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2009年3月 水利电力科技 第35卷 第1期 40 农村饮用水水质处理方法介绍农村饮用水水质处理方法介绍 汪秀丽 编 （武汉大学图书馆，武汉 430072） [文文 摘摘] 农村饮水安全中的水质问题是一个非常重要的问题，文章根据不同的原水水质条 件，介绍了几种适合农村饮用水的水质净化技术 [关键词关键词] 农村饮水 水质处理 水处理技术 水质净化 农村饮水安全工程多数规模较小， 对水源水质的依赖性较大， 水质问题困扰着农村 饮水安全据有关资料显示，我国农村有 3 亿多人饮水不安全，其中 6300 多万人饮用 高氟水， 2000 万人饮用高砷水， 3800 多万人饮用苦咸水， 1.9 亿人饮用水有害物质超标， 血吸虫疫区约 1100 多万人饮水不安全鉴于我国水源地水质超标的严重局面，应采取 适合农村的、合理的水质水处理技术，以保证农村群众的饮水安全 1 饮水安全的水质要求饮水安全的水质要求 为使农村群众饮水安全得到保障， 农村供水的水质必须符合国家现行 《生活饮用水 水质标准》 水质标准包括物理性状、化学性状、毒理学及细菌学四大类指标 水的物理性状包括浑浊度、 臭和味等各项指标。

要求水质从感观上对人体无不良刺 激 水的化学性状包括 pH 值、总硬度、铁、锰、铜、锌、挥发酚等各项指标超过一 定限量时，将会使水发红发黑，产生异味、异臭，水烧开时产生沉淀，为生活用水所不 宜在农村最常遇到的是地下水含铁、含锰和硬度过高，这时需采取除铁、除锰措施 而降低水的硬度则比较困难，在农村中无法实现，遇到此情况只有另择水源 水的毒理学指标包括氟化物、铝、砷、氰化物等有害物质超过卫生标准时将对人 体产生危害所以，含氟量过高的水，不宜作生活饮用水 水的细菌指标包括细菌总数和大肠菌群 通过消毒措施， 使水质达到流行病学上安 全 2 常规水处理措施常规水处理措施 对于符合水源水质标准的原水，可采取以下常规水处理措施： 2.1 浊度长期不超过浊度长期不超过20NTU、瞬间不超过、瞬间不超过60NTU的原水的原水 当原水浊度长期不超过 20NTU、瞬间不超过 60NTU 时，可采用慢滤加消毒或微絮 凝直接过滤加消毒的水处理工艺，也可采用超滤膜技术进行处理 农村饮用水水质处理方法介绍 汪秀丽 编 41 （1）慢滤处理工艺 慢滤处理技术于 19 世纪开始在英国等欧洲国家推广，美国等国家现在仍在农村小 型水处理中使用。

我国从 1930 年开始在上海租界供水等水处理厂中运用，1950 年后， 随着絮凝、沉淀和快滤等工艺的应用，慢滤在大型水处理厂中因滤速低、占地需求广等 原因退出了城市供水但对于人口密度小、经济条件不富裕、原水浑浊度长年较低的山 区农村，仍可利用地形优势选用该工艺 生物慢滤水处理技术基本工作原理如下：将需处理的源水以较低的滤速（一般为 0.1m/h～0.3m/h） 通过具有一定厚度 （1.0m 左右） 、 较小粒径 （有效粒径一般控制在 1.0mm 以内） 滤料层的滤池， 经慢滤池滤料层的物理截污吸附和微生物细菌等的生物化学作用， 达到净化水质目的生物慢滤水处理工艺流程见图 1 图图 1 生物慢滤水处理工艺流程图生物慢滤水处理工艺流程图 生物慢滤水处理具有工艺流程简单；慢滤池结构简单；管理要求低；无需投加任何 化学药剂，水处理效果好；成本低；易于小型化等优点特别适用于农村小型分散式饮 水处理 （2）微絮凝过滤（接触过滤）处理工艺 微絮凝过滤是省去沉淀过程而将混凝与过滤过程在滤池内同步完成的一种接触絮 凝过滤工艺，它是在原水中加入絮凝剂后，经快速混合，形成小而密的絮体，就直接进 入滤池，边絮凝边过滤，促使水质进一步得到净化。

