构建全过程饮用水安全保障技术集成体系

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——“东北村镇地下饮用水安全保障适用技术研究与示范”成果简介  
 

      “东北村镇地下饮用水安全保障适用技术研究与示范”课题针对东北地区辽河流域农业生产中过量施用化肥、农村生活垃圾任意丢弃、生活污水未经处理任意排放等造成的村镇地下水源地有机物、氮等污染问题，通过村镇地下饮用水源地污染负荷特征、污染负荷削减与控制技术、水质消毒净化工艺与防低温管道施工新工艺以及地下饮用水安全保障适用技术集成与示范研究，建立东北村镇地下饮用水源地污染控制与安全保障示范基地，从而大幅度提高村镇饮用水的质量，为辽河流域以及东北地区村镇安全饮用水提供技术支撑和样板。标志性成果：东北村镇饮用水水源保护

      与安全供水技术模式

      针对东北村镇饮用水特点，特别是主要取水水源原水水质差，水质中硝酸盐氮、有机物、浊度、铁、锰超标，净化设施缺乏，供水保障率低等突出问题，突破水源地污染负荷源头阻控技术、有机排水生物生态联合处理技术、射流曝气技术、“气升水淋”反冲洗技术、铁锰微电解氧化——沉淀——过滤组合净化技术、水质消毒净化技术及防低温管道施工新工艺，形成了以“饮用水水质达标”和“环境改善”为目标的从“源头”到“水龙头”的水源地保护与供水安全综合防控技术模式，通过该技术集成模式的推广应用，示范基地供水系统出水水质基本达到GB5749-2006规定。

      课题自主研发配套水质铁锰曝气过滤器、水质铁锰微电解氧化——沉淀——过滤组合净化技术工艺、有机排水地埋式微动力一体化处理工艺设备各1台（套），申请国家发明专利6项，授权国家发明专利2项。课题完善和制定了《清原满族自治县农村饮水工程管理细则》、《清原满族自治县农村自来水管理条例》（修订案）和《清原满族自治县畜禽养殖污染防治管理条例》。

      以上技术成果已在辽宁省抚顺市清原县北三家乡、草市镇得到示范和推广应用。成果针对全面改善村镇水源地保护与控制措施集成性不强、供水模式针对性及安全性较低、水质净化工艺与设备标准化程度较差、管理较为薄弱等问题，构建从水源到水龙头供水系统全过程饮用水安全保障技术集成体系，对促进社会、经济的可持续发展及和谐新农村建设具有重要指导意义。

      突破多项集成创新关键技术

      一是地下饮用水源地污染负荷源头阻控技术模式。针对当前农业种植模式、耕作措施不合理引起的地下饮用水硝酸盐氮污染问题，在作物养分管理技术、种植结构调整、轮作制度及保护性耕作等田间试验研究基础上，课题创造性地提出了地下饮用水源地污染负荷源头阻控集成技术模式，包括生活污水生物生态联合处理技术2套、低污染生产优化结构种植模式1套、作物养分管理技术3套、污染负荷削减的优势作物品种2种，申请国家发明专利2项。与国内外同类型技术相比，该集成技术模式研究范围更广、针对性更强，具有先进性和新颖性。

       二  是地下饮用水消毒净化组合工艺及其配套技术。针对村镇地下饮用水中微生物、铁和锰等超标问题，利用提升泵余压在曝气池中对地下水进行射流曝气，铁锰被氧化成胶体或沉淀，部分在沉淀池中沉淀并通过定期排泥去除，其余经过多种组合滤料分级过滤去除，然后通过反冲洗管道利用无油空气压缩机和潜水泵进行“气升水淋”式反冲洗技术，再将滤料吸附截流的铁锰通过自吸泵排出处理系统，最后在水塔中进行紫外灯间歇照射消毒，最终使供水系统出水水质中微生物、铁和锰指标达到GB5749-2006规定。该组合工艺将射流曝气滤池、铁锰过滤和深度处理、反冲洗、紫外灯间接照射消毒等工艺组合，辅以提升泵余压射流曝气、气升水淋反冲洗技术，具有一定创新性，可操作性强。

       三是铁锰微电解氧化——沉淀——过滤组合净化技术。针对地下饮用水源水铁、锰严重超标问题，利用特制惰性石墨电极微电解水所产生的离子氧化铁锰，通过组合滤料分级过滤去除，最后利用无油空气压缩机和潜水泵进行反冲洗，再将滤料吸附截流的铁锰通过自吸泵排出处理系统，最终使供水系统出水水质中铁、锰达到GB5749-2006规定。研发出的地下饮用水铁锰微电解过滤器技术与设备（DYTM-WG）的能耗成本较低、运行寿命较长、适用性较好。

      四是寒冷区防低温管道施工新工艺。针对东北村镇冬季气候寒冷、输配水管道冻胀问题严重、供水保证率低等特点，通过防低温管材与保温材料筛选、不同土壤类型防冻阈值、管道出地入户保温技术、管道沿程保温技术及配套管理技术研究，筛选出了适合东北村镇、分散供水输配水管道保温材料聚苯乙烯泡沫塑料，提出了不同土壤类型防冻阈值，研发了2套管道出地入户保温技术和1套管道沿程保温技术施工工艺。与国内外同类型技术相比，该技术模式的保障程度更高、适用性更好、运行更稳定.
成果应用所取得的社会、经济和环境效益显著

     在当地政府积极配合下，课题组在辽宁省清原县北三家乡和草市镇先后完成了村镇地下饮用水水源地污染综合防控技术集成示范基地、村镇生活污水生物生态联合处理技术集成示范基地及村镇地下饮用水水源地安全保障与控制技术集成示范基地建设，示范面积达5.4平方公里，受益村镇居民5000多人，社会、经济和环境效益显著。

     课题可有效改善村镇饮用水水质，示范基地供水系统出水水质基本达到GB5749-2006规定；降低了农民吃水成本及制水成本，初步估算示范基地直接经济效益达300余万元；有效遏制了东北村镇地下饮水水源地水污染趋势，为构建和谐社会和新农村建设创造了良好的条件；减少农民农业生产投入、促进生态农业和绿色农业的迅速发展，培养新的经济增长点，对扩大就业和增加全社会收入产生较大推动作用；研发的成套技术模式与配套的管理模式与实际应用紧密结合，加速成果转化，提高农村饮用水行业的社会认知水平，带动和促进行业全面技术进步；改善示范区水环境质量，对社会主义新农村建设发挥很好的示范作用。