我国村镇供水处理技术及发展模式探讨 5页

'第22卷第4期山东建筑大学学报Vol.22No.42007年8月JOURNALOFSHANDONGJIANZHUUNIVERSITYAug.2007文章编号:1673-7644(2007)04-0307-05我国村镇供水处理技术及发展模式探讨李梅,于军亭(山东建筑大学市政与环境工程学院,山东济南250101)摘要:通过介绍我国村镇供水工程的现状和特点,表明了我国村镇供水存在着工艺落后、供水安全性差等问题。为保障村镇供水水质,详细介绍了各种不同水源,如地下水、地表水和特殊水质水源的处理技术和工艺流程,同时对村镇供水发展模式进行了初步的探讨,提出了村镇分散式、集中式等六种供水模式。同时提出了村镇供水工程应综合考虑水源的选择与保护、净化技术与供水模式,并因地制宜,坚持可持续发展的原则。关键词:村镇;供水;水处理技术;发展模式中图分类号:TU991.2　　　　　文献标识码:ADiscussiononwatersupplytechnologyanddevelopingpatternofvillagesandsmalltownsinChinaLIMei,YUJun2ting(SchoolofMunicipalandEnvironmentalEngineering,ShandongJianzhuUniversity,Jinan250101,China)Abstract:ThelaggardtechnologyandpoorsafetyofwaterqualityareshowedbydiscussingthecurrentstateandcharacteristicsofwatersupplyofvillagesandsmalltownsinChina.Differenttreatingmethodsforseveralkindsofwatersources,suchasgroundwater,surfacewaterandspecialwaterqualitysourcesareintroduceddetailedlytoensurethequalityofwatersupply.Somesuggestionsfordevelopingpatternsofwatersupplyprojectarealsodiscussed,andsixwatersupplypatternsasdecentralizedandcentralizedwatersupply,etc.forvillagesareproposed.Itissuggestedthattheselectionandprotectionofwatersources,thepatternsofwatersupplyandwa2tertreatmenttechnologyshouldbeconsideredintegrallyinthewatersupplyprojects.Moreover,thewatersupplyprojectsforvillagesandsmalltownsshouldinsistprinciplesofsustainabledevelopmentandadjusttolocalcondi2tions.Keywords:villagesandsmalltowns;watersupply;watertreatmenttechnology;developmentpattern103[1]0　引言农村生活用水总量为2.98×10m。村镇是联系城乡的纽带,在城市建设中发挥着重要作用。供水　　目前我国有5万多个村镇,其中建制镇1.6万工程作为村镇基础设施之一,近年来得到很大发展。个。目前镇占50.7%,乡49.3%,有些镇的人口规经济发展和人民生活水平提高的同时对供水排水的模已经非常大。全国有3个镇的人口数量已在50要求也在提高。由于村镇经济普遍不发达,大多数万以上,人口大于10万的镇有403个。据2002年统农宅只有简易的给水设施,生活用水基本没有经过3计数据,我国农村人均生活用水量达到每天94m,必要的处理,村镇供水水质较差,造成村镇居民饮水收稿日期:2007-03-14作者简介:李梅(1968-),女,内蒙古包头人,山东建筑大学市政与环境工程学院副教授,博士,主要研究方向为水处理理论与技术、水资源保护与规划.