农村饮水安全工程自来水处理技术

2016-08-10郭大贵

大科技 2016年30期

关键词：混凝滤池饮用水

郭大贵

（湖南德江监理有限公司湖南常德415000）

农村饮水安全工程自来水处理技术

郭大贵

（湖南德江监理有限公司湖南常德415000）

在农村建设和发展过程中，农村饮水安全问题越来越受到各级党委和政府的关注，推广和应用自来水处理技术对提高农村水源的水质具有重要意义。基于此，本文主要分析了农村饮用水安全现状，并对其相应的处理和净化技术进行分析，旨在为城乡居民提供更优质的饮用水。

农村；饮水安全；自来水处理技术

1 引言

水是生命之源，水质的好坏直接关系到饮水安全问题，保障农民正常生产生活的重要举措就是发展农村供水，提高农村地区饮水的安全性。推广和应用自来水处理技术对解决农村饮水困难和饮水安全问题具有重要意义，目前，诸多地区仍存在水质不达标和饮用水供应不足的问题，不仅严重制约了农村经济的发展，还不利于农村人口的身心健康。因此，在加强农村饮水安全工程建设的同时，通过工程实施来选择适合农村地区水源水质特点的处理技术，以此来提高农村饮用水水质，从而为农村饮水安全提供有力保障。

2 农村饮用水安全现状

目前，我国农村所使用的饮用水源为地表水、地下室和苦咸水，但这三类水源均存在不同程度的安全问题。其中污染最为严重的是地表水，主要污染物有有机污染物、重金属污染物和微生物污染物，其中，有机污染物包括：①天然污染，主要来源于自然微生物分解；②人工污染，主要是致癌突变。所有积极污染物均为微生物发展提供充足的碳源，因此，在配水管道或水库中会滋生出细菌和藻类物质。这些物质极易让水发出难闻气味，并对水的颜色进行改变，甚至会引发大面积的流行疾病，不利于保证人们的身体健康。

地下水水质出现问题的主要原因在于各项参数未达标：①自然原因。由于我国农村部分地域遍布不同的苦咸水，此类水质矿化程度在3～6g/L，同时，高氟地下水的分布较为广泛，因此，这类水在水质上超过正常饮用水标准，是导致我国农村部分地域出现缺水现象的主要原因；②人为因素。随着社会经济的飞速发展，生活污水以及工业废水排放量逐年增加，在二者的共同作用下，部分地区的潜水矿度在不断提升，一些污染较为严重的地方无法作为安全饮用水使用。

3 农村饮水安全自来水处理技术

3.1 地表水水源

在水质净化及处理的过程中，涉及诸多工艺与技术，在实际选择时，应考虑水源水质情况，关注供水水质要求，在此基础上才能够保证所选工艺与技术的合理性与高效性，从而使地表水水源满足饮用水的水质要求。目前，我国水源处理的工艺流程如图1。

图1 水源处理的工艺流程简图

3.1.1 混凝

混凝主要是指将混凝剂投入到原水中，使水中的悬浮物及微粒等相互吸附，从而聚凝为较大的颗粒，混凝作为水处理技术的一种，其应用具有一定的广泛性与普遍性。混凝作用的发挥主要是借助剧烈均匀搅拌来实现的，目前常见的混凝设备有两种：①管道混合。将其细化为管道静态混合器和孔板混合，其中管道静态混合器具有安装方便、易操作的优点，但不足之处在于对水头的损失较大；②机械混合。该设备具有良好的净化效果，但成本相对较高，后期维修难度较大。絮凝设备主要有水力型和机械型，前者主要有隔板絮凝池、折板絮凝池（见图2），后者主要为机械搅拌絮凝池。

3.1.2 沉淀

原水中较大的凝聚颗粒，借助自身重力逐渐下沉，实现和水的分离。常见的沉淀池有平流和斜管这两种：①古老的沉淀形式，可充分满足混凝沉淀的需求，具有简便性、经济性的特点，但其需大面积平面场地，且排泥难度较大；②新型的沉淀形式，主要通过平行倾斜板来提高沉淀效率，且对平面面积的需求较小。

图2 折板絮凝池

3.1.3 过滤

过滤环节主要是利用颗粒类的过滤原料，其中包括石英石，将原水中的杂物截住。过滤使用的滤池有无阀滤池、快滤池、虹吸滤池、生物慢滤池等，不同的滤池形式各异，比如无阀滤池主要借助自动水控装置；在使用快滤池的过程中，阀门容易损坏；虹吸滤池的使用可有效保证各项指标良好，但成本偏高；生物慢滤池的使用成本较低，结构简单，使用方便，管理容易，适宜在农村地区使用。

