農(nóng)村安全飲水工程水處理工藝研究

◎謝巖

水資源是重要的自然資源，特別是飲用水，是關(guān)乎國家安全、社會穩(wěn)定以及人民身體健康的重要資源。我國是一個水資源匱乏且受到嚴(yán)重污染的國家，由于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)排放大量廢水，以及城鎮(zhèn)居民生活污水、糞便垃圾等污染水體，我國的水源水質(zhì)受到很大影響，在作為飲用水水源的27 條主要河流中，有56%受到不同程度的污染，特別是農(nóng)村地區(qū)，飲用水的水質(zhì)存在較大的安全隱患。

一、安全飲水工程工藝設(shè)計

飲用水處理是將水源水體處理成為符合生活飲用水要求的過程，水處理工藝選擇的原則是針對水源點水質(zhì)的特點，以最低投資和運行費用達(dá)到生活飲用水要求的出水水質(zhì)。安全飲水工藝流程一般如下圖1 所示。

其中混合池、絮凝池、深沉池、濾池是飲用水處理中的核心部位，處理工藝包括了加藥、混合、絮凝、深沉、過濾、消毒等步驟，其中混凝、深沉工藝的作用是除去水中雜質(zhì)；過濾工藝的作用是除去水中剩余懸浮物質(zhì)；消毒工藝的作用是殺滅水中的致病微生物，以達(dá)到生活飲用水水質(zhì)要求。

二、水處理工藝

現(xiàn)階段農(nóng)村安全飲水工程的水處理工藝主要包括混合工藝、絮凝工藝、深沉工藝、過濾工藝和消毒工藝。

1.混合工藝?；旌瞎に囋陲嬘盟幚碇兄饕淖饔檬抢盟鞯牧鲃有?，使藥劑能在被處理的水體中得到均勻快速的擴(kuò)散，因此其工藝控制主要在藥劑混合的時間和強(qiáng)度上。為了使混合工藝能為后續(xù)的水處理提供較好的條件，對工藝處理的時間要求比較高，藥劑混合的時間需要較快，并且要確保藥劑在水體中擴(kuò)散速度較快，擴(kuò)散程度要均勻?，F(xiàn)階段采用較多的混合工藝處理方式主要包括管道靜態(tài)混合和機(jī)械攪拌混合，靜態(tài)混合具有施工方便、投資較小、設(shè)備不復(fù)雜、占地面積小、混合效果比較好等特點，機(jī)械攪拌混則具有相對較高的靈活性，可以通過機(jī)械根據(jù)水源流量的變化進(jìn)行攪拌強(qiáng)度的調(diào)整，確保混合工藝的效果，但其方式存在設(shè)備易損壞，造價較高等缺點，同時對機(jī)械調(diào)節(jié)的控制水平要求也較高。

在混合工藝中，有一種新型的管道靜態(tài)混合工藝設(shè)備，為微渦管式混合設(shè)備，其工藝處理方式有傳統(tǒng)管道靜態(tài)混合器的全部優(yōu)點，強(qiáng)化了宏觀混合與亞微觀混合，能夠確保藥劑混合的程度達(dá)到最佳，使其充分發(fā)揮作用，但是設(shè)備投資較高。

2.絮凝工藝。常規(guī)的絮凝反應(yīng)工藝有：普通折板絮凝工藝、穿孔旋流絮凝工藝、孔室絮凝工藝、機(jī)械絮凝工藝、渴流絮凝工藝、網(wǎng)格絮凝工藝及微渦折板絮凝工藝等。穿孔旋流絮凝工藝、渦流絮凝工藝、孔室絮凝工藝，優(yōu)點是構(gòu)造簡單，造價低，缺點是不適應(yīng)水量的變化，反應(yīng)效果差，占地面積大，大型水廠一般不宜采用；普通折板反應(yīng)工藝、隔板反應(yīng)工藝，雖然反應(yīng)效果好，所需反應(yīng)時間短，但大水量，對低濁度水質(zhì)情況不宜采用，構(gòu)造較復(fù)雜，造價高；機(jī)械反應(yīng)工藝的反應(yīng)效果好，水力損失小，但機(jī)械設(shè)備維護(hù)管理比較復(fù)雜；網(wǎng)格反應(yīng)工藝是應(yīng)用湍流理論發(fā)展起來的一種工藝類型，在垂直水流方向上旋轉(zhuǎn)網(wǎng)格或柵條，水流通過網(wǎng)格或柵條的孔隙時，水流過孔隙斷面使流速發(fā)生變化，從而形成了良好的絮凝條件，因此反應(yīng)效果好，反應(yīng)時間短，構(gòu)造相對簡單，但其工藝在運行過程中，對工藝的控制要求較高。

3.深沉工藝。常用的深沉工藝有：平流深沉工藝、普通斜板（管）深沉工藝。平流深沉工藝的處理效果比較好，處理成果比較穩(wěn)定，其工藝的構(gòu)成相對簡單，在進(jìn)行水處理的過程中，管理較為方便，水池深度要求也不高，并不需要填料，其排泥可以采用機(jī)械方式，對水源水量以及水質(zhì)的沖擊負(fù)荷有較強(qiáng)的適應(yīng)性，但是存在處理時間長、占地面積較大和投資較高等缺點；斜管深沉工藝運用斜管深沉設(shè)備大大增加了深沉面積，有效改善了水力的條件，可以較大大幅度的提高飲用水的處理能力，斜管深沉工藝具有停留時間短，深沉效率高，占地省等優(yōu)點，因此被廣泛采用。

4.過濾工藝。常用的過濾工藝包括普通快濾池、無閥濾池等形式。相應(yīng)的處理構(gòu)筑物稱為過濾池，中小型水廠常用的濾池池型有：普通快濾池，重力或無閥濾池。普通快濾池采用大阻力配水系統(tǒng)，反沖水頭約7m，須設(shè)反沖洗水池或反沖洗泵進(jìn)行沖洗，應(yīng)用廣泛，運行穩(wěn)定可靠，特點是閥門多，運行操作與檢修工作量大。

重力無閥濾池采用小阻力配水系統(tǒng)，單個濾池就可構(gòu)成過濾與反沖洗池完整運行系統(tǒng)，不需設(shè)大型閥門，運行可以實現(xiàn)水力自動控制，管理方便。不足之處是濾池較大，單池面積較?。ㄒ话阈∮?5m2），濾料上面有頂蓋不便維護(hù)，無閥濾池在反沖洗時進(jìn)行水不停，浪費水。

5.消毒工藝。消毒工藝主要是采用二氧化氯來進(jìn)行消毒殺菌。此工藝以氯酸鈉為原料，通過二氧化氯發(fā)生器制取消毒劑CLO2，此工藝安全可靠，運行成本低，已在國內(nèi)大多數(shù)農(nóng)村安全飲水工程中得到廣泛的應(yīng)用。

結(jié)束語：農(nóng)村安全飲水工程中，水處理工藝的選擇要從項目建設(shè)的經(jīng)濟(jì)效益方面來考慮，但最重要的是保障水處理效果達(dá)到國家關(guān)于飲用水的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，確保水體的凈化技術(shù)保持一定的先進(jìn)性和成效性，為農(nóng)村居民的身體健康提供有效的保障。