©1994-2007ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　山东建筑大学学报　　　　　　　　　　　　　　　　　3082007年　8水质没有保障,导致水传播疾病频发。目前3×10源(如雨水和中水)。8多人饮水安全存在问题,其中1.9×10人饮用水有(2)水源保护7害物质含量超标,1.1×10人饮用水受到血吸虫病由于城市规模的扩大和经济的迅速发展,污水威胁。村镇饮水安全工程作为一项系统工程,是亟排放量不断增大,我国的污水处理率较低,大部分污待研究的技术课题。村镇供水工程的服务对象是广水未经处理或处理后未达标就排放水体,农村雨水大农民群众,有很强的公益性。水源的卫生防护、供地表径流、化肥、农药的过量使用造成了非点源污水净化工艺和处理技术以及贮存等一系列问题的解染,使地表水、地下水水质均受到不同程度的污染,决,才会使村镇供水工程进入一个良性循环。所以在村镇供水工程中还要注重水资源的保护问题,在此方面,可采取以下几种措施:1　我国村镇供水现状及存在的问题①点源控制:尽量避免生活污水直接进入天然水体造成污染,完善城市和乡镇企业的排水管理措1.1　村镇供水现状施,排放的污水应符合排放标准,河流污染控制应纳由于村镇供水用户比较分散,村镇供水工程点入整体规划,以保证地表水的水质。多面广。据统计,我国城乡供水普及率48.8%,虽②农田径流污染控制:合理使用化肥、农药,雨然比10年前有大幅度的提高,但与发达国家相比还水地表径流应收集并加以处理,改进农业生产活动相差很远,发达国家的供水普及率均在90%以上。技术,加强农田基本建设,在水源和水体周围建设生近十几年来,由于乡镇企业的迅猛发展,工业排水处态区,以保护地下水水质。理设施及管理不完善,人们对水源保护意识也比较③村镇污染控制:对于村镇的生活污水和企业淡薄等诸多因素,使水源受到较大程度的污染。甚生产废水处理达标后排放;对于生活垃圾和农业生至有些水源水质即使通过先进的处理工艺也无法达产废弃物,应进行堆肥或厌氧发酵处理,并进行资源到国家生活用水标准,如放射性指标α、β,所以在村回收和利用。镇供水工程的建设中对水源要加以保护和重视。④加强村镇环境管理:把环境保护措施建设纳1.2　存在的问题入村镇发展规划中,加强宣传,树立村民的环保意村镇供水在水质和工艺设施、管网建设上,存在识,采取有效的水资源保护措施,并设计专门的管理输水管管径偏小,输水能力不足,净水设施老化,工部门。艺落后,供水安全性差等问题。村镇供水工程建后2.2　处理技术管理也是一个十分薄弱的环节,重建轻管现象比较根据原水水质情况可选择不同的处理流程。严重,相当一部分已建工程管理体制不健全,运行机2.2.1　地下水处理流程制不灵活,部分供水站水价低于成本价,水费征收率(1)一般地下水处理流程[2]低。许多工程由于用户只交少量的水费,甚至不地下水由于通过地层的过滤作用,不含悬浮物,交水费,供水系统的维修不能及时解决,最终导致工水质和水温是稳定的,较少受外界影响,水质较好,程失修报废。所以村镇供水工程管理中,维修费和处理工艺比较简单,一般无需处理构筑物。取用地折旧费应在成本水价中予以考虑。下水应有可靠的水文地质资料,且取水量≤允许开采量。通常工艺如下:2　村镇供水水质保障及处理技术原水→简单处理(筛网隔滤、消毒)→用户(2)特殊水质地下水的处理2.1　水源选择与水源保护由于有些村镇所处地区的特殊性,取自当地地(1)水源选择下水时,地下水可能是特殊水质的水源,如含铁地下村镇供水水源的选择应以水量充沛可靠、水质水、含锰地下水、含氟水、含砷水等等,针对这样的水符合标准、输水设施安全经济、便于卫生防护为基本质,要对水质进行特殊处理。原则。在满足水量要求的前提下,选择顺序应为泉①含铁地下水水、水库水、河流水、池塘水、地下水水源,非常规水含铁地下水在我国分布甚广。铁在水中存在的©1994-2007ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net 　第4期　　　　　　　　　　　　　李梅等:我国村镇供水处理技术及发展模式探讨　　　　　　　　　　　　　　　　309[3]形态,主要有二价铁和三价铁两种,中性含铁地下水局部地区。饮用含砷量高的天然水一般会导致人主要含二价铁,并且一般为重碳酸亚铁Fe(HCO3)2。体慢性中毒,如皮肤损伤、黑脚病、皮肤癌等。