（1）过滤工艺的优势

①过滤能够有效去除饮用水源中的有机物、氨氮等物质，经过过滤处理的饮用水，会大大降低具致癌性和致突变性的有机化合物含量，有利于提高生物稳定性；②过滤池管理相对简单、运行安全可靠，只要适度控制滤池反冲洗的强度和频率即可；③过滤滤池的运行或停用1～2个月后对其进行再次使用几乎不会产生负面影响，一般只需几个小时就可将滤池的性能恢复到停用前的水平，同时在过滤过程中产生的污泥极易浓缩和脱水，可有效提高水源质量。

（2）过滤工艺的相关问题

饮用水过滤工艺可大大提高饮用水的生物稳定性和安全性，是一项经济实用的饮用水处理工艺，但在其应用过程中仍需研究和解决以下问题：①在水中有机物和氨氮共存的情况下，氨氮对有机物降解会产生影响；②在水中铁、锰共存的情况下，铁的存在对去除锰会产生一定影响；③有机物在进入配水管网后可能缓慢降解，从而促使管网内微生物的快速生长。

3.1.4 消毒

该环节主要运用不同技术将水中致病的微生物消除。常见的方法包括：①液氯消毒，其具有经济性、简便性和精准性，但由于氯气有毒，使用过程中容易埋下安全隐患，因此，在使用时要小心，避免污染原水；②紫外线消毒，具有较高效率和显著效果，但经济成本过高；③二氧化氯，属于杀菌消毒剂，消毒性较好，在农村使用较为广泛，但在实际使用过程中，要求具备较高的操作管理水平。

3.2 地下水水源

地下水水质相对较好，能较好的为农村居民生产生活提供服务，但部分地区地下水水质严重超标，比如铁和锰的含量较高，在二者共同作用下，导致饮用水的气味、颜色等难以满足基本的使用要求，因此，降地下水作为饮用水水源时，应消除水中的铁和锰。常见的方法有空气氧化法和药剂氧化法，其中空气氧化法可细化分为自然氧化法和接触氧化法。其中接触氧化法在自来水处理中应用最为广泛，其主要优势在于经济性和简便性，作业流程为：水→曝气→过滤，其中曝气装置的形式有跌水曝气、射流曝气与曝气塔曝气等。另外，针对部分地下水含氟量较多的农村地区，长期使用则会对人的牙齿、骨骼及组织器官等造成不同程度的影响，在除氟时，主要采用吸附过滤法、离子交换法、混凝法及电渗析法等。

3.3 苦咸水水源

苦咸水主要是指饮用水中的氯化物、硫酸盐等含量超过规定值，水呈咸味或苦味，长期饮用此水，则会对人体健康造成严重影响，多出现皮肤过敏、腹泻等问题。在处理苦咸水时，常采用的处理工艺有蒸馏法、电渗析和反渗透法，其中应用最为广泛的就是反渗透法，具体的处理流程为：原水→预处理系统→高压水泵→反渗透膜组件→净化水。

4 实例分析

4.1 实例概况

某县的水源主要来源于山涧地表水，仅小部分取用浅层地下水，且森林植被覆盖好，地表土壤层较厚，作为居民饮用水水源的山涧地表水主要是由景观地表土壤和储蓄在地表土壤层的水分汇集成的，其中土壤水分并不纯净，而是具有一定浓度的溶液。根据相关水质代表性水样化验结果显示，在土壤酸碱度的影响下，该县有大部分山涧地表水水质呈偏酸性或强酸性，pH值为5.1～6.6。

4.2 水处理技术和净化工艺

生物慢滤技术可有效去除农村微污染水源水中常见的超标污染物，比如重金属铁、锰等，特别是对该县呈酸性或强酸性的山涧地表水具有良好的水质净化效果（见图3）。

图3 生物慢滤处理技术示意图

生物慢滤处理技术在该县中的应用具体以下特点：①净化处理工艺方面。在慢滤池中添加粒状活性炭，可有效提高去除水中有机物的能力；增设粗滤池作为慢滤池的预处理，由于慢滤池对原水浊度具有较高要求，浊度最好＜30度，因此，对于浊度较高的水源，可考虑在慢滤前采用粗滤作为预处理来达到降低水浊度的目的；②生物滤处理技术可有效去除水质中97%的大肠杆菌、50%的细菌总数、87%的铜、铁等；③水质处理效果明显，后续管理较为简便，只要每隔2～4个月将上层滤料刮去2～3cm进行清洗或更换即可。