1.5　農村微污染河水處理為自來水的分析和研究

隨著工農業迅速發展，人民生活水平改善，人們對飲用水的要求越來越高。除城鎮已普遍有自來水供應外，廣大農村亦逐漸要求達到村村都有自來水供應。廣大農村雖有河水（湖水或塘水）但絕大多數都不能作供水水源。應用傳統的自來水廠處理工藝，出水不能達到自來水標準，形成有水無質的局面。因此，需要尋找一種簡單易行的水處理方法，既能使受到輕微污染的河水（湖水或塘水）經處理后可達自來水標準，又要在經濟上可接受。本書推薦“勢能增氧生態凈化工藝”的水處理方法正是這樣一種簡單易行的方法。

1.5.1　輕微污染的河水和自來水概況

廣大農村雖有河水（湖水或塘水），但絕大多數都已受到輕微污染不能作供水水源，污染物質超標（即已超過地面水Ⅲ級標準）。例如，我國某縣20世紀末主要河流水質監測資料見表1-9。

由表1-9可看出農村河水（湖水或塘水）水質超標的主要指標是COD、BOD₅和NH₃-N等有機污染。

長期以來，傳統凈水工藝在宏觀上并無重大突破，混凝澄清仍是目前一般自來水水廠采用的基本工藝。由于目前地表水污染越來越嚴重，當水中某些污染指標超標時，特別是有機污染物超標時，用傳統凈水工藝來處理便顯得“力不從心”。傳統凈水工藝只能有效地去除水中懸浮物、膠體物質、細菌和大腸桿菌等，而對大量的有機污染物，特別是溶解性有機污染物卻無能為力。例如，某水廠所取水源水高錳酸鹽指數在7mg/L左右，并有藻類，經過傳統凈水工藝處理后高錳酸鹽指數仍在5mg/L左右，并有藻類腥味，達不到飲用水標準，且自來水口感不佳。

當前對受到輕微污染的河水（湖水或塘水）常常是采用強化傳統凈水工藝來進行處理。強化的方法大體如下。

①化學氧化加混凝澄清，其中有預氯化、臭氧氧化和高錳酸鉀氧化等。

②生物處理加混凝澄清。

③吸附加混凝澄清。

④其他一些處理方法，如離子交換法、反滲透法、超濾法、空氣清洗法和浮選法等。

所有這些處理方法都必須要增加處理設備和費用，增加自來水水費，增加用戶的負擔。

1.5.2　應用現行污水處理工藝治理微污染水體的困難

為了處理有機污染常采用生物處理工藝。國內外現行的對生活污水進行生物處理的工藝有活性污泥法、氧化溝法、SBR法、CAST法、CASS法、生物接觸氧化法等，都是成熟的工藝，處理生活污水時，要求COD出水濃度≤100mg/L的投資費用通常在1500～2000元/m³，運行費用在0.8～1.4元/m³［引自文一波.發展適合中國國情的城市污水處理技術.環境保護，1999，（5）：26］。若排放標準提高到中水標準，COD出水濃度要求≤50mg/L時，則投資費用達2250～3000元/m³，運行費用達1.4～2.0元/m³。

已建成中水再回用的工程實例（出水可供沖廁、洗車、澆花等用）見表1-8。由表1-8可見，若出水要求提高到地面水Ⅲ類標準，COD出水濃度要求≤20mg/L（要求達到自來水標準，國內尚沒有這方面研究），預計其投資費用和運行費用更是難以接受。

1.5.3　一種農村微污染河水處理的實例

海安縣曲塘鎮大陳村是曲塘鎮對農村改水的重點村，緊靠村邊有一條不小的河，整個大陳村的農戶全部沿河而居。以往該村農戶全部以該河為飲用水，河水現已受到輕微污染不能飲用，改用井水，但淺層井水也受到輕微污染不能飲用，只能開挖深井，其施工難度大、費用高。我們應用“勢能增氧生態凈化工藝”處理輕污染水，處理裝置設立在大陳村村委會大院內，河水經處理后達到自來水標準。詳見第2章

1.5.3.1　PIPE工藝的優點

PIPE工藝的優點詳見1.2.3.4節。它可以將直接運行成本降為0.3元/m³。廣大農村的河水（湖水或塘水）進入污水處理廠一般都需用水泵提升進入處理設備。低水頭水泵揚程在10～15m，高水頭水泵揚程在20～40m，PIEP（利用勢能）充分利用水泵的水頭來設計它的層數（每層高為0.3m，30層高為9m，仍小于低水頭水泵揚程10～15m），僅一次或二次水泵提升即可達到自來水標準，故可將河水（湖水或塘水）處理的直接運行成本降為0.3元/m³（當電費為0.6元/度時）。

1.5.3.2　PIPE工藝的特點及其效果

PIPE工藝的特色是充分利用了水泵的有效水頭，將勢能轉為動能進行大氣復氧及吹脫，不需鼓風曝氣再耗能，故運行費用低，并且無噪聲，無泡沫，不堵塞，污泥量小，全部自控無需專人管理，很適合在農村應用，詳見第2章。

“勢能增氧生態凈化工藝”是一種全部自控、無需專人管理的水處理方法，能使受到輕微污染的河水（湖水或塘水）經處理后達到自來水標準，且直接運行費用≤0.4元/m³，故在經濟上能為農村接受，因而具有重大實際意義。