户用净水器在四川农村分散供水工程中的应用分析

颜廷熠，樊 毅，周 芸 (四川省水利科学研究院，四川成都610072)

受自然环境等因素影响，四川省广大山丘区农村居民居住普遍比较分散，分散供水一直是全省农村饮水安全工程的重要组成方式［1］。全省农村分散供水工程一般以单户或几户为单元，利用简易手压井、潜水泵、蓄水池等简易设施直接提取地下水或截取泉、溪等地表水解决饮水问题，虽然水量基本能够满足要求，但由于普遍缺乏有效的净水设施或设备，饮水水质不达标已成为当前四川省农村分散供水面临的一个重要问题。相比集中供水工程，除受制于建设成本以外，农村分散供水工程还具有水源多样且水质难保证、建设地点分散以及管理维护困难等特点，这就决定了农村分散供水工程净水设施设备不能照搬集中供水工程常用的成熟技术和设施［2］。目前，列入《2009年度水利先进实用技术重点推广指导目录》的水岛净水器已经投放市场［3］，该产品是专门针对农村地区供水特点研发的户用净水器，价格经济，在陕西、宁夏、甘肃、贵州和广西等多个省市获得了推广应用，并取得了良好的经济效益和社会效益，像城市家庭一样，通过安装末端净水器对水源进行有效净化已成为解决农村分散供水水质超标问题的一种有效途径。笔者在四川省选取部分典型分散供水农户作为水岛净水器试点用户，根据水质检测结果，分析评价水岛净水器在四川省农村分散供水工程中的应用效果，为解决四川省农村分散供水工程净水设施设备缺乏问题提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 样品来源。在乐至县向乐村、简乐桥村和盐亭县林园村选择24处典型农村分散供水农户作为试点用户，安装水岛农村净水器。于2014年3月和9月先后2次分别采集各户水源原水水样和净水器净化后出水水样，总计采集水样96个，其中原水水样48个，净化后出水水样48个。

1.1.2 SD－T18－1A型水岛净水器。SD－T18－1A型水岛净水器是西安中水润新材料科技有限公司生产的农村户用净水器，净水器放置于水桶或水缸中，采用无能耗重力驱动方式使原水进入水质处理单元，通过多功能滤料进行水质净化，净化后的出水蓄于容积约16 L贮藏仓中，可满足家庭日常饮用水需要。

1.2 水质检测指标 各份水样总计检测23项水质指标。其中，微生物指标3项，包括菌落总数、总大肠菌群、耐热大肠菌群;毒理指标5项，包括铅、汞、砷、硝酸盐、氟化物;感官性状和一般化学指标15项，包括色度、浑浊度、臭和味、肉眼可见物、pH、铁、锰、铜、锌、氯化物、硫酸盐、溶解性总固体、总硬度、耗氧量、阴离子合成洗涤剂。

1.3 水质检测与评价方法 按照《生活饮用水标准检验方法》(GB/T 5750－2006)进行水质检测，采用灭菌广口瓶及清洁塑料壶取样，每份水样总体积3 L，分别装入广口瓶(500 ml)和塑料壶(2.5 L)。依据《生活饮用水卫生标准》(GB 5749－2006)进行水质评价，部分水质指标按《生活饮用水卫生标准》中表4农村分散式供水水质指标及限值进行评价，水样各项检测指标有1项超出标准限值即判定该水样不合格。

2 结果与分析

2.1 整体水质检测结果 由表1可知，先后两次检测原水水样各24份，每次检测原水水样合格数均为7份，合格率均为29.2%;第1次检测净水器出水水样24份，合格16份，合格率为66.7%，比原水合格率提高了37.5%;第2次检测净水器出水水样24份，合格18份，合格率为75.0%，比原水合格率提高了45.8%。可见，水岛净水器净水效果整体上比较明显。

表1 各试点用户整体水质检测结果

2.2 各项水质指标检测结果

2.2.1 水源原水。由表2可知，各试点用户水源原水水质状况前后两次检测结果相差不大，各项水质指标合格率均相同。原水水样检测不合格的水质指标包括菌落总数、总大肠菌群、耐热大肠杆菌、浑浊度、肉眼可见物、溶解性总固体、总硬度等指标。微生物水质指标合格率最低，其中菌落总数合格率为70.8%，总大肠菌群指标合格率为41.7%，耐热大肠菌群指标合格率为54.2%。可见，四川省农村分散供水水源水质状况整体较差，超标指标种类多样，尤其是微生物指标超标较严重，同时不同用户之间水源原水水质状况差异也较大。

