饮用水净化系统分析论文

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摘要：党中央国务院提出解决“三农”问题的新号召，全面建设小康社会，建设社会主义新农村，政府提出以“清垃圾、清淤泥、清路障；改水、改厕、改路”的“三清三改”饮用水净化系统具体方案，针对改水，我们设计出了“饮用水净化系统”，通过三个水池的进化过滤，保证农村人口饮用水安全。

关键词：饮用水净化系统离子交换系统过滤系统

自党的十六届五中全会通过的《中共中央关于制定国民经济与社会发展第十一个五年计划的建议》，明确了今后五年我国经济社会发展的奋斗目标与行动，提出了建设社会主义新农村的重大历史使命。

响应中共中央国务院解决“三农问题”的新号召，结合我市实际情况，我市政府提出了“三清三改”的具体活动。经过全市人民共同努力，全市新农村建设取得了显著的成效，农村面貌焕然一新。但是随着中国农业现代化的逐步实现，农村环境也受到了严重影响，使得农村人口饮用水问题成为急需解决而又最难解决的问题。

于是我们设计了这一个适合广大农村使用的“饮用水净化系统”，这一系统恬，适当地利用了我市区地势多变，林区茂密的地理优势，森林涵养净化而成。有如下几大优点：

1．所选水源水质好，它不经过农田，避免了农药污染；不使用化学漂白剂，故没有氯与明矾；与普通井水不同，不含有铅、贡、铜等有害物质。

2．造价较低，维护成本少，与城市自来水相比，大大地节省资金，可减轻农民负担（具体造价见附表

3．采用重力输水，无能耗，大大地降低生产成本。

4．系统运用灵活性强，适用各地山区村镇，受气倾影响较小。

此系统既可有效解决农村饮用水问题，又符合我国建立节约型社会的基本要求，值得推广。

一、建立农村“饮用水净化系统”必要性分析

随着改革开放的不断深入，中国加入WTO，城市经济快速发展，同时相对落后的农村经济越来越受到各级政府的重视，新农村建设在全国广大农村如火如荼地开展，农民生活水平显著提高，但是农村饮用水问题仍不能得到解决，甚至有些地方不断恶化。

目前农村饮用水主要来自地下水，但是地下水源因为农作耕种的需要长期使用化学农药，水源受到严重的化学农药污染，已经直接或间接地影响到农民的身体健康，资料显示，近年来，因水体污染导致人体中毒事件不断上升，死亡人数居高不下，已经成为人类的另一号杀手。

水体污染导致人体患病，甚至死亡，给家庭带来了沉重的经济负担与精神压力，轻则受到病痛的折磨，痛不欲生，家庭因此负债累累。同时给社会、给国家增加了负担。

沉痛的教训使我们不得不意识到饮用水安全的重要性，饮用水改造问题迫在眉睫又因为受到农村经济的发展限制，短期内无法达到自来水的供应条件，所以有必要建立农村饮用水净化系统，以防受到化学农药、重金属等有害物质对人体的伤害。

要建立一个自来水厂，找到干净、无污染的水源是最关键的一步，当今农村由于农药化肥的大量使用，河流、地下水都受到不同程度的污染，直接从这些地方取水显然是不行的。我们可以充分利用我市多山的地理优势，把山泉作为水源。山泉水虽然经过土壤的过滤作用，但是仍有一定的细菌、重金属、Ca2+、Mg2+等，仍需要进行一定的处理。

二、整体结构

选一处水源（山上）引入蓄水池，再经过一级滤水池与二级滤水池过滤，蓄水池主要沉积泥沙，一级滤水池主要除去细菌、重金属；二级滤水池主要滤去Ca2+、Mg2+等离子与蓄水，经过这三级过滤的水就可以供给村民使用了。

