一、生物慢滤技术的基本原理
农村饮水安全既要解决量的问题，又要解决质的问题，比农村饮水解困复杂得多。针对秭归县泉水资源相对丰富，山区水流压力大的特点，探索和运用新技术、新材料、新工艺，采取以自压引水和生物慢滤水处理的模式，是解决农村饮水水质安全与水量问题的有效途径。
1、生物粘膜的形成
生物慢滤水处理技术基本原理是充分利用山沟溪水（冲沟水、水库水、堰塘水）自流，缓慢通过粒径d为0.1—0.3mm、厚度大于50cm的滤料（石英砂或河砂）过滤，由于滤料表面吸附和截留了水中的有机物及矿物质，这就为水流中的微生物的生长提供了营养。在太阳光照射下，微生物在慢滤池中的细砂表面生长、繁殖，随着时间的推移，一般为1—2个月，在慢滤池滤料表面会形成一层厚度为1.5cm左右含有多种微生物或藻类的生物粘膜。
2、水质净化机理
1）控制微生物学指标和毒理性指标
生物粘膜在生物慢滤技术中具有双重作用，生物粘膜的物理吸附、截留作用和粘膜中微生物的捕食、被捕食及生物化学作用，使水体中的细菌总数控制在安全饮用水的标准指标内。慢滤池中的滤层中所吸附的有机物及矿物质为微生物的生长繁殖提供了营养，于是在滤料表面存在着各种类型的微生物群体甚至微型动物，并形成了有机物、细菌、原生动物的食物链。在微生物作用下，含碳有机物被氧化成水和二氧化碳；进而在亚硝化菌作用下转化成亚硝酸，又在硝化菌作用下转化为硝酸；在缺氧条件下，这些硝酸在反硝化菌作用下还可进一步转化为氮气扩散到水中，由此去除了水中可致病的硝酸盐等有机物质。通过生物化学过程，水中的有机物几乎完全除去。而细菌或由于食物链的存在捕食，或被下层滤料截留后被捕食，或在滤层内死亡，成为其他菌体的营养源。实践证明，滤层厚度大于50cm时，慢料可除去水中所有的致病微生物。
2）控制物理指标
由于生物粘膜的存在，使滤料的间隙减小，可以截留水中所有的悬浮杂质，通过细砂和生物膜的过滤、絮凝，使水体的浑浊度、铁锰含量、溶解性总固体个数等指标达到国家规定的标准。
二、生物慢滤水处理技术工艺流程
其流程是从溪沟、水库或堰塘自流引水至粗滤池和慢滤池，通过粒径0.1-0.9mm、厚度为100cm的滤料(石英砂或河砂)过滤，从而达到净化水质的目的。
水源水包括雨水、山泉水、堰塘水、水库水等，其浑浊度为10-30度。
引水管道均采用有压PE管、PVC管，压力等级为1.0Mpa-1.60Mpa。
粗滤池为加盖园形钢筋砼或方形钢筋砼结构，容积视规模确定。其中填充滤料（河砂及河卵石），顺水流方向滤料由粗到细排列。
慢滤池为无盖圆形钢筋砼或方形钢筋砼结构，滤速为0.2m/h至0.4m/h，按每100人慢滤面积为1-1.5m2确定。其中填充滤料采用河砂，滤料粒径控制在最小粒径0.3毫米，最大粒径1.0毫米的范围内，滤料层厚度1.0米；顺水流方向滤料由细到粗排列，慢滤池表面至少应有20cm的水深。
清水池为圆形钢筋砼或方形钢筋砼结构，加盖并覆盖50cm左右粘土，清水池的调节容积一般按日供水规模的30～50％设计。
生物慢滤的原理:借助于滤料表面自然形成的生物滤膜上的寄生微生物群，由它们的新陈代谢活动和滤膜、滤料的过滤作用，吸收水中的各类胶体及矿物质来净化水质，这是生物化学过程和物理吸附过程共同作用的结果。由于滤料表面吸附和截留了水中的有机物及矿物质，为水流中微生物的生长提供了营养，在太阳光的照射下，微生物在慢滤池中的细砂表面生长、繁殖，随着时间的推移，大约经过一至二个月，滤料表面就形成了一层含有多种微生物或藻类生物的表面粘膜。通过生物粘膜的物理吸附、截留作用和粘膜中微生物的捕食、被捕食及生物化学作用，达到水质净化效果。