表2 各试点用户水源原水水质指标检测结果

2.2.2 净水器出水。由表3可知，各试点用户净水器出水水质比原水水质整体上有比较明显的改善，但仍有部分试点用户净水器出水水质指标不达标。第1次检测净水器出水水质超标指标包括菌落总数、总大肠菌群、耐热大肠杆菌和硝酸盐4项指标，其余水质指标全部达标。其中，菌落总数、总大肠菌群和耐热大肠菌群3项指标合格率均为62.5%，硝酸盐指标合格率为91.7%。第2次检测净水器出水水质超标指标包括菌落总数、总大肠菌群、耐热大肠杆菌、硝酸盐和硫酸盐5项指标，其余水质指标全部达标。其中，菌落总数指标合格率87.5%，总大肠菌群指标合格率为87.5%，耐热大肠菌群指标合格率为91.7%，硝酸盐指标合格率为95.8%，硫酸盐指标合格率为95.8%。

2.3 净水器净水效果分析 安装末端户用净水器目的是在农村家庭经济可以承受的范围内有效去除原水污染物质，解决农村分散供水水质超标问题。各试点用户水质检测结果表明，除菌落总数、总大肠菌群、耐热大肠菌群、硝酸盐、氟化物、色度、浑浊度、硫酸盐、溶解性总固体、总硬度10项水质指标原水与净水相差较大，对分析净水器净水效果比较敏感以外，其余水质指标原水和净水基本相差不大。各试点用户安装水岛净水器后，上述10项水质指标变化情况如下:①净水器出水中菌落总数普遍比原水增加，其中部分用户甚至出现呈几何倍数增加的现象，使得部分用户净水器出水菌落总数超出标准限值，说明水岛净水器不具备净化细菌学指标的功能，而且在某些情况下还可能滋生细菌;②净水器出水中总大肠菌群相比原水整体上呈下降趋势，原水平均合格率为41.7%，两次检测净水器出水合格率分别增至62.5%、87.5%，说明水岛净水器整体上具备净化总大肠菌群的功能，但第1次水质检测发现有3处试点用户净水器出水总大肠菌群增加，第2次水质检测发现有1处试点用户净水器出水总大肠菌群增加，说明总大肠菌群指标在某些特殊情况下存在增加的问题;③净水器出水中耐热大肠菌群比原水整体上呈下降趋势，原水平均合格率为54.2%，两次检测净水器出水合格率分别增至62.5%、91.7%，说明水岛净水器具备一定净化耐热大肠菌群的功能，但第1次水质检测发现有3处试点用户净水器出水耐热大肠菌群增加，说明耐热大肠菌群在某些特殊情况下存在增加的问题;④各试点用户净水器出水硝酸盐含量普遍比原水增加，原水平均值为6.08 mg/L，两次检测净水器出水平均值分别增至8.20、7.57 mg/L，分别有两处、1处用户出现硝酸盐超标问题，说明净水器基本不具备净化硝酸盐的功能;⑤净水器出水氟化物含量相比原水下降明显，原水平均值为0.53 mg/L，两次检测净水器出水平均值分别降至0.44、0.34 mg/L，说明净水器具备去除氟化物的功能;⑥净水器出水色度相比原水下降明显，原水平均值为7.45铂钴色度，净水器出水平均值为5.00铂钴色度，说明净水器可有效降低出水色度;⑦净水器出水浑浊度相比原水下降明显，原水平均值为1.05 NTU，两次检测净水器出水平均值分别增至0.30、0.48 NTU，说明净水器可有效降低出水浑浊度;⑧各试点用户净水器出水硫酸盐含量普遍比原水增加，原水平均值为98.99 mg/L，两次检测净水器出水平均值分别增至99.03、145.32 mg/L，1处用户出现硫酸盐超标问题，说明净水器基本不具备净化硫酸盐的功能;⑨净水器出水溶解性总固体含量相比原水下降明显，原水平均值为857.65 mg/L，两次检测净水器出水平均值分别降至500.38、457.21 mg/L，说明净水器可有效净化溶解性总固体;⑩净水器出水总硬度相比原水下降明显，原水平均值为482.4 mg/L，两次检测净水器出水平均值分别降至321.5、277.2 mg/L，说明净水器可有效降低水体硬度。

表3 各试点用户净水器出水水质指标检测结果

通过分析与评价对水岛净水器净水效果比较敏感的10项水质指标，发现水岛净水器可以有效净化氟化物、色度、浑浊度、溶解性总固体、总硬度、总大肠菌群、耐热大肠菌群7项指标，而在净化菌落总数、硝酸盐和硫酸盐方面存在功能不足的问题。从整体上来看，净水器试点用户水源原水平均合格率为29.2%，安装净水器后，净水器出水平均合格率为70.8%，比原水提高了41.6%，说明水岛净水器整体上具备比较明显的净水效果。

