【正文】 農(nóng)村飲用水凈化模式的選擇與 凈化技術(shù)應(yīng)注意的問題 崔招女 劉學(xué)功 劉文朝 武文鳳 （中國水利水電科學(xué)研究院） 一、概述 1．水質(zhì)凈化 水質(zhì)凈化也稱水處理。水質(zhì)凈化即用不同的凈化工藝，去除原水中各種雜質(zhì)，使凈化后的水質(zhì)符合“生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（ GB5749）”或符合“ 農(nóng)村實(shí)施《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》準(zhǔn)則”要求。 生活飲用水水源符合下列要求：① 水中不得含病源微生物。② 水中所含化學(xué) 物質(zhì)及放射性物質(zhì)不得危害人體健康。③ 水的感官性狀良好，無色，無異味。 天然水中一般含有雜質(zhì)，如懸浮物、膠體和溶解性物質(zhì)。懸浮 物顆粒直徑大于 1 103，這類物質(zhì)泥砂占絕大部分，如原生動(dòng)物、藻類、泥土、細(xì)菌、重金屬氧化物、油脂以及不溶解于水的有機(jī)物。膠體顆粒直徑 1103～ 1 106mm，大部分為細(xì)小粘土顆粒、細(xì)菌、病菌、有機(jī)物、膠體、重金屬氫氧化物、高分子有機(jī)、無機(jī)化合物。溶解性物質(zhì)，直徑小于 1 106mm，是以分子、離子狀態(tài)存在于水中，如鈣、鎂、鐵、錳、氟、砷等離子以及一些有機(jī)物。 詳見附圖 1。 2．凈水工藝 （ 1）常規(guī)凈水工藝名詞解釋 ① 混凝作用：含混合、絮凝 水中細(xì)小顆粒（懸浮物和膠體）在水中沉降的很慢，靜止很長時(shí) 間無變化。如果在原水中投加一種混凝劑（凝聚劑），混凝劑水解后產(chǎn)生大量正離子，這些正離子使膠體的負(fù)電性斥力大為降低，水中雜質(zhì)顆粒的穩(wěn)定性降低，當(dāng)雜質(zhì)顆?！懊摲€(wěn)”到一定程度，細(xì)小顆粒逐漸長大，并依靠重力作用下沉，完成混凝作用。 混合作用是使混凝劑迅速均勻地?cái)U(kuò)散到水中，使原水中膠體雜質(zhì)脫穩(wěn)。絮凝作用是使混合階段形成的細(xì)小絮體，通過相互碰撞，以形成具有良好沉淀性能的較大絮凝體。 ② 沉淀作用 是使混合、絮凝階段形成的絮體依靠重力作用下沉，并使水中的懸浮物質(zhì)從水中分離。 ③ 過濾作用 過濾是以具有孔隙的顆粒狀濾料層截 留水中雜質(zhì)，從而使水得到進(jìn)一步凈化的工藝過程。 （ 2）常規(guī)凈水工藝 凡符合《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（ GB3838）中 III 類以上的水體，均可采用下述工藝。 常規(guī)處理去除水中的懸浮物、膠體物質(zhì)部分細(xì)菌，和部分溶解性的物質(zhì)。 常規(guī)處理過程： 在 渾水 中 投加凝 聚 劑， 產(chǎn)生了眾多正離子與氫氧化物絮凝 混合 沉淀 過濾 清水池 消毒 凝聚劑 用戶 地表水 膠體 ； 依靠正離子壓縮膠體擴(kuò)散層，氫氧化物膠體吸除水中雜質(zhì)，從而使水中膠體脫 穩(wěn) 并逐漸形成較大顆粒 。 即礬花 最終在重力作用下從水中分離出來，使渾水得到了澄清。 （ 3）水的特殊處理 當(dāng)水中的鐵、錳、氟、砷超過“ 農(nóng)村實(shí)施《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》準(zhǔn)則”時(shí)，該水源必須經(jīng)過特殊處理，如處理鐵、錳可采用接觸氧化或曝氣氧化法，把溶解性 2 價(jià)鐵、錳、氧化成 3 價(jià)鐵、錳（懸浮狀）后，可用過濾工藝去除。氟可用活性氧化鋁吸附法、電滲析法或反滲透法去除?？嘞趟械柠}份可用電滲析法或反滲透法去除。 （ 4）水的深度處理 水中無機(jī)或有機(jī)物含量超標(biāo)時(shí)，應(yīng)進(jìn)行深度處理。一般采用活性炭吸附工藝。 二、凈水工藝選擇 應(yīng)根據(jù)原水水質(zhì)，設(shè)計(jì)規(guī)模，參照相似條件水廠的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合當(dāng)?shù)貤l件，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。核心是因地制宜，采用適宜技術(shù)。 原水水質(zhì)：地下水或 者地表水。 1．