饮用水水质处理技术在农村饮用水安全工程中的应用研究

饮用水水质处理技术在农村饮用水安全工程中的应用研究

肖月娜

罗山县农田水利技术指导站   河南 信阳  464200

摘要：中国是农村人口的众多的国家，饮用水作为一种重要的天然资源，在我国农村的生活、生产中占有举足轻重的地位。中国农村饮用水安全问题的解决，与其周边地区的生活、生产、生态环境密切相关。比如，在农业生产中，化肥和农药被用于污染附近的工厂。本文，对农村生活饮用水的水质处理技术进行了分析。

关键词：农村饮用水安全；水质；水处理技术

前言：

水资源是人类赖以生存和健康的根本。科学研究显示，身体中59%~66%的成分是水。为保持基本的人类健康需要，每个人必须拥有至少20L的安全饮水。加上其他日常用水，每个人每天大约要消耗50L。现在，全球1/6的人口将无法得到安全的饮用水。在中国，80%的疾病和死亡都是由水资源造成的。中国有50多种传染性疾病是由于饮水引起的。要想降低发病率，改善人们的健康状况，最有效的办法是让大家都能喝上安全的饮用水。

1.农村饮用水现状

1.1　农村饮用水不安全现状

根据2004年末国家饮用水安全状况的调查，中国目前有811200名农村居民，其中农村地区有34.11%的人口，农村地区有305070000人。中国有8座地表水和地下水资源较为丰富的城市，而中央地区作为全省的工业重镇，其地表水污染程度较高。地表水是农村饮用水的源头，它的成本很高。地表水不宜用于农村，以地下水为主，但地下水中氟、铁、锰、氨含量超标。有大量的降水量，是可以直接供给农村饮用水的，但是地表水源却很少，地下水中的  Fe、 Ca等元素含量很高。在农村，饮用水是不适宜的，部分地表地下水中氟、铁、钙等元素含量偏高，无法适应农业生产。

1. 2　农村饮用水工程现状

由于各地的地理、水源条件不同，各地的经济发展也不尽相同，因此，我国的农村饮用水工程以集中供水和分散供水为主，以分散式供水为主。全省共有11631个集中供水项目，总供水规模752.115 m 3/d，解决了83030，000农村饮用水人口，占到了34。91%；农村地区采用分散式供水，解决了154773万人，占到了农村人口的65.09%。可见，目前我国大部分的农村饮水工程尚未进行彻底的清洁。解决农村饮用水安全问题，让农民喝上干净放心的饮用水，是新农村建设的迫切需要[1]。

2.饮用水水质处理技术研究

2. 1　地下水中铁锰的来源

地下水中的铁、锰是由地球的物理化学作用引起的。铁、锰主要来源于矿石、土壤中的铁、锰（例如锰矿、钽铁矿、赤铁矿、褐铁矿等），由于地下水中的有机物质和二氧化碳含量较高，在有机质分解过程中，会产生大量的氧，从而使土壤中的氧化还原能力下降，同时也会分解CO2，将侵蚀水带走。同时，CO2的溶解作用使地下水呈弱碱性，溶解度增加，地下水中铁、锰含量增加。岩体中铁锰元素的含量除受水环境成分、径流等因素影响外，还与环境中的氧化环境密切相关。在此水平，中铁锰的迁移与富集依赖于生态修复。在有机质富集区，由于地下水位高，多数土壤长期浸泡。土壤有机质的降解使土壤中的铁、锰含量加快。

2. 2　铁锰的危害及铁锰超标地下水对健康的影响

铁和锰都是生物的重要组成成分，但是过量的铁、锰也会对人类的生产和生活造成极大的影响。生理上，如果人体摄取过多的锰，就会引起相应的脏器损伤。根据世界卫生组织《卫生基准及补充资料》的报告，如果一个人每天摄取一万毫克的铁，就会引起铁的中毒。人体内铁的积聚过多是因为遗传的转运机制失效，比如血色病，就是因为遗传的铁失衡，导致病人的一生中，铁的累积会很慢，从而导致胰腺（糖尿病），肝硬化，皮肤（皮肤黄褐色）。锰对人体的伤害比铁还大，而《职业性接触毒物危害程度分级》所列的有毒物质中，锰、无机盐是最危险的。锰含量高的含铁量对城市的用水、居民的日常生活都有很大的影响。生活用水中的铁锰会在卫生设备、器具上留下污渍。用含铁锰的水清洗后，白布就会变成黄色，而铁锰也可以把衣物弄脏，产生锈迹，十分丑陋，令人作呕。

