構建全過程飲用水安全保障技術集成體系

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——“東北村鎮(zhèn)地下飲用水安全保障適用技術研究與示范”成果簡介  
 

      “東北村鎮(zhèn)地下飲用水安全保障適用技術研究與示范”課題針對東北地區(qū)遼河流域農業(yè)生產中過量施用化肥、農村生活垃圾任意丟棄、生活污水未經處理任意排放等造成的村鎮(zhèn)地下水源地有機物、氮等污染問題，通過村鎮(zhèn)地下飲用水源地污染負荷特征、污染負荷削減與控制技術、水質消毒凈化工藝與防低溫管道施工新工藝以及地下飲用水安全保障適用技術集成與示范研究，建立東北村鎮(zhèn)地下飲用水源地污染控制與安全保障示范基地，從而大幅度提高村鎮(zhèn)飲用水的質量，為遼河流域以及東北地區(qū)村鎮(zhèn)安全飲用水提供技術支撐和樣板。標志性成果：東北村鎮(zhèn)飲用水水源保護

      與安全供水技術模式

      針對東北村鎮(zhèn)飲用水特點，特別是主要取水水源原水水質差，水質中硝酸鹽氮、有機物、濁度、鐵、錳超標，凈化設施缺乏，供水保障率低等突出問題，突破水源地污染負荷源頭阻控技術、有機排水生物生態(tài)聯(lián)合處理技術、射流曝氣技術、“氣升水淋”反沖洗技術、鐵錳微電解氧化——沉淀——過濾組合凈化技術、水質消毒凈化技術及防低溫管道施工新工藝，形成了以“飲用水水質達標”和“環(huán)境改善”為目標的從“源頭”到“水龍頭”的水源地保護與供水安全綜合防控技術模式，通過該技術集成模式的推廣應用，示范基地供水系統(tǒng)出水水質基本達到GB5749-2006規(guī)定。

      課題自主研發(fā)配套水質鐵錳曝氣過濾器、水質鐵錳微電解氧化——沉淀——過濾組合凈化技術工藝、有機排水地埋式微動力一體化處理工藝設備各1臺（套），申請國家發(fā)明專利6項，授權國家發(fā)明專利2項。課題完善和制定了《清原滿族自治縣農村飲水工程管理細則》、《清原滿族自治縣農村自來水管理條例》（修訂案）和《清原滿族自治縣畜禽養(yǎng)殖污染防治管理條例》。

      以上技術成果已在遼寧省撫順市清原縣北三家鄉(xiāng)、草市鎮(zhèn)得到示范和推廣應用。成果針對全面改善村鎮(zhèn)水源地保護與控制措施集成性不強、供水模式針對性及安全性較低、水質凈化工藝與設備標準化程度較差、管理較為薄弱等問題，構建從水源到水龍頭供水系統(tǒng)全過程飲用水安全保障技術集成體系，對促進社會、經濟的可持續(xù)發(fā)展及和諧新農村建設具有重要指導意義。

      突破多項集成創(chuàng)新關鍵技術

      一是地下飲用水源地污染負荷源頭阻控技術模式。針對當前農業(yè)種植模式、耕作措施不合理引起的地下飲用水硝酸鹽氮污染問題，在作物養(yǎng)分管理技術、種植結構調整、輪作制度及保護性耕作等田間試驗研究基礎上，課題創(chuàng)造性地提出了地下飲用水源地污染負荷源頭阻控集成技術模式，包括生活污水生物生態(tài)聯(lián)合處理技術2套、低污染生產優(yōu)化結構種植模式1套、作物養(yǎng)分管理技術3套、污染負荷削減的優(yōu)勢作物品種2種，申請國家發(fā)明專利2項。與國內外同類型技術相比，該集成技術模式研究范圍更廣、針對性更強，具有先進性和新穎性。

