摘要：農村飲水安全既要解決量的問題，又要解決質的問題，為解決水質問題，推廣和運用簡便、實用、經濟的生物慢濾水處理技術，確保水質達標。

關鍵詞：飲水水質 生物慢濾 水質凈化

一、生物慢濾技術的基本原理

農村飲水安全既要解決量的問題，又要解決質的問題，比農村飲水解困復雜得多。針對秭歸縣泉水資源相對豐富，山區(qū)水流壓力大的特點，探索和運用新技術、新材料、新工藝，采取以自壓引水和生物慢濾水處理的模式，是解決農村飲水水質安全與水量問題的有效途徑。

1、生物粘膜的形成

生物慢濾水處理技術基本原理是充分利用山溝溪水（沖溝水、水庫水、堰塘水）自流，緩慢通過粒徑d為0.1—0.3mm、厚度大于50cm的濾料（石英砂或河砂）過濾，由于濾料表面吸附和截留了水中的有機物及礦物質，這就為水流中的微生物的生長提供了營養(yǎng)。在太陽光照射下，微生物在慢濾池中的細砂表面生長、繁殖，隨著時間的推移，一般為1—2個月，在慢濾池濾料表面會形成一層厚度為1.5cm左右含有多種微生物或藻類的生物粘膜。

2、水質凈化機理

1）控制微生物學指標和毒理性指標

生物粘膜在生物慢濾技術中具有雙重作用，生物粘膜的物理吸附、截留作用和粘膜中微生物的捕食、被捕食及生物化學作用，使水體中的細菌總數(shù)控制在安全飲用水的標準指標內。慢濾池中的濾層中所吸附的有機物及礦物質為微生物的生長繁殖提供了營養(yǎng)，于是在濾料表面存在著各種類型的微生物群體甚至微型動物，并形成了有機物、細菌、原生動物的食物鏈。在微生物作用下，含碳有機物被氧化成水和二氧化碳；進而在亞硝化菌作用下轉化成亞硝酸，又在硝化菌作用下轉化為硝酸；在缺氧條件下，這些硝酸在反硝化菌作用下還可進一步轉化為氮氣擴散到水中，由此去除了水中可致病的硝酸鹽等有機物質。通過生物化學過程，水中的有機物幾乎完全除去。而細菌或由于食物鏈的存在捕食，或被下層濾料截留后被捕食，或在濾層內死亡，成為其他菌體的營養(yǎng)源。實踐證明，濾層厚度大于50cm時，慢料可除去水中所有的致病微生物。

2）控制物理指標

由于生物粘膜的存在，使濾料的間隙減小，可以截留水中所有的懸浮雜質，通過細砂和生物膜的過濾、絮凝，使水體的渾濁度、鐵錳含量、溶解性總固體個數(shù)等指標達到國家規(guī)定的標準。

二、生物慢濾水處理技術工藝流程

其流程是從溪溝、水庫或堰塘自流引水至粗濾池和慢濾池，通過粒徑0.1-0.9mm、厚度為100cm的濾料(石英砂或河砂)過濾，從而達到凈化水質的目的。

水源水包括雨水、山泉水、堰塘水、水庫水等，其渾濁度為10-30度。

引水管道均采用有壓PE管、PVC管，壓力等級為1.0Mpa-1.60Mpa。

粗濾池為加蓋園形鋼筋砼或方形鋼筋砼結構，容積視規(guī)模確定。其中填充濾料（河砂及河卵石），順水流方向濾料由粗到細排列。

慢濾池為無蓋圓形鋼筋砼或方形鋼筋砼結構，濾速為0.2m/h至0.4m/h，按每100人慢濾面積為1-1.5m2確定。其中填充濾料采用河砂，濾料粒徑控制在最小粒徑0.3毫米，最大粒徑1.0毫米的范圍內，濾料層厚度1.0米；順水流方向濾料由細到粗排列，慢濾池表面至少應有20cm的水深。

清水池為圓形鋼筋砼或方形鋼筋砼結構，加蓋并覆蓋50cm左右粘土，清水池的調節(jié)容積一般按日供水規(guī)模的30～50％設計。

生物慢濾的原理:借助于濾料表面自然形成的生物濾膜上的寄生微生物群，由它們的新陳代謝活動和濾膜、濾料的過濾作用，吸收水中的各類膠體及礦物質來凈化水質，這是生物化學過程和物理吸附過程共同作用的結果。由于濾料表面吸附和截留了水中的有機物及礦物質，為水流中微生物的生長提供了營養(yǎng)，在太陽光的照射下，微生物在慢濾池中的細砂表面生長、繁殖，隨著時間的推移，大約經過一至二個月，濾料表面就形成了一層含有多種微生物或藻類生物的表面粘膜。通過生物粘膜的物理吸附、截留作用和粘膜中微生物的捕食、被捕食及生物化學作用，達到水質凈化效果。