未受污染的地下水，符合《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（ GB/T14848）中 III類水標(biāo)準(zhǔn)，或《生活飲用水水源水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（ CJ3020）要求時(shí)，僅需進(jìn)行消毒處理即可； 2．地表水符合（ GB3838）Ⅲ類以上水體，原水渾濁度低于 20NTU，瞬間不超過 60NTU 時(shí)，可采用慢濾，消毒或微絮凝加消毒； 消毒 ↓ 慢濾 → 清水池 →用戶 地表水→ 凝聚劑 消毒 ↓ ↓ → 混合 → 微絮凝過濾 → 清水池 →用戶 3．地表水原水濁度長期低于 500NTU，瞬間不超過 1000NTU，宜采用常規(guī)凈化處理工藝； 凝聚劑 消毒 ↓ ↓ 地表水→ 混合 → 絮凝 → 沉淀 → 過濾 → 清水池 →用戶 4．原水渾濁度（洪峰季節(jié)）超過 500NTV 或含沙量變化較大時(shí)，原水應(yīng)采取預(yù)沉，高濁度水處理應(yīng)按《高濁度水給水設(shè)計(jì)規(guī)范》（ CJJ40）。建設(shè)部頒布標(biāo)準(zhǔn)。 助凝劑 凝聚劑 消毒 ↓ ↓ ↓ 高濁水→ 預(yù)沉 → 混合 → 絮凝 → 沉淀 → 過濾 → 清水池 →用戶 （ 5）常規(guī)凈水工藝簡介 1）絮凝池的型式 農(nóng)村水廠常用的絮凝池有穿孔旋流絮凝池、折板絮凝池、網(wǎng)格絮凝池和隔板絮凝池 ① 絮凝池設(shè)計(jì)注意的要點(diǎn) 圖 1 穿孔旋流絮凝池 圖 617 平析板絮凝池布置示意圖 (a) 相對折板； (b)平行折板； (c)平行直板 a 絮凝池內(nèi)流速一般由大逐漸變小進(jìn)行設(shè)計(jì) ； b 絮凝時(shí)間一般為 10~30min； c 為使絮凝過程完成后所形成的絮體不致破碎，宜將絮凝池與沉淀池合建 ； d GT 值一般控制在 104~105 2）各池型絮凝池簡介 ① 穿 孔 旋流絮凝池 穿孔旋流絮凝池由多個(gè)串聯(lián)的絮凝室組成，如圖。原水以較高流速沿池壁 切線方向流入，在池內(nèi)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，促使顆粒相互碰撞，利用多級串聯(lián)的旋流方向，更促進(jìn)了 絮凝作用。各室間的連接采用孔口，孔口斷面逐級放大，而流速逐漸變小。 穿孔旋流絮凝池適用于中、小型水廠。經(jīng)常與斜管沉淀池合建而組成穿孔旋流式絮凝斜管沉淀池。 ② 折板絮凝池 平折板絮凝池一般分為三段（也可多于三段），折板布置可分為相對折板、平行折板及平行直板 3 種型式，見圖 617；適用于水量變化不大的中、小型水廠。 ③網(wǎng)格絮凝池 圖 739 網(wǎng)格（柵條）絮凝池 注：垂直流向：向上⊙ 向下 豎井序號： 1， 2， 3，?? 垂直垂 圖 732 回轉(zhuǎn)式隔板絮凝池 注：垂直流向：向上⊙ 向下 豎井序號： 1， 2， 3，?? 圖 731 往復(fù)式隔板絮凝池 ③網(wǎng)格絮凝池 網(wǎng)格絮凝池的平面布置由多格豎井串聯(lián)而成，水流從一格流向另一格，上下交錯(cuò)流動(dòng)，直到出口。水平放置網(wǎng)格（柵條），水流通過網(wǎng)格或柵條孔隙，水流收縮，過網(wǎng)孔后水流擴(kuò)大。 ④ 隔板絮凝池 隔板絮凝池是傳統(tǒng)的絮凝池布置形式，主要有往復(fù)式和回轉(zhuǎn)式，適用于水量變化小的大型水廠。 + 圖 623 塑料蜂窩斜管斷面 注：垂直流向：向上⊙ 向下 豎井序號： 1， 2， 3，?? 垂直垂 圖 622 異向流斜板（管）沉淀池構(gòu)造示意圖 注：垂直流向：向上⊙ 向下 豎井序號： 1， 2， 3，?? 垂直垂 2）沉淀池池型簡介 農(nóng)村水廠常見的沉淀池池型有平流沉淀池，斜管（板）沉淀池。 ① 平流沉淀池 平流沉淀池構(gòu)造簡單為一長方形的水池，但占地面積大，處理效果穩(wěn)定，且對水質(zhì)的適應(yīng)性較強(qiáng)，操作方便等優(yōu)點(diǎn)，故各地仍普 遍采用。 ② 斜管（板）沉淀池 斜管（板）沉淀池是一種在沉淀池內(nèi)裝許多直徑較小的平等斜管或間隔較小的平等斜板。 斜管沉淀池為正六角形蜂窩斜管。一般分為配水區(qū)、斜管（板）區(qū)、清水區(qū)和積泥區(qū)。因水流向上沉泥向下，方向相反，故稱為異向流斜管沉淀池。異向流斜管沉淀池具有適用范圍廣，處理效率高，占地面積小等優(yōu)點(diǎn)，廣泛用于村鎮(zhèn)水廠。但由于異向流斜管沉淀池停留時(shí)間短，當(dāng)原水濁度較高時(shí)，易造成出水水質(zhì)不穩(wěn)定，因此該池型宜用于原水渾濁度長期低于 1000NTU 的原水