积极探索农村家庭水柜 饮水净化新路子□ 黄左贤
为了加快全面解决大石山区农村饮水安全问题，进一步提高群众饮水安全保障水平，2018年底，自治区人民政府决定开展广西大石山区农村饮水安全巩固提升工程建设大会战，助推脱贫攻坚。
当前，河池大石山区农村饮水安全问题还十分突出，群众饮水安全保障水平有待提升，通过大石山区农村饮水安全巩固提升工程建设大会战，将全面解决贫困人口饮水安全问题。并通过新建和改造家庭水柜、集中供水工程等方式，全面解决河池市42.673万人的饮水安全巩固提升问题。项目总投资14.891亿元，其中，改造已建成集中供水工程557处，并对其他未配套入户水表的已建成集中供水工程全面配备入户水表，受益人口8.3919万人，同时完善配套水质净化、消毒设施、局部管网、入户管网等附属设施，并对河池市长期以来家庭水柜没有加盖、无净化消毒设备、饮水安全得不到保障的要加盖和配套净化消毒设备。
本人结合工作实践，从净水工艺角度，选取当前国内较成熟的四种工艺，包括多介质过滤工艺、纳米电光催化杀菌+高磁水分子切割器技术工艺、旋转平板膜超滤工艺、碧水源超低压选择性纳滤膜（DF）工艺进行简要分析，探索做好农村家庭水柜饮水净化工作新路子。
一、多介质过滤工艺
多介质过滤器（滤床），即采用两种以上的介质作为滤层的介质过滤器，能去除水中的泥沙、悬浮物、胶体等杂质和藻类等生物，过滤器内多介质滤料为优质均粒砾石、石英砂、磁铁矿、无烟煤等滤料，这些滤料根据其比重和粒径的大小在过滤器罐体内科学有序的分布，如比重小而粒径稍大的无烟煤放在滤床的最上层，比重适中和粒径小的石英砂放在滤床的中层，比重大和粒径大的砾石放在滤床的最下层。这样的配比保证了过滤器在进行反洗的时候不会产生乱层现象，从而保证了滤料的截留能力。设备是压力式的，其原理是当原水自上而下通过滤料时，水中悬浮物由于吸附和机械阻流作用被滤层表面截留下来；当水流进滤层中间时，由于滤料层中的砂粒排列的更紧密，使水中微粒有更多的机会与砂粒碰撞，于是水中凝絮物、悬浮物和砂粒表面相互黏附，水中杂质截留在滤料层中，从而得到澄清的水质。经过滤后的出水悬浮物可在5毫克/升以下，但是对水体硬度大、钙镁离子超标无能为力，需要增加二氧化氯杀菌器，才能对水中大肠杆菌进行消毒。此工艺进入村镇供水系统较早，但需要进一步改进技术。
二、纳米电光催化杀菌+高磁水分子切割器技术
1.纳米电光催化杀菌消毒技术，不需要专业人员操作，插电通水即可，提高处理后水质口感，源水如何变化都能保证病理指标优于国家规定的标准，打破了传统二氧化氯杀菌器消毒后的饮用水口感差及伴有刺鼻味、后期药剂维护成本高、需要专业技术人员操作及源水变化大时无法控制药剂投加量等弊端。市面上的紫外灯消毒器和臭氧发生器对菌落总群中金黄色葡萄球菌的杀菌率为80%左右，而纳米电光催化杀菌消毒器的杀菌率为99.99%。
2.高磁水分子切割器技术，高磁水分子切割技术的主要作用是利用6000-9000高斯钕铁硼稀土永磁材料的高磁场对水进行处理，在不改变水的化学成分的前提下改变水的物理结构，由大分子团水通过高磁化环境下切割为小分子磁化活水，在洛仑兹力作用达到阻垢率≥96%，灭藻率≥95%，杀菌率≥98%的目的。这是一种国际上最先进的物理法水处理，效果好，成本低，不需维护，无任何污染。利用钕铁硼稀土永磁材料蕴藏的巨大能量，形成多波峰垂直中心磁场。当水或流体以≥一定的速度流经垂直磁场时，将会产生电动势，使晶格细化，即原水中的垢晶颗粒粒径由原来的约3.39微米，变为约0.22微米，且流速越快，效果也越理想，从而达到防垢、除垢的目的，彻底解决大石山区水质钙镁离子超标的问题，从而降低结石发病率。
三、旋转平板膜超滤工艺
膜技术是21世纪最先进的水处理技术之一，是人饮供水深度处理的最佳选择，也是实现健康饮水的技术趋势。
中空纤维超滤膜应用于饮水净化已有10余年，国内外相关企业众多，但由于其原理与工艺限制，对于浊度较高的农村水源，存在膜丝易污堵影响水通量及膜寿命较短的问题，影响了中空纤维超滤膜净水工艺的广泛推广应用。
