在我国干旱地区及一些偏远农村地区,存在水源不足或者给水处理基础设施无法普及的问题,居民只能直接取用集雨窖水、井水或者自然水体里的水,这些源水未经处理直接饮用会威胁到居民健康。今年全国两会政府工作任务中明确指出,要加快实施农村饮水安全巩固提升工程,提高农村人口供水保障水平,解决好饮水安全问题。本课题针对农村地区分散式供水体制和贮存窖水水质特点,合理集成了窖水原位消毒、超滤联用活性炭吸附终端处理的净水工艺,并设计了一款适用于农村地区单户使用的实用型净水装置。主要研究内容包括超滤膜的选择和性能研究、不同条件下活性炭吸附性能研究、消毒剂三氯异氰尿酸对窖水作用效果研究、集成工艺的运行效果研究及集成装置的设计。几种超滤膜中,PTFE孔径大,所需操作压力小,纯水通量高,清洗效果好。超滤对浊度和菌落总数的去除效果良好,几种超滤膜的出水浊度都在1 NTU以下,菌落总数最高为29 CFU/mL,但是超滤对有机物和氨氮的去除效果较差。采用活性炭来弥补超滤处理能力的不足,静态实验确定活性炭的最佳投加量为2.0 g/L,吸附平衡时间为12 h,升高温度和降低pH有利于活性炭对窖水中有机物的吸附。在较优滤速为6.07 m/h的条件下运行25 h后,污染物出水浓度值为进水浓度值的80%左右。考虑窖水在长期贮存过程中会发生变质,向窖水中投加缓释消毒剂TCCA,主体水的余氯浓度在反应初期会逐渐上升,3 h左右达到最大值后开始衰减,衰减过程符合一级反应动力学,衰减系数随氯投加量的减少、反应物含量的增多、pH的降低和温度的升高而增大。加氯后微生物数量相较于原水大幅减少,氯投加量越高、pH越低、反应温度越高、氨氮含量越少,消毒效果越好。一次加氯2.5mg/L,30天后自由余氯依然在0.05 mg/L以上,有效抑制了窖水中微生物的繁殖。集成工艺可以长期有效保持窖水等人工集水不变质,出水水质稳定。据此设计的集成装置经济实用、操作管理简单、适用场景多,可以有效解决农村地区“人饮安全”问题,具有较为广阔的应用市场和前景。