这种直接过滤技术不仅可简化水厂 处理流程、降低投资费用和减少运行费用，而且还可提高产水量及出水水质微絮凝过 滤处理工艺流程见图 2 图图 2 微絮凝过滤处理工艺流程图微絮凝过滤处理工艺流程图 （3）超滤膜技术 超滤是介于微滤和纳滤之间的一种膜过程，平均孔径在 3—100nm 之间超滤膜技 术是一种能够将溶液进行净化、分离、浓缩的膜分离技术，它以膜两侧的压力差为驱动 力，以超滤膜为过滤介质，在一定的压力下，当水流过膜表面时，只允许水及低分子量 溶质通过，从而达到溶液的净化、分离、与浓缩的目的超滤膜大多由醋酯纤维或与其 性能类似的高分子材料（纤维素衍生物、聚砜、聚丙烯腈、聚酰胺及聚碳酸酯等）制得 超滤膜能有效去除水中的悬浮物质和微生物， 但不能去除水中的溶解性物质， 适合于地 下水、山泉水等良好水源水的净化，这些水经超滤膜净化后可直接饮用 水源水 混合微絮凝过滤清水池 用户 混凝剂消毒 水源水 生物慢滤 调节池用户 预处理消毒 2009年3月 水利电力科技 第35卷 第1期 42 2.2 浊度长期低于浊度长期低于500NTU、瞬间不超过、瞬间不超过1000NTU的原水的原水 当原水浊度长期低于 500NTU、瞬间不超过 1000NTU 时，可以采用混凝沉淀（或 澄清） 、过滤加消毒的水处理工艺。

（1）澄清 澄清池是利用池中的泥渣与凝聚剂，以及原水中的杂质颗粒相互接触、吸附，以达 到泥水分离的净水构筑物，澄清工艺流程图见图 3澄清池主要有机械搅拌澄清池和水 力循环澄清池适用于农村水厂的澄清池主要是水力循环澄清池 水力循环澄清池是一种具有集混合、絮凝、沉淀于一体的泥渣循环型澄清池原水 经过水射器喷嘴，在其周围形成负压吸入泥渣，使原水、泥渣、混凝剂充分而激烈的快 速混合，从而增加悬浮颗粒间的碰撞，加快接触絮凝作用，达到泥水分离的目的其工 作原理是根据近代絮凝理论中“闪发式混合” 、 “双电层作用”与“化学架桥作用”的观 点，充分利用活性泥渣的接触絮凝活性，使其泥渣回流参与混合絮凝，通过连续加药和 间歇排泥，使泥渣层一直处于新陈代谢状态中，泥渣层始终保持接触絮凝的活性该池 自 20 世纪 60 年代引入中国，因其造价低、占地面积小、无机械搅拌设备，运行管理方 便、构造较简单等优点，在国内水处理工程中已得到较为广泛的应用 图图 3 澄清过滤净水工艺流程图澄清过滤净水工艺流程图 （2）过滤 过滤是去除沉淀池出水中残留的细小悬浮颗粒及微生物的过程 农村供水工程中常 用的滤池池型有普通快滤池、重力式无阀滤池、虹吸滤池等。

(a)普通快滤池 普通快滤池指的是传统的快滤池布置形式， 滤料一般为单层细砂级配滤料或煤、 砂 双层滤料，冲洗采用单水冲洗，冲洗水由水塔（箱）或水泵供给滤池主要包括进水管 渠、排水槽、过滤介质（滤料层） ，过滤介质承托层（垫料层）和配（排）水系统滤 池数量的布置不得少于 2 个，单个滤池的面积一般不大于 100m2对于单层石英砂滤料 滤池，饮用水的设计滤速一般采用 8~10m/h，冲洗强度一般采用 12~15L/s·m2，冲洗时 间在 7~5 分钟，该池型运行管理可靠，池深较浅，但阀门较多，需要设有冲洗设备 对于煤砂双层滤料滤池，饮用水冲洗强度在 12~16L/s·m2，过滤冲洗时间在 8~6 分钟， 该池型滤速比单层的高，含污能力较大（约为单层滤料的 1.5~2.0 倍） ，工作周期较长， 成本低，但滤料径粒选择较严格，冲洗时要求高，煤砂之间易积泥普通快滤池可适用 于大、中、小型农村水厂 (b)重力式无阀滤池 重力式无阀滤池是水处理工艺中用于除去水中悬浮物质的过滤装置 它是利用水力 学原理， 通过进、 出水的压力差自动控制虹吸管， 实现自动清洗及自动投入过滤的滤池 重力式无阀滤池具有无大型阀门、正水头过滤、冲洗自动化、构造简单、造价低及操作 水源水 混合 絮凝 澄清过滤清水池 用户 消毒混凝剂 农村饮用水水质处理方法介绍 汪秀丽 编 43 管理方便等优点， 因而在中小型农村水厂得到了广泛的应用。

