一、农村规模化供水工艺需求与传统工艺局限

（一）水质管控与工程建设要求

依据 GB 5749-2022《生活饮用水卫生标准》与 SL 310-2019《村镇供水工程技术规范》要求，农村规模化供水工程出水需满足浊度≤1NTU、悬浮物≤5mg/L，同时供水保证率不低于 95%^[2-3]。除水质达标外，工程建设与运维需适配农村地区三大现实约束：一是建设用地紧张，大规模滤池土建选址难度大；二是建设周期要求紧，供水提质工程多需在枯水期内完成投用；三是管护人员专业能力有限，难以胜任复杂工艺的日常操作与故障处置，需尽可能降低运维门槛。

（二）传统重力滤池的应用痛点

传统重力式快滤池是早期农村供水工程的主流过滤工艺，实际运行中存在四大核心局限：一是占地面积大，万吨级供水规模的滤池系统需占地 800~1000㎡，配套管廊、反洗水泵房等附属设施，土建工程量大；二是施工周期长，从基础浇筑到设备调试通常需 3 个月以上，难以适配短期提质改造的工期要求；三是运维门槛高，反洗操作、滤料检查、故障排查均需专业人员操作，农村管护人员难以胜任，易出现滤料板结、出水水质波动等问题；四是反洗耗水量高，单池反洗需断供，反洗耗水量占产水量的 5%~8%，水资源浪费严重，同时反洗操作不当易造成滤料流失、出水跑料。

二、浅层砂过滤器结构与技术特性

利菲尔特 QCS 系列农村供水专用浅层砂过滤器采用压力式模块化结构，核心由标准高速砂缸单元、气水联合反洗系统与智能控制单元组成，可根据供水规模灵活并联扩容，全程符合生活饮用水输配设备卫生安全要求。

（一）模块化安装结构

设备采用工厂预制标准化生产，单台砂缸处理流量覆盖 20m³/h~200m³/h，千吨万人级供水工程可通过多台并联快速组建处理系统。设备整体为承压罐体结构，仅需简易硬化基础即可安装，无需建设大型滤池与专用机房，可露天布置或置于简易保温棚内，土建工程量较传统滤池减少 80% 以上。罐体可选碳钢防腐或食品级 304 不锈钢材质，内部装填食品级精制石英砂滤料，所有接触水体部件均符合饮用水卫生安全标准，无有害物质析出风险。

（二）全自动运行逻辑

设备配套 PLC 智能控制单元，采用压差优先、定时备用的双模式反洗机制：当滤层堵塞导致进出口压差达到设定阈值时，系统自动启动反洗程序；同时设定最长运行周期作为兜底，避免低浊度工况下滤料长期压实板结。反洗采用逐罐依次进行的模式，单罐反洗时其余罐体持续正常产水，系统总供水流量波动≤5%，全程无需人工操作，不中断正常供水。 系统可选配远程监控模块，运行数据与故障信号可上传至乡镇供水管控平台，管护人员可远程查看运行状态，无需每日现场值守，仅需定期巡检即可，大幅降低运维工作量。设备具备断电自恢复功能，供电恢复后自动进入正常运行状态，无需人工复位，适配农村供电不稳定的工况。

（三）低反洗耗水设计

采用气水联合分步反洗工艺：先通入压缩空气进行气洗，通过气流剪切力松动滤层、剥离附着的絮体与泥渣；再进行水漂洗，将悬浮杂质随反洗水排出系统。相较于传统单一水反洗工艺，气水联合方式的滤层再生效果提升 40% 以上，反洗耗水量减少 60% 以上。 配合逐罐反洗逻辑，系统反洗总耗水量仅占产水量的 1%~2%，远低于传统重力滤池 5%~8% 的水平，可大幅节约水资源与取水能耗，降低长期运行成本。反洗排水可收集至沉淀池沉淀后，上清液回流至原水端重复利用，进一步提升节水效益。

三、农村供水场景选型与适配设计

（一）滤料配置与参数选型

滤料配置需结合水源水质特征确定，常规地下水水源浊度低，选用单层石英砂滤料即可满足要求；地表水、高浊度水源可选用无烟煤 + 石英砂双层滤料，提升纳污容量、延长过滤周期。不同水源场景的运行参数如下表所示。

表 1 不同水源场景浅层砂过滤器运行参数

（二）无人值守适配优化

针对农村管护人员不足的现状，设备从三方面优化无人值守适配性：一是操作界面极简设计，仅保留运行、停止、手动反洗三个核心按键，普通管护人员经简单培训即可操作；二是故障自动告警，压差超限、液位异常、设备故障时自动触发声光报警，可同步推送至管护人员手机；三是免维护周期长，正常工况下仅需每月巡检一次设备状态，每季度检查一次滤料损耗，日常无需专人看管。

