广西大石山区典型水柜水质变化特征及水处理效果分析.pdf
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1、广西水利水电 GUANGXI WATER RESOURCES&HYDROPOWER ENGINEERING 2023(3)广西大石山区主要位于广西西北部,分布在河池市、百色市、南宁市、柳州市、来宾市、崇左市6个市的30个县(市、区),其中河池市11个(金城江、宜州、南丹、天峨、凤山、东兰、罗城、环江、巴马、都安、大化)、百色市12个(右江、田阳、田东、平果、德保、靖西、那坡、凌云、乐业、田林、隆林、西林)、南宁市2个(隆安、马山)、柳州市3个(融安、融水、三江)、来宾市1个(忻城)、崇左市1个(天等)。该区域多年平均降水量为1481 mm,雨量充沛,但由于地形起伏和大气环流的影响,降雨时空分布
2、极不均匀,降雨多集中在59月,占全年总降雨量的7085,加上降雨大部分通过岩溶裂隙和石灰岩漏斗流入地下,地表水资源十分有限1,大部分偏远山区群众只能通过建设家庭水柜解决饮水问题。至2020年底,全区在用家庭水柜约6.86万座,涉及供水人口约32.9万人2。水柜水质容易超标的指标主要是浑浊度、耗氧量、菌落总数、总大肠菌群、耐热大肠菌群、肉眼可见物3,水柜储水时间和是否加盖对水质都会产生影响4。大石山区水柜水质是薄弱环节,广西高度重视大石山区水柜饮水问题,为打赢大石山区农村饮水安全脱贫攻坚战,2020年,大石山区各县区招标采购了一大批户用型净水器给饮用水柜水的群众使用。“十四五”期间,针对大石山区
3、仍将长期存在的水柜,要通过水源保护、强化管理并辅以必要可行的净化处理等措施,提升水质保障水平2。为了解水柜户用型净水器的水处理效果,在河池市、百色市选取2座水柜安装使用广泛的7种类型净水器并对水处理效果开展研究,同时分析水柜水源水质季节变化特征,为大石山区解决水柜水质问题提供技术支撑。1材料与方法1.1试验区概况通过实地调研,结合大石山区家庭水柜整体的水质状况、集雨形式、入户流程、供水人口等,选取了2座具有代表性的典型大水柜。一座是百色市凌云县逻楼镇陇朗村甘子坪屯大水柜(以下简称“有盖水柜”),建于2012年,为地上有盖水柜,容积200m3,供水9户39人,水柜通过引季节性山泉水蓄水。另一座是
4、百色市德保县隆桑镇陇坛村个昆屯大水柜(以下简称“无盖水柜”),建于2009年,为地埋式无盖水柜,容积600 m3,供水25户146人,水柜通过广西大石山区典型水柜水质变化特征及水处理效果分析吴昌洪,黄旭升,冯世伟(广西壮族自治区水利科学研究院广西水工程材料与结构重点实验室,南宁530023)摘要为打赢广西大石山区农村饮水安全脱贫攻坚战,针对水柜存在的水质问题,2020年,大石山区各县区招标采购了一大批户用型净水器给饮用水柜水的群众使用。广西农村供水保障“十四五”规划提到,针对大石山区仍将长期存在的水柜,要通过水源保护、强化管理并辅以必要可行的净化处理等措施,提升水质保障水平。为了解水柜户用型净
5、水器的水处理效果,在河池市、百色市选择2座水柜安装使用广泛的7种类型净水器,对其水处理效果开展研究,同时分析水柜水源水质季节变化特征,为大石山区解决水柜水质问题提供技术支撑。关键词大石山区;水柜;水处理;净水器中图分类号TU991.2文献标识码A文章编号1003-1510(2023)03-0001-06收稿日期2022-11-02基金项目广西重点研发计划项目(桂科AB20159003)作者简介吴昌洪(1986-),男,广西南宁人,广西壮族自治区水利科学研究院工程师,硕士,主要从事农村供水研究、规划与设计工作。试验与研究 1吴昌洪,黄旭升,冯世伟:广西大石山区典型水柜水质变化特征及水处理效果分析