三、生物慢濾應用效果和推廣價值

我縣已實施農村飲水安全項目村25個、集鎮(zhèn)5個，共解決了2萬人飲水不安全問題，完成工程總投資為850萬元，其中中央投資360萬元，省級配套投資132萬元，縣市配套及群眾自籌358萬元。新建引水工程49處，改造水廠5處，管網延伸1處。全縣計劃新建水池126口，維修水池40口，架設水管450260米，建生物慢濾池26處。為解決中小型供水工程水質問題，探索推廣應用了生物慢濾水處理新技術。生物慢濾技術是一種不用任何機械動力和化學藥劑的水處理方法。在茅坪鎮(zhèn)長嶺村、郭家壩荒口坪村、周坪鄉(xiāng)芝蘭集鎮(zhèn)、楊林橋鎮(zhèn)三渡河村、沙鎮(zhèn)溪鎮(zhèn)馬家山村、歸州鎮(zhèn)賈家店村等地所建的集中供水工程，按照三池（粗濾池、慢濾池、清水池）集中，封閉運行，廠區(qū)整潔，廠景美觀的要求，各地興建的飲水安全工程已成為農村小康建設中的一個亮點和景觀。

從我縣實際來看，已建的農村飲水安全工程還達不到“千噸萬人”規(guī)模，為解決中小型供水工程水質問題，確保農村飲水水質安全必將強力推行生物慢濾水處理技術。從運用實踐來看，生物慢濾技術具有一次性投資小，水處理零成本，凈化效果好，水處理過程生態(tài)環(huán)保，運行簡單（可實現(xiàn)無人值守），運行維護成本低廉等優(yōu)點，特別適合山區(qū)丘陵地帶中小型供水工程。

1、水質凈化效果好，直觀效果是渾水變清水。對渾濁度去除率達97%以上,實施生物慢濾水處理后，可最直觀地看到該凈水工藝能讓渾水變?yōu)榍逅顫M意的就是徹底解決了山區(qū)農民一遇暴雨就得飲用渾濁水的問題。這讓農民不僅能夠長年飲上安全衛(wèi)生水，而且還可有效利用水資源增加家庭收入，促進地方經濟發(fā)展。比如歸州鎮(zhèn)向家灣村村民寇大柱家開了一家豆腐作坊，在項目實施前，因渾水影響而不能正常生產，他每月只能加工10多天，而實施生物慢濾水處理后，既改善了生活用水條件，又為天天加工豆腐提供了充足的水資源，增加了經濟收入。

經多次水質資料實踐抽樣表明，經過生物慢濾水處理對大腸桿菌的去除率高達97％。氨氮的去除率超過80％，細菌總數(shù)去除率在50％以上，對重金屬、有機物的去除效果也較好。經過生物慢濾技術凈化出廠的水，經適當消毒（用燒沸消殺滅菌或者用優(yōu)氯凈等消毒劑投入濾后水中消殺的消毒方法）即可達到國家飲用水衛(wèi)生標準。

從湖北省水資源環(huán)境監(jiān)測中心對長嶺村和荒口坪村，生物工程慢濾水廠檢測水質結果表明，該工藝能使水質達到一級標準。

2、工程建設一次投資節(jié)省。實踐證明，生物慢濾水處理技術比使用凈化器處理水技術成本降低60%以上，與傳統(tǒng)凈水處理工藝相比節(jié)約工程建設投資40%左右，節(jié)約運行成本80%以上。如原郭家壩集鎮(zhèn)、楊林橋集鎮(zhèn)安裝一臺凈化器設備及安裝費達8萬元以上，而采用生物慢濾水處理設施僅需1萬多元。兩相對比，罐體重量在3t以上，不用機械吊裝靠人力轉運相當困難，這不僅增加了運輸成本，還有安全隱患；而采用生物慢濾水處理設施既經濟又便捷安全。

3、水處理運行簡單，管理成本低。實施該項技術后，不需動用過多的人員維護，在建設中安裝反沖洗設施后只需對填充料進行半年一次沖洗即可，運行維護成本費用低。

4、水處理過程生態(tài)環(huán)保。生物慢濾水處理技術是物理吸附和生物化學反應共同作用結果，不需添加任何凈化消毒藥物，達到了生態(tài)環(huán)保。

四、建議和結論

生物慢濾技術是一種基本不用任何機械動力和化學藥劑的水處理方法，具有強大的生命力，特別適合山區(qū)丘陵地帶中小型供水工程。因此，在廣大農村和集鎮(zhèn)興建日供水規(guī)模500噸或供水人口5000人以下，原水濁度在30度以下的集中供水工程，要優(yōu)先運用推廣生物慢濾技術，精心設計為農民降低成本，節(jié)省投資，確保農村飲水工程“水質達標、水量充足、長效運行、群眾滿意”。

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