2. 3　含铁锰地下水在的分布

中铁、锰等重金属含量超标，在我国较为常见。39个县市区的饮用水中铁锰含量均有不同程度的超标，涉及13个县市，影响到13214万人。其中，沈阳，大连，鞍山，锦州，盘锦，营口，铁岭，阜新，中铁锰超标较为常见。例如，沈阳市的地下水铁、锰含量普遍超标，有些地区超过10倍、数十倍，受影响的居民达到55。0900；鞍山市海城市、台安县等地地下水铁、锰超标，影响居民1394万。辽河地区的地下水铁和锰含量超标，是由卫生部门确定的。

2. 4　含铁锰地下水水质处理技术

2. 4. 1　二价铁氧化为三价铁，其工艺为：先将酸性碳酸盐分解为 Fe (HCO3)2+2 CO 2，然后使胶质沉淀，最后将4 Fe (OH)2+ O 2+2H2O→4 Fe (OH)3，最后进入过滤槽进行沉淀。一般情况下，1 m 3的水需要1毫克/升二价铁，需要1公升的空气。同时，1 mg/L二价铁氧化后，产生的氢离子为0.036，使水的碱性降低1.8 mg/L，但如果溶液中的碱性不足，则会导致 pH值的降低，从而导致铁、锰的氧化速度变慢。所以，通常应该将 pH值保持在6.5或更低。

2. 4. 2　某市有限公司对采用离子交换技术脱除水中的铁锰进行了研究。离子交换机的滤料是水的重要组成部分，它的主要成分是二氧化硅和三氧化铝，也叫铝硅酸盐，它是由硅、铝和氧组成的晶格四面体。从理论上讲，可以将任意价到三价阳离子与滤料进行交换。由于地下水中的铁和锰都是二价的，因此能够充分利用过滤材料的吸附和交换作用，在不间断供水条件下，滤料除铁、锰的去除能力达到3500 mg/kg/kg，除锰1500 mg/kg。如果一天中的水供应时间超过6个小时，那么除铁和锰的去除能力将会增加8倍。这个方法最基本的功能是筛选[2]。

3.含铁锰水处理技术在农村饮用水安全工程中的应用效果

与传统的曝气、锰砂相比，本方法的优点是：（1）对提纯指标进行比较。离子交换技术可以处理不同的水质，无论含多少铁和锰；由于锰在曝气时很难氧化，而锰矿的氧化膜又很难把水里的锰变成高锰，所以很难彻底脱除。（2）对出水的品质进行对比。常规的处理工艺仅能处理较少的铁、锰，对其他杂质无影响；离子交换技术可以同时去除硬度高、碱、氨氮、重金属离子等，一般一次就能满足要求，出水的水质清澈、透明。

4.水处理技术的应用

利用离子交换法去除铁、锰，因为占地少，将水处理设备、配电和消毒间整合起来，具有占地少、操作简单等特点，适用于不同条件下的农村供水工程处理铁锰超标水。2006年，某个水厂采用了这一技术。某个水厂坐落在某市某县某镇东侧，水源涉及两个自然村，共7个自然屯，用来解决居民2830人，1419头大型牲畜饮用水问题。本工程的设计寿命为15 a，每天供水344.40公尺。水厂的抽水站，占地面积59亩。63 m 2，用的是水。该厂主要是以铁、锰为主，均采用离子交换法。本技术具有节约资金，节约运行费用，占地面积小，管理方便，操作方便，易于操作，为当地群众所接受，为铁锰高值地区的水厂建设提供了很好的示范和参考[3]。

结语：

总而言之，水利部门要严格按照《饮用水水源保护区污染防治治理规定》的有关规定，加大对饮用水水源的管理。水是人类赖以生存的重要资源，解决好农村居民的饮用水安全问题，是实现“以人为本”、建设社会主义现代化的必然要求。通过引进科技手段，探索适宜于农村地区的水质处理技术，能够更好地解决农村的饮用水安全问题。

参考文献：

[1]谭国栋，陈俏梅，张晓伟，等。 饮用水水质处理技术在农村饮用水安全工程中的应用研究[J]。 南水北调与水利科技，2007，5(2)：40-42，61。

[2]冯小东。 试论农村饮用水安全工程中饮用水水质处理技术的应用[J]。 城市建设理论研究（电子版），2016(10)：1354-1354。

[3] 单婧。 水质处理技术在农村饮用水安全中的应用分析[J]。 农业科技与信息，2019(14)：114-115。