       二  是地下飲用水消毒凈化組合工藝及其配套技術。針對村鎮(zhèn)地下飲用水中微生物、鐵和錳等超標問題，利用提升泵余壓在曝氣池中對地下水進行射流曝氣，鐵錳被氧化成膠體或沉淀，部分在沉淀池中沉淀并通過定期排泥去除，其余經過多種組合濾料分級過濾去除，然后通過反沖洗管道利用無油空氣壓縮機和潛水泵進行“氣升水淋”式反沖洗技術，再將濾料吸附截流的鐵錳通過自吸泵排出處理系統(tǒng)，最后在水塔中進行紫外燈間歇照射消毒，最終使供水系統(tǒng)出水水質中微生物、鐵和錳指標達到GB5749-2006規(guī)定。該組合工藝將射流曝氣濾池、鐵錳過濾和深度處理、反沖洗、紫外燈間接照射消毒等工藝組合，輔以提升泵余壓射流曝氣、氣升水淋反沖洗技術，具有一定創(chuàng)新性，可操作性強。

       三是鐵錳微電解氧化——沉淀——過濾組合凈化技術。針對地下飲用水源水鐵、錳嚴重超標問題，利用特制惰性石墨電極微電解水所產生的離子氧化鐵錳，通過組合濾料分級過濾去除，最后利用無油空氣壓縮機和潛水泵進行反沖洗，再將濾料吸附截流的鐵錳通過自吸泵排出處理系統(tǒng)，最終使供水系統(tǒng)出水水質中鐵、錳達到GB5749-2006規(guī)定。研發(fā)出的地下飲用水鐵錳微電解過濾器技術與設備（DYTM-WG）的能耗成本較低、運行壽命較長、適用性較好。

      四是寒冷區(qū)防低溫管道施工新工藝。針對東北村鎮(zhèn)冬季氣候寒冷、輸配水管道凍脹問題嚴重、供水保證率低等特點，通過防低溫管材與保溫材料篩選、不同土壤類型防凍閾值、管道出地入戶保溫技術、管道沿程保溫技術及配套管理技術研究，篩選出了適合東北村鎮(zhèn)、分散供水輸配水管道保溫材料聚苯乙烯泡沫塑料，提出了不同土壤類型防凍閾值，研發(fā)了2套管道出地入戶保溫技術和1套管道沿程保溫技術施工工藝。與國內外同類型技術相比，該技術模式的保障程度更高、適用性更好、運行更穩(wěn)定.
成果應用所取得的社會、經濟和環(huán)境效益顯著

     在當地政府積極配合下，課題組在遼寧省清原縣北三家鄉(xiāng)和草市鎮(zhèn)先后完成了村鎮(zhèn)地下飲用水水源地污染綜合防控技術集成示范基地、村鎮(zhèn)生活污水生物生態(tài)聯(lián)合處理技術集成示范基地及村鎮(zhèn)地下飲用水水源地安全保障與控制技術集成示范基地建設，示范面積達5.4平方公里，受益村鎮(zhèn)居民5000多人，社會、經濟和環(huán)境效益顯著。

     課題可有效改善村鎮(zhèn)飲用水水質，示范基地供水系統(tǒng)出水水質基本達到GB5749-2006規(guī)定；降低了農民吃水成本及制水成本，初步估算示范基地直接經濟效益達300余萬元；有效遏制了東北村鎮(zhèn)地下飲水水源地水污染趨勢，為構建和諧社會和新農村建設創(chuàng)造了良好的條件；減少農民農業(yè)生產投入、促進生態(tài)農業(yè)和綠色農業(yè)的迅速發(fā)展，培養(yǎng)新的經濟增長點，對擴大就業(yè)和增加全社會收入產生較大推動作用；研發(fā)的成套技術模式與配套的管理模式與實際應用緊密結合，加速成果轉化，提高農村飲用水行業(yè)的社會認知水平，帶動和促進行業(yè)全面技術進步；改善示范區(qū)水環(huán)境質量，對社會主義新農村建設發(fā)揮很好的示范作用。