农村饮水安全工程技术研究与应用

黄小华

(福建水利电力职业技术学院，福建 永安 366000)

水是生命之源，与人体健康和生活质量息息相关，其重要性不亚于食品。随着农村经济的快速发展，农村用水需求量与日俱增，随之而来的还有工业废水与生活污水排放量的增加，加上农村滥施农药化肥，导致目前农村的水体质量很差。饮用水安全保障不仅与民众生活质量和身心健康有着直接联系，而且农村饮水安全的问题还关系到新农村和全面小康社会建设，所以我国将饮水工作的重点放在饮水安全问题上，旨在让农村居民能方便、即时获得生活饮用水[1- 5]。在农村饮水工程建设中，工程技术对饮水工程的安全与造价有直接的影响，下文以闽侯县大湖乡牛山村饮水工程为例，对农村饮水安全工程技术若干问题进行探讨。

1 项目概况

闽侯县位于福建省东部，福州市西北部，闽江下游。大湖乡地处县北部山区，东部、东北部与罗源县毗连，西邻洋里乡，南接白沙镇，北以山东梯岭山峰为界与延坪乡接壤，境内古有白亩大湖乡，因而得名。牛山村属于洋山行政村，位于大湖乡西南部，全村现有人口310人，饮水不安全人口110人。目前，当地群众大部分靠引山涧溪流水或打井抽取地下水来解决生活、生产用水，山涧溪流水源水质虽较好，但均未经净化处理，工艺简单，水质无法达到国家生活饮用水卫生标准的要求，而打井取水地点大部分位于农田，井水无法保证不受污染，水质也得不到保障，供水安全急需改善。

2 饮水安全工程技术分析

农村饮水安全工程主要由四大部分组成，包括取水工程、输水工程、净水工程和配水工程。其中，净水工程中的净水设施和输配水工程中所使用的给水管材在农村饮水安全中占据着非常重要的地位。目前市场上很多新技术、新工艺和新材料的净水设施和管材已经被广泛地应用在农村饮水工程上。

2.1 水净化技术

随着社会的发展，人类对饮用水水质要求的提高以及水资源污染日益严重，为了使源水能达到日常生活饮用的标准，人们通常采用常规处理、工艺强化、预处理和深度处理四种水处理技术工艺来净化水源，使得饮用水符合人体健康的需求。

常规处理技术指的是由混凝、沉淀、过滤和消毒四道工艺组成的水处理技术常规工艺，也是最基本的处理工艺[6- 10]。常规处理的目的是为了消除水中胶体物质、悬浮物质及细菌等，进而解决常见的水质问题，常用的设备方法有：常规净化处理技术，一体化净水设备，生物慢滤等工艺技术。

工艺强化技术指的是在常规的水处理过程中，在保证浊度去除率的同时，提高水中有机物的去除率，常用的方法有：采用新型滤池、滤料，强化混凝技术，投加助滤剂等。

预处理技术指的是为了减轻深度处理的负担，在常规处理工艺之前，通过预处理工艺强化水中污染物的去除能力，常用的方法有生物氧化法、化学氧化法、吸附法等。

深度处理技术指的是在常规处理工艺后，增加处理工艺，去除常规处理工艺不能有效去除的污染物或消毒副产物，从而提高和保证饮用水质，常用方法有臭氧氧化—生物活性炭、活性炭吸附、膜技术等。

2.2 给水管材新技术

农村生活饮用水水质一方面与水源及净水效果有关，另一方面输配水管道也是水质的影响因素。因为输配水管道在输配水的过程中有可能对饮用水造成二次污染，进而影响到群众的身体健康。随着社会的发展与科技的进步，人们对生活健康要求的提高，国内外在淘汰和限制落后输配水设施和管材的同时，也在不断地开发与推广应用新型的管材。目前引水管道通常采用钢管、塑料管、预应力混凝土管等等，在农村地区，塑料管具有很强的适用性[11- 13]。