但重力式无阀滤池也存在 以下一些问题：进水系统复杂、施工要求高；进水过程易夹气，影响正常的过滤和反冲 洗；滤层表面积泥；采用单层石英砂滤料，滤池产水量低，不能满足供水量日益增大的 要求 (c)虹吸滤池 虹吸滤池实际上是普通快滤池的一种新形式， 它的过滤机理和普通快滤池相同， 但 控制原理和构造有很大差别 虹吸滤池利用虹吸作用来代替滤池的进水阀门和反冲洗排 水阀门，反冲洗所需的水头和水量均来自滤池本身虹吸滤池主要由进水槽、配水槽、 进水虹吸管、单元滤池的进水槽、进水堰、布水管、滤层、配水系统、集水槽、出水管、 出水井、出水堰、清水管路、真空系统、冲洗排水槽、冲洗虹吸管、冲洗排水管组成 该池型无需外接水源与水泵，全自动冲洗，缺点是土建结构较复杂，反冲洗耗水量大， 有时冲洗效果不理想适用于大型农村水厂 2.3 含沙量变化较大或浊度经常超过含沙量变化较大或浊度经常超过500NTU的原水的原水 当原水含沙量变化较大或浊度经常超过 500NTU 时，可采用在常规净水工艺前增 加预沉淀、粗滤或渗滤设施 2.4 消毒措施消毒措施 当对经过水质处理后的水采取消毒措施时，可根据供水方式、供水水质、供水规模 等工程的具体情况和消毒剂供应等情况来确定。

对于规模较大的水厂，可采用液氯、次 氯酸纳或二氧化氯等对处理后的水进行消毒；对于规模较小的水厂，可采用次氯酸纳、 二氧化氯、 臭氧发生器现场制备消毒剂或三氯异氰尿酸、 紫外线等对处理后的水进行消 毒；对于分质供水站，可采用臭氧或紫外线等对处理后的水进行消毒；对于分散供水工 程，可采用漂白粉、含氯消毒片或家用消毒设备等对饮用水进行消毒 3 特殊水处理措施特殊水处理措施 对于含有高氟、高砷、高铁、高锰、苦盐及微污染的水源，可采取以下特殊水处理 措施 3.1 苦咸水苦咸水 当水中溶解性总固体大于l000mg／L或总硬度大于450mg／L或氯化物大于250mg ／L 或硫酸盐大于 250mg／L 时的水称为苦咸水 我国苦咸水主要分布在北方和东部沿 海地区苦咸水主要是口感苦涩，很难直接饮用，长期饮用会导致胃肠功能紊乱，免疫 力低下苦咸水的淡化，可采用电渗析、反渗透、电吸附等水处理措施 （1）电渗析法 在苦咸水淡化中应用的电渗析法简称 ED，它利用离子在电场的作用下定向迁移， 通过选择透过性的离子交换膜， 使一种水中大部分离子迁移到另一种水中去而达到除盐 目的苦咸水电渗析法净水工艺流程见图 4电渗析装置应根据原水水质及出水水质要 2009年3月 水利电力科技 第35卷 第1期 44 求，选择主机型号、流量、级、段和膜对数。

该技术已比较成熟，具有净水效果好、无 需加药、工艺简单、除盐率高、制水成本低、操作方便、不污染环境等主要优点，但存 在对水质要求较严格、 需对原水进行预处理等缺点 该方法多用于分质供水的农村供水 工程 图图 4 苦咸水电渗析法净水工艺流程图苦咸水电渗析法净水工艺流程图 （2）反渗透法 反渗透技术是由美国的里德教授于 20 世纪 50 年代初提出的 反渗透是在原水一边 加上比自然渗透更高的压力，扭转自然渗透方向，把溶液中的离子压到半透膜（能够对 水或溶液具有选择透过性的膜）的另一边，而获得清洁的水，这与自然界的正常渗透过 程相反，故称之为“反渗透” 在进行反渗透系统设计时，应掌握原水水质、各组分的 浓度、渗透压力、温度、pH 值以及淡水水质、水量等苦咸水反渗透法净水工艺流程 见图 5 反渗透方法可以从水中除去 90%以上的溶解性盐类和 99%以上的胶体微生物及 有机物等，具有不需加药、净化效果好、管理简便等特点，但一次性投资较高，膜（核 心部件）的使用年限一般在 3 年左右，需要针对原水水质进行预处理，能耗和运行费用 较高，制水过程中的废水较多且需要妥善处理，适用于分质供水的农村供水工程。

图图 5 苦咸水反渗透法净水工艺流。