我国我国地下水的含铁多在5～15mgPL之间,生活饮用生活饮用水卫生标准规定水中砷含量应不超过水卫生标准规定含铁量不超过0.3mgPL。地下水中50μgPL。常用铁盐混凝法除砷,向水中投加铁盐混2+铁质的去除一般常用氧化方法,即将水中Fe的氧凝剂,铁盐在水中水解生成氢氧化铁絮凝体,能吸附3+3+化成Fe。由于Fe在水中的溶解度极小,能从水水中的砷,将水中生成的氢氧化铁沉淀、过滤除去,中析出,从而达到地下水除铁的目的。常见的工艺便可获得除砷水。含砷水净化工艺如下:如下:含砷原水→混凝→沉淀→慢滤→除砷水含铁地下水→曝气装置→氧化反应池→快滤池2.2.2　地表水处理流程→除铁水地表水由于水质因流域特征、受人类扰动程度②含锰地下水等各不相同,需要根据实际情况选择相应的工艺流天然地下水中溶解状态的锰主要是二价锰,并程。且在中性天然地下水中主要为Mn(CO3)2。我国地(1)常规地表水处理流程下水中锰的含量一般不超过2mg/L。地下水除锰以常规地表水以去除水中的浑浊物质和细菌、病2+4+4+氧化法为主,即将水中的Mn氧化成Mn,Mn能毒为主,水处理系统主要由澄清和消毒工艺组成,其从水中析出,再用固液分离的方法将之去除,从而达中混凝、沉淀和过滤的主要作用是去除浑浊物质,常到除锰的目的。含锰地下水净化工艺如下:规工艺如下:含锰地下水→凝聚(加入KMnO4)→沉淀→过滤　原水→混凝池→沉淀池→过滤池→清水池→出水→除锰水(2)微污染水源水处理流程由于锰和铁的化学性质相近,在含锰地下水中当水源受到有机污染时,水中有机污染物数量常含有铁。我国有十八个省、市的地下水中含有过众多,虽然浓度小,却能对人体健康造成危害。常规量的铁和锰,如黑龙江省的佳木斯市和齐齐哈尔市,处理对水中有机物有一定去除作用,但对微量有机湖南省的汉寿县、华容县、广东的湛江市等,铁、锰共污染物去除效果比较差,需要增加预处理或深度处2+存时,Fe先被氧化。所以在地下水中铁、锰共存理工艺:时,应先除铁后除锰。含铁含锰地下水净化工艺如粉末活性炭、混凝剂下:　　　　↓含铁含锰地下水→弱曝气→生物除铁除锰滤池受污染水源水→混合装置→絮凝池→沉淀池→过滤→除铁锰水池→颗粒活性炭滤池→清水池→出水③含氟水(3)低温低浊水工艺流程我国许多地区的地下水含氟量过高,生活在高有些地区,冬季地表水水温降到0～3℃,原水含氟地下水地区的人约有8000万。地下水含氟量浊度10～20NTU,这种水称为低温低浊水,很难处[3]过高地区比较集中在北方,如内蒙古赤峰、河北沧理,即使在常规处理工艺中加大投药量,也难以达到州、陕西榆林等地区。当饮水中氟浓度高于1.5mgP饮用水水质标准。可采用双层滤料或多层滤料滤池L时,会引起氟斑牙;当饮水中氟浓度为3～6mgPL直接过滤,也可在过滤前设微絮凝池,利用微絮凝过时,会发生骨氟中毒,骨骼结构出现问题。所以,我滤。工艺如下:国生活饮用水卫生标准规定,水中氟浓度应保持在原水→混凝池→直接过滤池→清水池→出水0.5～1.0mgPL范围内。常用的除氟方法是吸附法,(4)高浊度水工艺流程吸附剂常用活性氧化铝,工艺如下:我国高浊度水,主要是指流经黄土高原的黄河含氟原水→吸附→滤池→清水池→除氟水干、支流的河水。黄河高浊度水含沙量极高,给水处④含砷水理带来很大困难。要达到预期的混凝沉淀(或澄清)我国地下水含砷量高的地区人口有千万之众。效果,减少混凝剂用量,需要增设预沉池或沉砂池,主要分布在我国西部地区,如新疆、内蒙古和宁夏的将水中绝大部分泥沙除去,再用常规工艺对之做进©1994-2007ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　山东建筑大学学报　　　　　　　　　　　　　　　　　3102007年　[4]一步处理,工艺如下:原水→预沉池→混凝池→沉淀池→过滤池→清水池→出水3　村镇供水发展模式　　与城市相比村镇具有用户分散,经济条件较差,饮水安全性差等特点,根据我国的实际情况,可考虑以下几种供水模式。3.1　分散式供水模式对于居住分散的地区,又不具备建设集中式给图2　重力过滤及储水系统水系统的村镇,可因地制宜的建造分散式给水系统。(1)家庭微型供水水井和钻井是广大农村地区主要供水水源。家庭用水处理系统是指一家一户建造水池、水窖、旱井等微型供水工程,这种供水模式适用于没有物力和财力建设大型水处理系统的分散家庭。