系統。它具有工藝先進、技術可靠、凈水效果好，占地面積小、操作簡單、節省投資、管理方便等特點，通過對比，投資比常規的三池分設凈水工藝造價低30%左右。一體化凈水設備工作流程如圖1所示。

圖1 一體化凈水設備工作流程圖

3.2 配水管材選擇

目前閩侯縣建材市場上可供選擇的管材品種較多，常用的有鋼管、PVC管、PE管等。通過表1分析可知，鋼管施工安裝方便，承壓能力高，但是造價高。PVC-U管承壓能力高，重量輕，安裝、起吊運輸方便，成品無需防腐，且內壁光滑，粗糙系數較低，造價較低，從管材價格，施工條件方面綜合考慮，牛山村飲水安全工程中輸配水管道均采用PVC-U管。

4 結論與建議

綜上所述，牛山村飲水安全工程通過工程技術對比分析，通過一體化凈水設備對源水進行凈化和消毒，采用PVC-U管道給用戶輸水，使牛山村老百姓飲水安全問題得到了很大的改善。但是我們國家幅員遼闊，各地區差異很大。包括地形地質、水文條件等。因此在農村飲水安全工程建設中，需要立足本地實際情況，因地制宜地選擇合適的凈水設施和管道，這樣才能保證現代化水處理技術優勢得到充分發揮的同時，保證農村飲用水達到安全標準指標。當然，在農村安全飲水工程中，除了工程技術影響外，水源污染以及飲水工程后期的管理混亂等也會造成農村飲水安全問題，這些因素在飲水安全工程也需要引起足夠的重視。