蓄水池

一级滤水池

二级滤水池

村民用水

三、各级结构

（一）畜水池

在城镇村落上方选一处作为取水点建造畜水池，应取山势较高，树林茂盛的地点，要求地表以下有长年积水，树木有较好的蓄水能力，无人居住，无污染源，这样既可保证水量、水压，又可确保饮用水卫生。

（二）经过蓄水池的处理，大部分树枝落叶及泥沙等大颗粒杂质被滤掉，为下一步深度净化做好充分准备，此后只要把经过蓄水池初步过滤后的水引入下一个水池（如下图2），经过充分过滤后基本达到饮用水指标

1．一级滤水池制作：

（1）滤材：滤砂、石英砂、活性碳大小适中、石头、纱布（透水性良好）。

（2）制作过程：

①用水泥、砖彻一个底面边长为5m的正方形底高为3m（可根据实际适宜调整）的无盖水池，在水池四角及中央彻7根（中央3根）2.5m高小柱子，用水泥混凝土筑一个厚为10cm的带孔水泥板（要求孔直径2～3cm左右，用大小适中的石头塞住洞口，以防止上层麦饭石落入水中，但必须能使水通过），在7根柱子支撑下放在离池底2.5m处（如图3）。

②在水泥板土层铺上两层麦饭石，可将水中石灰质滤除。

③在麦饭石上层铺滤沙或石英砂，滤去水中部分杂质。

④上层铺上一层高密度活性碳（增加接触面来提高吸附氯与有机物分子的水平）。

⑤各进出水口如图示，其中溢出水口用于水池水位最高时，溢出过多的水，可延长滤水材使用期限。

（3）注意事项

①长期使用的活性碳，石英砂与麦饭石表面吸附物过多时会影响净化效果，故必须定期取出清洗，再重新铺回，且滤材有使用期限，须定期更换。

②各分层要清晰明显，不得混在一起，否则会丧失淘洗之功能，其实可在各层之间铺一层透水性良好的纱布。

③各层粒子大小应力求大致相同，不能相差太多。

④使用之前应先用水先滤几次，将可能冲刷下来的沙子冲掉。

⑤使用时，过滤速率越慢越好（能正常供水情况下）。

（三）离子交换系统：

正常情况，经过以上两个水池的净化过程就可通往用户使用。但有些地方受到地层矿物的影响，水中可能含有较高浓度的钙离子，镁离子（俗称硬水）。长期饮用硬水，进入体内的钙镁离子与体内结合生成不溶于的碳酸钙，碳酸镁沉淀造成消化道结石，伤害身体。必须除去水中过量的钙镁离子（硬水软化）。

根据钙、镁离子的特点，可选择阳离子交换树脂（NaR）作为交换剂，吸去水中的钙镁离子。

1．制作过程：

①建一个简单水池如下图4，在水池上半部分做带孔水泥板（规格与图2中水泥板相同）

②用滤袋装阳离子交换树脂（NaR），均匀铺在水泥板上，水经过滤袋渗入水池下，钙镁离子被阳离子交换剂吸收，钠离子溶于水中（对身体无伤害）。

2．使用说明：

长期使用的离子交换剂生成（CaR、MgR），NaR不断减少，最后影响交换效果，因此要定期取出晾干后放入高浓度食盐中溶液中，使其恢复生成NaR，达到交换目的，再重新放回。

附表①：“农村饮用水净化系统”价格估算

项目

主要材料

大概估价

输水系统

直径为10cm硬质塑料管及接头

8000元

水池（3个）

砖、水泥、沙石

2000元

过滤系统

麦饭石、活性碳、石英沙

500元

离子交换系统

阳离子交换树脂（NaR）

500元

总金额

9000元

平均每户金额

300元（30户计算）

注：以上只含材料费劳动力可以由村民自己提供。

与自业水厂提供的自来水相比，目前自来水入户费500元左右，平均月用水5吨，全年60吨计100元，而自制自来水系统建成后，除日常维护用外费，不需要其他支出。