塑料管在问世以来就在我国得到快速发展。塑料管质量轻，容易运输安装，具有光滑的内表面，管壁粗糙系数小，故输水中可以减少水头损失，节约成本。相对于其他管材而言，塑料管因具有良好的耐腐蚀性，使其在输水管道上的使用寿命可以达到50年以上。由于塑料管最长可达50m，在安装过程中可以减少工程量和相应的费用。当然，比较其他管材，塑料管在刚度、硬度、抗高压等方面存在相对较差的不足。尽管通过添加改善剂可以改善部分性能，但是与钢材材质相比仍有较大的差距。因此用塑料管来输送压力流体时，需要考虑因增加管厚导致单位价格的增长。所以，塑料管在承受高压、管径较大时，性价比不如金属管，但是在DN300以下，塑料管还是具有一定的竞争优势。近年来，在塑料管发展的基础上，研发了各种塑料和金属复合管材。塑料与金属复合管材不仅具有非金属管材内壁光滑、水流阻力小、防腐能力强、耐磨等特点，还具有金属管材耐压、抗冲击、强度韧性高等特点，各种管材对比可见表1。

2.3 消毒处理技术

水处理过程除了净化还包括消毒，在饮水工程中，对源水进行消毒处理对饮水安全至关重要。消毒处理一般设在源水净化处理之后，其目的是考虑到供水过程中的各个环节都有可能存在致病菌的污染，为了预防传染病的发生或流行，需通过消毒切断饮用水水质中病原微生物的传播途径。目前可污染饮用水的致病微生物有上百种，为杜绝介水传染病的发生和流行，保证人体健康，生活饮用水必须经过消毒处理方可供饮用。目前我国使用最多的饮用水消毒方法是氯化消毒，在不断的尝试中，还出现了紫外线消毒、臭氧消毒、二氧化氯消毒等，虽然氯化消毒存在一些问题，但其他的消毒方式也因各种各样的原因而难于被推广使用。各种消毒方法对比见表2。

表1 管材对比表

表2 消毒方法对比表

3 牛山村饮水安全工程技术探讨

3.1 净水处理技术选择

依据对牛山村源水水质化验检测报告可知，源水有机污染程度较低，主要处理对象为源水中的悬浮物(浑浊度)，为降低工程基建费用，在净水的工程中可以暂不考虑深度处理及源水预处理，仅考虑常规处理工艺流程。传统制水工艺为“混合→絮凝→沉淀→过滤→消毒”[14- 15]。由于拟建的供水工程供水规模较小，如采用反应、沉淀、过滤三池分设，造价较高，故对牛山村净水系统设计采用一体化净水器。一体化净水器是按照国家规范的自来水净化处理工艺流程与设计技术参数的规定，将反应、沉淀、过滤、消毒集于一个圆形构筑物内，形成一体化的水净化处理系统。它具有工艺先进、技术可靠、净水效果好，占地面积小、操作简单、节省投资、管理方便等特点，通过对比，投资比常规的三池分设净水工艺造价低30%左右。一体化净水设备工作流程如图1所示。

图1 一体化净水设备工作流程图

3.2 配水管材选择

目前闽侯县建材市场上可供选择的管材品种较多，常用的有钢管、PVC管、PE管等。通过表1分析可知，钢管施工安装方便，承压能力高，但是造价高。PVC-U管承压能力高，重量轻，安装、起吊运输方便，成品无需防腐，且内壁光滑，粗糙系数较低，造价较低，从管材价格，施工条件方面综合考虑，牛山村饮水安全工程中输配水管道均采用PVC-U管。

4 结论与建议

综上所述，牛山村饮水安全工程通过工程技术对比分析，通过一体化净水设备对源水进行净化和消毒，采用PVC-U管道给用户输水，使牛山村老百姓饮水安全问题得到了很大的改善。但是我们国家幅员辽阔，各地区差异很大。包括地形地质、水文条件等。因此在农村饮水安全工程建设中，需要立足本地实际情况，因地制宜地选择合适的净水设施和管道，这样才能保证现代化水处理技术优势得到充分发挥的同时，保证农村饮用水达到安全标准指标。当然，在农村安全饮水工程中，除了工程技术影响外，水源污染以及饮水工程后期的管理混乱等也会造成农村饮水安全问题，这些因素在饮水安全工程也需要引起足够的重视。