针对中空纤维超滤膜净水工艺的不足，为使先进的超滤膜净水工艺广泛推向水源水质复杂多变的农村饮水工程，近年来已有国内高新技术企业自主研发了更为先进实用的旋转式平板超滤膜净水工艺，全新的膜材料选用平板膜以延长使用寿命，采用旋转方式让静态的膜动起来形成错流过滤以减少膜污堵。该项创新技术突破了膜技术领域的瓶颈。
从这几年旋转式超滤平板膜净水设备的实际工程应用来看，针对浊度较高的水源不需要预过滤，拓宽了使用范围，设备也不需要反冲洗，只需定期使用柠檬酸清洗膜片表面，减少了反冲洗带来的能耗损失，工程实际运行稳定，运行数年膜通量未有明显下降，大大延长了核心膜组件使用寿命，代表了未来饮水深度处理方向。旋转式平板膜超滤工艺搭载膜孔径0.04μm的平板膜，生产超滤水，在去除大部分有害物质同时保留人体需要的元素，满足民众健康饮水需求，该工艺对水源要求低，抗污堵能力强，膜使用寿命长，综合技术经济指标优异，极具推广应用潜力，可有效保障农村饮水安全，该项技术也适用于城镇水厂水质提升改造。目前已在大化县投入使用。
四、碧水源超低压选择性纳滤膜（DF）
碧水源超低压选择性纳滤膜（DF）产品，是具有完全自主知识产权的创新型产品，它可以高效去除重金属离子、溶解性有机物、胶体、细菌和病毒，保留对身体有益的小分子有机物和低价无机盐。
操作压力低，与传统纳滤和反渗透膜相比，具有操作压力和运行成本低的特点。产水量高，与传统纳滤和反渗透膜相比，在相同的操作压力下具有较高的产水量。截留效果好，可有效截留有机污染物及重金属离子。抗污染性能好，膜表面光滑、亲水性好且接近电中性，抗污染能力好。适度脱盐，可保留水中人体所需的矿物质，实现健康饮水。
五、四种一体化净水设备工艺与技术经济指标分析
1.多介质过滤器水中杂质截留在滤料层中，从而得到澄清的水质。经过滤后的出水悬浮物可在5毫克/升以下。但是对水体硬度大、钙镁离子超标无能为力，需要增加二氧化氯杀菌器，才能对水中大肠杆菌进行消毒。农村用户对出水的口感不适应，没有形成习惯正常加药。
2.旋转式平板膜超滤工艺能在去除大部分有害物质同时保留人体需要的元素，对水源要求低，抗污能力强，膜使用寿命长，属于膜技术的最新科技，综合技术经济指标优势明显。
3.纳米电光催化杀菌+高磁水分子切割器技术，不需要专业人员操作，插电通水及可，处理后水质口感好，无异味，源水如何变化都能保证病理指标优于国家规定的标准，此技术用在家庭水柜，成本低，可达到很好的杀菌、灭藻效果，可减少钙镁超标、防止结石。
4.碧水源超低压选择性纳滤膜（DF）是超滤膜的1/10。它可以高效去除重金属离子、溶解性有机物、胶体、细菌和病毒，保留对身体有益的小分子有机物和低价无机盐。五年内不用更换滤膜，运行成本低。
四种工艺，各有特点，可广泛运用于村镇集中式供水、农村家庭水柜的净化，其中家庭水柜用的碧水源超低压选择性纳滤膜（DF）、纳米电光催化杀菌+高磁水分子切割器技术净化消毒设备已经在河池的大化、罗城、金城江、天峨等县（区）安装使用，长的已经运行了两年时间，出水水质稳定达标，净水设备价位在1500至2900元之间，价格与出水水质要求有关，若只要求达到《生活饮用水标准》（GB5749-2006）则价格低一些，若要达到直饮水标准，由于成本增加，净水器价格相应高一些。如果几个水柜串联共用一个出水口，也可以订制流量大一些的净化消毒设备。
5月8日，自治区水利厅顾跃副厅长到大化县六也乡现场指导饮水安全工作，认为上述四种家庭水柜净化消毒器可在大石山区推广运用，能进一步提升群众饮水安全，建议河池各级政府多渠道筹措建设资金，加大地方财政资金投入、整合财政涉农资金、争取地方债券、优化融资模式吸引社会和民营资金等，通过政府公开招标方式采购，使大石山区的每一个家庭水柜用户都能喝上安全、清甜的饮用水。
（作者系河池市水利局局长）
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