三、生物慢滤应用效果和推广价值
我县已实施农村饮水安全项目村25个、集镇5个，共解决了2万人饮水不安全问题，完成工程总投资为850万元，其中中央投资360万元，省级配套投资132万元，县市配套及群众自筹358万元。新建引水工程49处，改造水厂5处，管网延伸1处。全县计划新建水池126口，维修水池40口，架设水管450260米，建生物慢滤池26处。为解决中小型供水工程水质问题，探索推广应用了生物慢滤水处理新技术。生物慢滤技术是一种不用任何机械动力和化学药剂的水处理方法。在茅坪镇长岭村、郭家坝荒口坪村、周坪乡芝兰集镇、杨林桥镇三渡河村、沙镇溪镇马家山村、归州镇贾家店村等地所建的集中供水工程，按照三池（粗滤池、慢滤池、清水池）集中，封闭运行，厂区整洁，厂景美观的要求，各地兴建的饮水安全工程已成为农村小康建设中的一个亮点和景观。
从我县实际来看，已建的农村饮水安全工程还达不到“千吨万人”规模，为解决中小型供水工程水质问题，确保农村饮水水质安全必将强力推行生物慢滤水处理技术。从运用实践来看，生物慢滤技术具有一次性投资小，水处理零成本，净化效果好，水处理过程生态环保，运行简单（可实现无人值守），运行维护成本低廉等优点，特别适合山区丘陵地带中小型供水工程。
1、水质净化效果好，直观效果是浑水变清水。对浑浊度去除率达97%以上,实施生物慢滤水处理后，可最直观地看到该净水工艺能让浑水变为清水，最满意的就是彻底解决了山区农民一遇暴雨就得饮用浑浊水的问题。这让农民不仅能够长年饮上安全卫生水，而且还可有效利用水资源增加家庭收入，促进地方经济发展。比如归州镇向家湾村村民寇大柱家开了一家豆腐作坊，在项目实施前，因浑水影响而不能正常生产，他每月只能加工10多天，而实施生物慢滤水处理后，既改善了生活用水条件，又为天天加工豆腐提供了充足的水资源，增加了经济收入。
经多次水质资料实践抽样表明，经过生物慢滤水处理对大肠杆菌的去除率高达97％。氨氮的去除率超过80％，细菌总数去除率在50％以上，对重金属、有机物的去除效果也较好。经过生物慢滤技术净化出厂的水，经适当消毒（用烧沸消杀灭菌或者用优氯净等消毒剂投入滤后水中消杀的消毒方法）即可达到国家饮用水卫生标准。
从湖北省水资源环境监测中心对长岭村和荒口坪村，生物工程慢滤水厂检测水质结果表明，该工艺能使水质达到一级标准。
2、工程建设一次投资节省。实践证明，生物慢滤水处理技术比使用净化器处理水技术成本降低60%以上，与传统净水处理工艺相比节约工程建设投资40%左右，节约运行成本80%以上。如原郭家坝集镇、杨林桥集镇安装一台净化器设备及安装费达8万元以上，而采用生物慢滤水处理设施仅需1万多元。两相对比，罐体重量在3t以上，不用机械吊装靠人力转运相当困难，这不仅增加了运输成本，还有安全隐患；而采用生物慢滤水处理设施既经济又便捷安全。
3、水处理运行简单，管理成本低。实施该项技术后，不需动用过多的人员维护，在建设中安装反冲洗设施后只需对填充料进行半年一次冲洗即可，运行维护成本费用低。
4、水处理过程生态环保。生物慢滤水处理技术是物理吸附和生物化学反应共同作用结果，不需添加任何净化消毒药物，达到了生态环保。
四、建议和结论
生物慢滤技术是一种基本不用任何机械动力和化学药剂的水处理方法，具有强大的生命力，特别适合山区丘陵地带中小型供水工程。因此，在广大农村和集镇兴建日供水规模500吨或供水人口5000人以下，原水浊度在30度以下的集中供水工程，要优先运用推广生物慢滤技术，精心设计为农民降低成本，节省投资，确保农村饮水工程“水质达标、水量充足、长效运行、群众满意”。