6、混凝土坡面集雨,水柜前无沉砂池及过滤设施。1.2水处理设备概况选取采购较多、使用广泛的7种户用型净水器,在上述2座大水柜中,分别选取7个用水户,委托7个生产厂家安装净水器,同时要求厂家现场指导用水户进行日常使用。7种不同类型净水器工艺流程分别如下:(1)活性炭净水器:叠式过滤器PP棉过滤器活性炭过滤器紫外线消毒。(2)中空纤维超滤膜净水器:前置过滤器PP棉过滤器超滤膜储水桶紫外线消毒。(3)反渗透膜净水器:PP棉活性炭高精度PP棉反渗透膜活性炭。(4)纳滤膜净水器:微滤膜活性碳棒纳滤膜超滤膜。(5)旋转超滤膜净水器:超滤旋转膜组件紫外线消毒。(6)传统砂滤净水器:叠片前置处理一体化净水装置(砂
7、石、活性炭)缓式消毒(次氯酸钙片)。(7)陶瓷膜净水器:陶瓷膜滤芯活性炭滤芯紫外线消毒。1.3研究方法试验时间为2020年12月2021年12月,每隔2个月定点采集2座水柜水源水及7个净水器用水户滤后水,并在实验室化验水质,研究水柜水源水质季节变化特征及不同类型净水器的水处理效果。水质检测指标包括总大肠菌群、大肠埃希氏菌、菌落总数、色度、浊度、臭和味、肉眼可见物、pH、铁、锰、氯化物、硫酸盐、溶解性总固体、总硬度、高锰酸盐指数、氨、砷、氟化物、硝酸盐共计19项。根据 生活饮用水卫生标准(GB 5749-2022),分散式供水因水源与净水技术受限时,菌落总数指标限值按500 CFU/mL、浑浊度
8、指标限值按3 NTU执行。本试验因水柜水源水质较差且未经过集中统一净化消毒而直接入户,因此水质分析评价中,菌落总数指标限值按500 CFU/mL、浑浊度按3 NTU进行评价。2结果与分析在枯水期(2020 年 12 月2021 年 4 月及 2021年10月12月)与丰水期(2021年6月8月),采集化验2座水柜水源水样、滤后水样。超标指标为菌落总数、总大肠菌群、大肠埃希氏菌、浊度、高锰酸盐指数(见表1、表2),其他指标达标不列出。表1有盖水柜水质检测结果日期2020年12月2021年2月2021年4月水质指标1.总大肠菌群/(CFU/mL)2.大肠埃希氏菌/(CFU/mL)3.菌落总数/(C
9、FU/mL)4.浊度/NTU5.高锰酸盐指数(以O2计)/(mg/L)是否达标1.总大肠菌群/(CFU/mL)2.大肠埃希氏菌/(CFU/mL)3.菌落总数/(CFU/mL)4.浊度/NTU5.高锰酸盐指数(以O2计)/(mg/L)是否达标1.总大肠菌群/(CFU/mL)2.大肠埃希氏菌/(CFU/mL)3.菌落总数/(CFU/mL)4.浊度/NTU5.高锰酸盐指数(以O2计)/(mg/L)是否达标水柜水检测值864612502.121.84否692210602.451.06否20812216301.020.79否滤后水检测值活性炭净水器未检出未检出1250.920.48是未检出未检出00.4
10、20.22是未检出未检出640.320.41是中空纤维超滤膜净水器未检出未检出00.850.46是未检出未检出881.020.40是未检出未检出240.300.36是反渗透膜净水器未检出未检出00.820.62是未检出未检出210.700.38是未检出未检出380.220.38是纳滤膜净水器未检出未检出220.740.59是未检出未检出00.250.41是未检出未检出00.150.29是旋转超滤膜净水器未检出未检出840.980.52是未检出未检出00.280.36是未检出未检出660.210.32是传统砂滤净水器未检出未检出201.020.39是未检出未检出300.450.25是未检出未检出
