1.5 农村微污染河水处理为自来水的分析和研究
随着工农业迅速发展，人民生活水平改善，人们对饮用水的要求越来越高。除城镇已普遍有自来水供应外，广大农村亦逐渐要求达到村村都有自来水供应。广大农村虽有河水（湖水或塘水）但绝大多数都不能作供水水源。应用传统的自来水厂处理工艺，出水不能达到自来水标准，形成有水无质的局面。因此，需要寻找一种简单易行的水处理方法，既能使受到轻微污染的河水（湖水或塘水）经处理后可达自来水标准，又要在经济上可接受。本书推荐“势能增氧生态净化工艺”的水处理方法正是这样一种简单易行的方法。
1.5.1 轻微污染的河水和自来水概况
广大农村虽有河水（湖水或塘水），但绝大多数都已受到轻微污染不能作供水水源，污染物质超标（即已超过地面水Ⅲ级标准）。例如，我国某县20世纪末主要河流水质监测资料见表1-9。
表1-9 某县主要河流水质
由表1-9可看出农村河水（湖水或塘水）水质超标的主要指标是COD、BOD5和NH3-N等有机污染。
长期以来，传统净水工艺在宏观上并无重大突破，混凝澄清仍是目前一般自来水水厂采用的基本工艺。由于目前地表水污染越来越严重，当水中某些污染指标超标时，特别是有机污染物超标时，用传统净水工艺来处理便显得“力不从心”。传统净水工艺只能有效地去除水中悬浮物、胶体物质、细菌和大肠杆菌等，而对大量的有机污染物，特别是溶解性有机污染物却无能为力。例如，某水厂所取水源水高锰酸盐指数在7mg/L左右，并有藻类，经过传统净水工艺处理后高锰酸盐指数仍在5mg/L左右，并有藻类腥味，达不到饮用水标准，且自来水口感不佳。
当前对受到轻微污染的河水（湖水或塘水）常常是采用强化传统净水工艺来进行处理。强化的方法大体如下。
①化学氧化加混凝澄清，其中有预氯化、臭氧氧化和高锰酸钾氧化等。
②生物处理加混凝澄清。
③吸附加混凝澄清。
④其他一些处理方法，如离子交换法、反渗透法、超滤法、空气清洗法和浮选法等。
所有这些处理方法都必须要增加处理设备和费用，增加自来水水费，增加用户的负担。
1.5.2 应用现行污水处理工艺治理微污染水体的困难
为了处理有机污染常采用生物处理工艺。国内外现行的对生活污水进行生物处理的工艺有活性污泥法、氧化沟法、SBR法、CAST法、CASS法、生物接触氧化法等，都是成熟的工艺，处理生活污水时，要求COD出水浓度≤100mg/L的投资费用通常在1500～2000元/m3，运行费用在0.8～1.4元/m3［引自文一波.发展适合中国国情的城市污水处理技术.环境保护，1999，（5）：26］。若排放标准提高到中水标准，COD出水浓度要求≤50mg/L时，则投资费用达2250～3000元/m3，运行费用达1.4～2.0元/m3。
已建成中水再回用的工程实例（出水可供冲厕、洗车、浇花等用）见表1-8。由表1-8可见，若出水要求提高到地面水Ⅲ类标准，COD出水浓度要求≤20mg/L（要求达到自来水标准，国内尚没有这方面研究），预计其投资费用和运行费用更是难以接受。
1.5.3 一种农村微污染河水处理的实例
海安县曲塘镇大陈村是曲塘镇对农村改水的重点村，紧靠村边有一条不小的河，整个大陈村的农户全部沿河而居。以往该村农户全部以该河为饮用水，河水现已受到轻微污染不能饮用，改用井水，但浅层井水也受到轻微污染不能饮用，只能开挖深井，其施工难度大、费用高。我们应用“势能增氧生态净化工艺”处理轻污染水，处理装置设立在大陈村村委会大院内，河水经处理后达到自来水标准。详见第2章
1.5.3.1 PIPE工艺的优点
PIPE工艺的优点详见1.2.3.4节。它可以将直接运行成本降为0.3元/m3。广大农村的河水（湖水或塘水）进入污水处理厂一般都需用水泵提升进入处理设备。低水头水泵扬程在10～15m，高水头水泵扬程在20～40m，PIEP（利用势能）充分利用水泵的水头来设计它的层数（每层高为0.3m，30层高为9m，仍小于低水头水泵扬程10～15m），仅一次或二次水泵提升即可达到自来水标准，故可将河水（湖水或塘水）处理的直接运行成本降为0.3元/m3（当电费为0.6元/度时）。
1.5.3.2 PIPE工艺的特点及其效果
PIPE工艺的特色是充分利用了水泵的有效水头，将势能转为动能进行大气复氧及吹脱，不需鼓风曝气再耗能，故运行费用低，并且无噪声，无泡沫，不堵塞，污泥量小，全部自控无需专人管理，很适合在农村应用，详见第2章。
“势能增氧生态净化工艺”是一种全部自控、无需专人管理的水处理方法，能使受到轻微污染的河水（湖水或塘水）经处理后达到自来水标准，且直接运行费用≤0.4元/m3，故在经济上能为农村接受，因而具有重大实际意义。