3 结论与讨论

3.1 部分水质指标增加问题 检测结果表明，相比水源原水，部分试点用户净水器出水菌落总数、硝酸盐、硫酸盐等指标出现了增加的问题，以致个别用户净水器出水水质超出标准限值，使净水器出水的安全性无法完全得到保障。净水器中菌落总数增加，一般认为是由于净水器功能滤料在运输、灌装过程中受到污染，或者是进水中带入的细菌快速繁殖所引起的［4］。卫生学意义上，功能滤料使用达到饱和量后，如不及时清洗则可能出现泥垢并大量沉积于填料表面，阻塞过滤通道，降低滤料净水能力，不仅容易滋生细菌，造成菌落总数大幅增加，而且硝酸盐、硫酸盐等盐类指标也容易在净水器滤料中富集与释放，进而成为污染水质的潜在威胁。水岛净水器使用说明中也明确规定，净水器使用3个月后，需要对滤料进行浸泡清洗和复活维护。实际使用中发现，个别试点用户未按要求或未采用正确方法进行滤料清洗维护，这是造成部分水质指标增加问题的一个重要原因。

3.2 总大肠菌群和耐热大肠菌群指标超标问题 检测结果表明，相比水源原水，净水器出水总大肠菌群与耐热大肠菌群指标整体上呈下降趋势，但仍有个别试点用户净水器出水检测出总大肠菌群和耐热大肠菌群。净水器出水大肠菌群与耐热大肠菌群检测值整体呈下降趋势，首先说明净水器功能滤料不会成为滋生大肠菌群和耐热大肠菌群的场所，而且还具备一定滤除总大肠菌群的功能。个别用户净水器出水总大肠菌群和耐热大肠菌群超标，一方面与净水器开敞式设计有关，贮水仓漂浮于水缸表面与外部环境直接接触，容易遭受生活污染;另一方面还与用户庭院卫生状况直接相关。现场调查中发现，净水器出水大肠菌群和耐热大肠菌群超标的农户庭院卫生状况普遍很差，庭院内散养畜禽，使得净水器出水可能遭受畜禽粪便污染，从而引发总大肠菌群超标。

3.3 净水器适用性评价 结合当前四川省农村地区经济社会发展现状，通过分析净水器的净水效果、经济成本和日常维护3方面，来综合评价水岛净水器的适用性。净水效果方面，根据水岛净水器在24处试点用户的应用情况来看，水质平均合格率由原水的29.2%升至净水器出水的70.8%，提高了41.6%;净水器可有效净化水体中的总大肠菌群、耐热大肠菌群、氟化物、色度、浑浊度、溶解性总固体、总硬度7项敏感指标，说明水岛净水器整体上具备比较明显的净水效果;净水器不能有效净化水体中的菌落总数、硝酸盐、硫酸盐3项敏感指标，说明水岛净水器仍需进一步改进优化。经济成本方面，水岛净水器目前市场售价800元左右，正常情况下，水岛净水器的使用寿命为5年，折合每年的设备购置费用为160元，滤料复活维护时间一般为3个月，净水器使用寿命期内每年维护费用为70元，年设备购置与运行费用合计约为230元。因此，水岛净水器具有良好的经济性，使用成本可以被农村居民家庭承受。水岛净水器日常维护包括滤料浸泡清洗和滤料复活，一般农户根据说明书即可自行完成，操作简单易行。综上分析，水岛净水器净水效果整体上比较明显，经济性能良好，日常维护简单，整体上适用于四川省农村分散供水末端净化。虽然水岛净水器尚存在去除菌落总数、硝酸盐、硫酸盐能力不足等问题，但考虑到农村分散供水水源状况的复杂性，水岛净水器经过进一步优化设计后，可以在四川省农村分散供水工程中进行推广应用。

［1］四川省农村饮水安全工程“十二五”规划［A］.成都:四川省农田水利局，2010.

［2］孙长贵，艾阳泉，魏新平，等.农村小集中和分散供水的水处理技术与设备［J］.中国农村水利水电，2013(2):52-54.

［3］水利部科技推广中心.2009年水利先进实用技术重点推广指导目录［M］.北京:水利水电出版社，2010.

［4］朱惠刚.净水器的净水效果［J］.环境与健康杂志，1994(11):37-40.