11、1490.250.20是陶瓷膜净水器未检出未检出501.120.69是未检出未检出00.420.19是未检出未检出1580.320.25是规范要求不得检出不得检出50033不得检出不得检出50033不得检出不得检出500332广西水利水电 GUANGXI WATER RESOURCES&HYDROPOWER ENGINEERING 2023(3)2021年6月2021年8月2021年10月2021年12月1.总大肠菌群/(CFU/mL)2.大肠埃希氏菌/(CFU/mL)3.菌落总数/(CFU/mL)4.浊度/NTU5.高锰酸盐指数(以O2计)/(mg/L)是否达标1.总大肠菌群/(CFU/mL
12、)2.大肠埃希氏菌/(CFU/mL)3.菌落总数/(CFU/mL)4.浊度/NTU5.高锰酸盐指数(以O2计)/(mg/L)是否达标1.总大肠菌群/(CFU/mL)2.大肠埃希氏菌/(CFU/mL)3.菌落总数/(CFU/mL)4.浊度/NTU5.高锰酸盐指数(以O2计)/(mg/L)是否达标1.总大肠菌群/(CFU/mL)2.大肠埃希氏菌/(CFU/mL)3.菌落总数/(CFU/mL)4.浊度/NTU5.高锰酸盐指数(以O2计)/(mg/L)是否达标65105601.620.60否49224101.720.55否110637801.981.07否24014213601.471.22否未检出未
13、检出2500.360.25是未检出未检出2200.190.32是未检出未检出1200.350.21是8未检出5600.420.56否未检出未检出680.310.22是未检出未检出490.250.29是17未检出920.220.32否未检出未检出3840.280.35是未检出未检出1200.310.32是未检出未检出1400.320.40是未检出未检出2850.180.41是1532540.480.49否未检出未检出180.250.28是未检出未检出650.200.31是未检出未检出960.170.25是未检出未检出1530.350.36是未检出未检出490.220.32是未检出未检出290.2
14、90.24是未检出未检出1850.290.35是未检出未检出2510.620.40是未检出未检出1200.190.25是未检出未检出1100.20.18是13未检出3200.240.44否2556500.540.32否未检出未检出550.210.19是未检出未检出200.240.21是5未检出1000.270.51否未检出未检出2500.670.41是不得检出不得检出50033不得检出不得检出50033不得检出不得检出50033不得检出不得检出50033表2无盖水柜水质检测结果日期2020年12月2021年2月2021年4月水质指标1.总大肠菌群/(CFU/mL)2.大肠埃希氏菌/(CFU/m
15、L)3.菌落总数/(CFU/mL)4.浊度/NTU5.高锰酸盐指数(以O2计)/(mg/L)是否达标1.总大肠菌群/(CFU/mL)2.大肠埃希氏菌/(CFU/mL)3.菌落总数/(CFU/mL)4.浊度/NTU5.高锰酸盐指数(以O2计)/(mg/L)是否达标1.总大肠菌群/(CFU/mL)2.大肠埃希氏菌/(CFU/mL)3.菌落总数/(CFU/mL)4.浊度/NTU5.高锰酸盐指数(以O2计)/(mg/L)是否达标水柜水检测值92054024 0006.826.50否102028028 0008.279.86否65028016 0003.514.20否滤后水检测值活性炭净水器未检出未检出
16、4201.280.60是未检出未检出6801.020.45否未检出未检出16001.020.67否中空纤维超滤膜净水器未检出未检出1600.820.52是未检出未检出1200.380.29是1872600.450.29否反渗透膜净水器未检出未检出800.450.43是未检出未检出1600.420.38是未检出未检出3400.410.38是纳滤膜净水器未检出未检出2200.220.29是未检出未检出1500.450.40是未检出未检出2200.350.31是旋转超滤膜净水器未检出未检出2600.410.32是未检出未检出2600.250.31是1555400.220.41否传统砂滤净水器未检出未