其处理方法比较简单,把水存放一定时间再使用;或先通过微孔材料截流悬浮物,然后过滤,过滤可用陶瓷过滤器或砂滤池,见图1和图2;最后进行高温消毒,煮沸2～[5]3min,可杀灭水中的病原微生物,这种模式在我国比较实用。图3　屋顶雨水收集方式图1　家用砂滤器图4　地面雨水收集方式(2)雨水收集与利用毒。一般可供几户、几十户甚至整个小村庄使用。对于居住分散的缺水或苦咸水地区,可利用雨3.2　集中式供水模式水。雨水收集可分为屋顶集水式(图3)和地面集水集中式供水方式的供水保证率高,水质容易保[6]式(图4)两类收集系统,屋面雨水水质较好,收集证,用户使用方便,便于管理与维护,有条件的村镇,后经简单的净化处理,存入贮水池消毒后使用,多为可优先选用。一家一户使用。地面雨水收集后面经过净化处理(1)村级独立供水方式(如沉砂池、沉淀池、滤池等),流入贮水池,并进行消一个村采用一个独立的供水系统,仅向本村供©1994-2007ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net 　第4期　　　　　　　　　　　　　李梅等:我国村镇供水处理技术及发展模式探讨　　　　　　　　　　　　　　　　311水。一般供水规模较小。适用于居住分散,村间距分散的,则可建分散式供水工程。离较远,没有较大规模水源的地区。如果当地有可(3)在含氟高、含砷高、或苦咸水等地区,尽可[7]以利用的高位地下水或高位地表水,可采用重力自能采取寻找好水源,或利用雨水,或建集中供水工流系统,能降低工程投资和成本。程,并采用常规处理加活性炭深度处理,以保证水(2)区域统一供水方式质。在一定区域内,采用一个统一的供水系统向多(4)在缺水和经济条件落后地区,可利用雨[8]处村镇供水,这是具有一定规模的供水系统,是一种水。跨村跨乡、规模较大的集中供水工程,相当于城市的(5)距离城市较近的地区可采用依靠城市管网给水处理厂。该系统需要有专门人员集中管理,供供水方式。水安全,水质保证率高,单位水量的基建投资与制水综上所述,对不同类型的地区应采取相应的工成本低。有可靠水源,居住比较集中,经济条件较好程措施,坚持以小型工程为主,坚持有利于可持续发[9]的乡村应优先采用这种系统。展的原则,根据水源条件和经济条件及以往解决3.3　城市管网延伸供水方式饮水困难的经验,确定工程模式和工程规模,以实现依靠城市给水管网向村镇供水。城市给水系统生态村镇的基本建设。供水安全,水质合格率高,因此,城市周边地区,距离城市管网较近处,可采用城市管网延伸供水,采用参考文献:[6]时,要核算水量和水压。[1]许咏梅.从农村用水现状引发的思考[J].农业技术经济,20053.4　分压供水方式(2):79-80.[2]马百壮,张维耀.关于农村供水问题的思考[J].小城镇供水,采用同一给水系统向地形高差较大的不同村镇2003(3):95-96.或居住区分压供水。凡供水范围内地形高差较大,[3]王婷婷,陈菁.我国农村饮水困难的分类及其对策分析[J].水均应考虑这种供水方式。这样可以防止管网中因静利经济,2005,23(1):42-44.压过高而发生崩管事故,还可节省能耗、降低成本。[4]聂梅生.水资源及给水处理[M].北京:中国建筑工业出版社,2001.387-389.4　村镇供水发展建议[5]刘玲花,周怀东,金　,等.农村安全供水技术手册[M].北京:化学工业出版社,2005.136-138.　　我国村镇供水建设正处于起步阶段,针对不同[6]全国爱国卫生运动委员会办公室.中国农村给水工程规划设计手册[M].北京:化学工业出版社,1998.24-29.的地区应因地制宜采用不同的供水模式。[7]张克峰,刘金栋,王永磊,等.二次供水水质污染的现状及防治(1)借鉴国外农村供水来自钻井井水的经验,措施分析[J].山东建筑工程学院学报,2005,20(3):49-51.首先应利用浅层地下水、井水、钻井水。其次在地表[8]王永磊,姜小平,王德民,等.我国城市雨水利用技术及对策水丰富、水质比较好的地区,采用地表水,地表水至[J].山东建筑大学学报,2006,21(2):151-153.少要经过砂滤和消毒处理。[9]刘学功,刘文朝,崔招女.农村供水工程发展模式及工程规划设(2)人口密集区以建集中供水工程为主,居住计应注意的问题[J].中国水利,2005(17):59-61.©1994-2007ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net'