广西大石山区家庭水柜膜组合净水工艺水处理试验研究

吴昌洪，黄旭升，吴卫熊

（广西壮族自治区水利科学研究院 广西水工程材料与结构重点实验室,南宁 530023）

1 研究背景

广西大石山区主要位于广西西北部，分布在河池市、百色市、南宁市、柳州市、来宾市、崇左市6 个市的30个县（市、区），其中河池市11个（金城江、宜州、南丹、天峨、凤山、东兰、罗城、环江、巴马、都安、大化）、百色市12 个（右江、田阳、田东、平果、德保、靖西、那坡、凌云、乐业、田林、隆林、西林）、南宁市2个（隆安、马山）、柳州市3个（融安、融水、三江）、来宾市1 个（忻城）、崇左市1 个（天等）。该区域多年平均降水量为1481 mm，雨量充沛，但由于地形起伏和大气环流的影响，降雨时空分布极不均匀，降雨多集中在4～9 月，占全年总降雨量的70%～85%，加上降雨大部分通过岩溶裂隙和石灰岩漏斗流入地下，地表水资源十分有限[1]。大部分偏远山区群众只能通过建设家庭水柜解决饮水问题。自治区党委、政府高度重视大石山区农村饮水问题，为打赢大石山区农村饮水安全脱贫攻坚战，解决大石山区脱贫摘帽“有安全饮水”的问题，规划在2018-2020年新建家庭水柜22 011座，同时要求全部配套净化消毒设施[2]。为探索家庭水柜净水器水处理实际效果，我们采用市场常见的膜组合净水工艺净水器对水柜水处理效果开展试验研究。

2 材料与方法

2.1 材料

试验采用膜组合净水工艺净水器，该净水器常用于大石山区家庭水柜水处理。膜组合净水工艺流程为：微滤膜→活性碳棒→纳滤膜→超滤膜。净水器额定净水量1 m3/h，适用水压0～0.1 MPa，PVDF微滤膜可拆卸清洗重复使用。

2.2 方法

2.2.1 研究方案

通过实地调研，结合大石山区家庭水柜整体的水质状况、集雨形式、入户流程、供水人口等，选取了6 座具有代表性的典型水柜，于2019 年5 月的丰水期和2019年11月的枯水期分别取水柜水源水及滤后水做水质检测，研究膜组合工艺净水器的水处理效果。6座家庭水柜基本情况如下：

（1）大化县六也乡加司村独下屯2座家庭水柜（编号1#、2#）。水柜通过抽取低洼处雨后形成的泉水进行水源补充，一般是雨后才抽泉水补充，不下雨无水源补充。水柜建于2014年，水柜已加盖。

（2）大化县六也乡加司村独上屯2座家庭水柜（编号3#、4#）。水柜通过抽取低洼处雨后形成的泉水进行水源补充，一般是雨后才抽泉水补充，不下雨无水源补充。水柜建于2016年，水柜已加盖。

（3）德保县马隘镇隆华村下安屯2座家庭水柜（编号5#、6#）。水柜通过坡面集雨。水柜建于2010年，水柜无盖板，水柜前无沉砂池及过滤设施，水柜中枯枝落叶等杂物较多。

2.2.2 检测指标及方法

水质检测指标为《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）中水质常规指标和非常规（氨氮）指标，包括感官性状和一般化学指标、微生物指标、毒理指标。

（1）感官性状和一般化学指标（13 项）：色度、浑浊度、臭和味、肉眼可见物、pH、铁、锰、氯化物、硫酸盐、溶解性总固体、总硬度、耗氧量、氨氮。

（2）毒理指标（3项）：砷、氟化物、硝酸盐（以N计）。

（3）微生物指标（3 项）：菌落总数、总大肠菌群、耐热大肠菌群。

本次试验由家庭水柜所在县疾控预防中心进行水质检测，水样的采集、保存以及测试严格按照《生活饮用水标准检验方法》（GB/T5750-2006）进行。采用500 mL广口瓶采集水样，经160°高温灭菌2 h后使用，水样采集前，滤后水龙头采用酒精棉擦拭消毒。所有水样采集后放置在水样冷藏箱中，返回疾控中心测定。水质分析结果按照《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）进行评价。

3 结果与分析

3.1 水样合格率分析

在丰水期、枯水期各采样6 座家庭水柜水源水及滤后水，其中水源水样12 份，滤后水样12 份，共计24 份。本次试验，24 份水样中感官性状和一般化学指标、毒理指标均合格，水质检测结果仅列出微生物指标（见表1、表2、表3）。

表1 大化县六也乡加司村独下屯2座家庭水柜水质检测情况

表2 大化县六也乡加司村独上屯2座家庭水柜水质检测情况

表3 德保县马隘镇隆华村下安屯2座家庭水柜水质检测情况

3.1.1 水源水分析

根据水质检测结果，6座水柜水源水在丰水期、枯水期的12份水样均不合格，超标指标为微生物指标，其中，菌落总数、总大肠菌群、耐热大肠菌群均超标的水样有7份，总大肠菌群、耐热大肠菌群超标的水样有5份。德保县马隘镇隆华村下安屯2座家庭水柜，丰水期检测到菌落总数分别为14 000、12 000 CFU/mL。2座家庭水柜通过坡面集雨，水柜前无沉砂池及过滤设施，集雨过程中泥沙等杂物随雨水进入水柜，同时由于水柜无盖板，枯燥落叶等易落入水柜中，是造成菌落总数含量高的主要原因。

3.1.2 滤后水分析

通过膜组合工艺净水器处理后，滤后水水质合格率为91.7%，其中丰水期合格率为83.3%，枯水期合格率为100%。丰水期有1份滤后水样不合格，水源水菌落总数高达14 000 CFU/mL，滤后水菌落总数820 CFU/mL，超过500 CFU/mL 的标准值。不合格的原因一是水柜水源水质较差，菌落总数较高时，净水器使用一段时间后，膜的通透性降低，可能存在膜污染，处理效果不佳；二是农户用水量少，群众间歇性用水，净水器出水设计与用户用水习惯不符合等。

3.2 净水能力分析

本次试验，12 份水柜水源水样中总大肠菌群、耐热大肠菌群含量较低，净水器可有效去除，12 份滤后水样中均未能检测到总大肠菌群、耐热大肠菌群，去除率达到100%。当水柜水源水中菌落总数含量较高时，净水器处理效果不佳，根据统计，12份滤后水样中菌落总数平均去除率94.3%（见表4）。

4 结论及建议

（1）本试验中，使用膜组合净水工艺进行水柜水处理，12份滤后水样水质合格率为91.7%。

（2）本试验中，12 份滤后水样中均未能检测到总大肠菌群、耐热大肠菌群，去除率达到100%；12份滤后水样中菌落总数平均去除率94.3%。

表4 菌落总数去除率统计情况

（3）广西大石山区部分水柜水源水质较差，菌落总数含量较高，使用膜组合净水工艺处理效果不佳，建议水柜加盖及水柜前置过滤池或沉砂池，在过滤池或沉砂池入口处设置拦污栅或拦污网，以阻隔淤泥、沙石和枯枝落叶等杂物进入水柜，从而减少菌落的繁殖，改善水柜水质，同时在水柜末端配合膜组合工艺净水器，才能有效提高水质合格率。