17、检出4601.590.48是未检出未检出6802.400.81否29129200.920.48否陶瓷膜净水器未检出未检出2800.620.37是未检出未检出1300.860.67是1248900.740.45否规范要求不得检出不得检出50033不得检出不得检出50033不得检出不得检出500333吴昌洪,黄旭升,冯世伟:广西大石山区典型水柜水质变化特征及水处理效果分析2.1水柜水源水质检测分析由表1和表2可以看出,两座水柜水源不经过净化消毒不能达到饮用水卫生标准要求,枯水期与丰水期的14份水样均不达标(见表1、表2)。由表1可以看出,有盖水柜主要超标指标为菌落总数、总大肠菌群、大肠埃希氏菌,7
18、份水样菌落总数超标6份、总大肠菌群超标7份、大肠埃希氏菌超标7份;由表2可以看出,无盖水柜7份水样的菌落总数、总大肠菌群、大肠埃希氏菌、浊度、高锰酸盐指数均超标。无盖水柜菌落总数、总大肠菌群、大肠埃希氏菌、浊度、高锰酸盐指数在相同时期均远大于有盖水柜,表明无盖水柜较有盖水柜水质差,主要原因是集雨面及水柜上空的泥沙、灰尘落叶、草屑、昆虫肢体等易落入无盖水柜中,污染源增加,造成水柜水质差。2.2不同时期水柜水源水质变化特征两座水柜在枯水期的菌落总数、总大肠菌群、大肠埃希氏菌、高锰酸盐指数均大于丰水期(见图1、图2、图3)。主要原因是枯水期水柜水量大幅减少和长期存放没有新鲜雨水补充而不流动,有利于微
19、生物大量繁殖,菌落总数、总大肠菌群、大肠埃希氏菌数量大,有利于有机污染物沉淀分解,高锰酸盐指数大。两座水柜的浊度随季节变化呈现出时高时低的波动(见图4),可能是水柜水体有自净能力,可降低浊度,但是泥沙、灰尘、枯枝树叶等落入水柜带进污染物,可增加浊度,浊度的变化是水柜水体自净能力及外来污染源两方面抗衡的结果。图1有盖水柜微生物随季节变化情况图2021年6月2021年8月2021年10月2021年12月1.总大肠菌群/(CFU/mL)2.大肠埃希氏菌/(CFU/mL)3.菌落总数/(CFU/mL)4.浊度/NTU5.高锰酸盐指数(以O2计)/(mg/L)是否达标1.总大肠菌群/(CFU/mL)2.
20、大肠埃希氏菌/(CFU/mL)3.菌落总数/(CFU/mL)4.浊度/NTU5.高锰酸盐指数(以O2计)/(mg/L)是否达标1.总大肠菌群/(CFU/mL)2.大肠埃希氏菌/(CFU/mL)3.菌落总数/(CFU/mL)4.浊度/NTU5.高锰酸盐指数(以O2计)/(mg/L)是否达标1.总大肠菌群/(CFU/mL)2.大肠埃希氏菌/(CFU/mL)3.菌落总数/(CFU/mL)4.浊度/NTU5.高锰酸盐指数(以O2计)/(mg/L)是否达标60888004.783.54否2104945004.623.86否38011019 0004.425.60否32016014 0006.906.42
21、否未检出未检出2000.850.54是未检出未检出2651.561.82是18未检出11001.561.05否5未检出8402.021.45否未检出未检出7800.500.41否未检出未检出1200.560.51是14未检出7700.880.48否未检出未检出3800.790.80是未检出未检出4200.380.38是未检出未检出2200.600.44是未检出未检出6500.750.62否22未检出3700.580.42否未检出未检出7500.580.29否未检出未检出00.420.59是未检出未检出4200.560.60是未检出未检出800.810.62是未检出未检出6400.440.40否
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