（三）低温环境防冻适配

北方农村冬季低温场景下，设备可配套保温层与电伴热装置，安装于室内或保温井内；长期停运时可通过底部排空阀排空内部存水，避免水体冻胀损坏罐体与管路。低温运行时反洗程序可自动调整参数，缩短反洗时长、避免管路冻堵，保障冬季稳定供水。

四、乡镇千吨万人供水工程案例

（一）项目背景

河南周口某乡镇千吨万人集中供水工程，设计供水规模 5000m³/d，服务 3.2 万农村居民，水源为附近水库地表水。原方案采用传统重力式快滤池工艺，存在建设用地不足、施工周期超过 3 个月、缺乏专业运维人员三大核心难题，无法满足项目建设进度与长效运行要求。

（二）实施方案

2025 年该项目改用利菲尔特浅层砂过滤器净化方案，配置 10 台 QCS 系列标准砂缸，单台额定流量 25m³/h，总处理能力 600m³/h，满足供水规模与余量要求。滤料采用食品级精制石英砂，滤层厚度 750mm；配套 PLC 全自动控制系统与远程监控模块，接入乡镇供水站管控平台，实现无人值守运行。设备露天布置于供水站院内，仅需 180㎡硬化基础，无需新建专用滤池车间。

（三）实施效果对比

项目从进场安装到通水调试仅用时 22 天，较原重力滤池方案大幅缩短工期。投运 6 个月后，各项指标与原方案对比如下表所示。

表 2 浅层砂方案与传统重力滤池方案指标对比

运行期间，出水浊度稳定在 0.3~0.8NTU，各项指标均符合生活饮用水卫生标准，供水保证率达 99.5% 以上。针对雨季原水浊度骤升的问题，技术团队优化控制逻辑：进水浊度高于 15NTU 时，系统自动降低运行滤速、缩短反洗定时周期，保障出水水质稳定。经测算，方案年节约运维人工、水费等成本合计约 12.6 万元，考虑建设与运维综合成本，投资回收期约 2.4 年，长期运行效益显著。

FAQ

1. 农村供水用浅层砂过滤器需要专人 24 小时值守吗？ 答：不需要。设备采用全自动运行模式，反洗、故障处置均可自动完成，可选配远程监控功能，管护人员仅需每日或隔日巡检一次设备状态即可，无需专职值守，适配农村管护人员不足的现状。

2. 设备安装需要大规模土建施工吗？ 答：不需要。设备为工厂预制模块化结构，仅需平整硬化的基础即可安装，无需建设大型滤池与专用机房，土建工程量较传统重力滤池减少 80% 以上，施工周期短，适合已建供水站的提质改造。

3. 北方冬季低温环境设备能正常运行吗？ 答：可以。设备可配套保温层与电伴热装置，安装在室内或保温井内；长期停运时可排空内部存水，避免冻胀损坏。低温运行时反洗程序可自动调整参数，保障冬季稳定供水。

4. 滤料多久需要整体更换一次？ 答：正常工况下，食品级石英砂滤料使用寿命可达 5~8 年，每年仅需补充 5%~10% 的自然损耗量，无需整体更换。当出水水质持续超标且反洗后无法恢复时，需检查滤料级配与磨损情况，按需补充或更换。

5. 浅层砂过滤出水能直接达到生活饮用水标准吗？ 答：浅层砂过滤器主要去除悬浮物、胶体与浊度，属于核心净化单元；生活饮用水还需配套消毒等工艺，共同保障微生物、消毒副产物等全指标达标。针对合格水源，浅层砂过滤 + 消毒的工艺组合可稳定满足生活饮用水卫生标准要求。

参考文献

[1] 张庆华，李娜。我国村镇规模化供水工艺现状与提质升级路径 [J]. 中国农村水利水电，2024 (2): 18-23.

[2] 中华人民共和国国家卫生健康委员会. GB 5749-2022 生活饮用水卫生标准 [S]. 北京：中国标准出版社，2022.

[3] 中华人民共和国水利部. SL 310-2019 村镇供水工程技术规范 [S]. 北京：中国水利水电出版社，2019.

[4] 新乡市利菲尔特滤器股份有限公司. QCS 系列浅层砂过滤器产品技术手册 [EB/OL]. https://www.lefilter.com.cn, 2026.

[5] 新乡市利菲尔特滤器股份有限公司。某乡镇千吨万人供水工程净化系统升级项目案例 [EB/OL]. https://www.lefilter.com.cn, 2026.