和政縣城鄉(xiāng)飲水安全保障技術(shù)研究與應(yīng)用

范寶鶴，張怡娉

（甘肅省生產(chǎn)力促進中心 甘肅，蘭州 730000）

近年來政府投入大量資金用于安全飲水改造提升，城鄉(xiāng)飲用水狀況有了明顯改善，但由于技術(shù)、管理等問題，致使部分地區(qū)，特別是貧困鄉(xiāng)村飲水狀況仍然達不到健康標(biāo)準(zhǔn)要求。

據(jù)水利部2019 年數(shù)據(jù)顯示，我國基本完成農(nóng)村飲水安全鞏固提升工程建設(shè)，17 個省份完成農(nóng)村飲水安全脫貧攻堅任務(wù)，農(nóng)村集中供水率超85%、城鄉(xiāng)自來水普及率超80%，先進條件的省份、地區(qū)已率先開展了城鄉(xiāng)供水一體化建設(shè)任務(wù)。現(xiàn)階段，農(nóng)村地區(qū)供水模式已形成城鄉(xiāng)一體化供水、小型集中供水、分散供水并存的城鄉(xiāng)統(tǒng)籌供水格局，是未來一定時期內(nèi)農(nóng)村供水模式面臨的基本局面。

隨著城鄉(xiāng)居民生活水平日漸提高，對城鄉(xiāng)生活用水特別是飲用水的水質(zhì)及需求量日益上升，水質(zhì)安全及保障成為了新的問題。在新時代政策背景下，面向和政縣水資源分布及實際利用狀況，研究飲用水安全保障技術(shù)在當(dāng)?shù)爻青l(xiāng)飲用水制備中的具體應(yīng)用，對當(dāng)?shù)爻青l(xiāng)飲水安全保障技術(shù)可以提供先進經(jīng)驗和模式示范。

1 和政縣城鄉(xiāng)用水現(xiàn)狀

和政縣位于甘肅省臨夏回族自治州南部，地處青藏高原與黃土高原交匯地帶，平均海拔2200米，地貌特征山丘起伏、溝壑縱橫、山多川少，全境以太子山為主山脈，形成南北向伸延的山脈4 條，西東向伸延的山脈2 條。轄9鎮(zhèn) 4 鄉(xiāng)，有漢、回、東鄉(xiāng)等 9 個民族，常住人口 20.45 萬人。全縣水資源量豐沛，但是縣域內(nèi)區(qū)域間用水結(jié)構(gòu)受農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)布局和種植結(jié)構(gòu)影響用水結(jié)構(gòu)差異明顯，整體而言農(nóng)業(yè)用水整體比重偏大。據(jù)統(tǒng)計，和政縣農(nóng)業(yè)、工業(yè)、生活用水量分別占總用水量的56.51%、12.89%、30.34%。生活用水量達到580萬立方米，其中城鎮(zhèn)居民生活用水130 萬立方米，農(nóng)村居民生活用水395 萬立方米，建設(shè)用水30 萬立方米，第三產(chǎn)業(yè)用水25 萬立方米，用水需求和水資源利用方式間的矛盾日漸凸顯。

2 城鄉(xiāng)飲用水存在的問題

由于特殊的地理環(huán)境，使和政縣全縣水資源有效利用分布嚴重失衡。特別是北部山區(qū)梁家寺等9個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，歷史上長期飲用溝道積水和河道地表水，人畜混飲，衛(wèi)生條件得不到保障，常年多發(fā)甲狀腺疾病及大骨節(jié)病等地方病。隨著和政縣農(nóng)村飲水安全工程的推進，解決了農(nóng)村自來水入戶的問題，但由于技術(shù)、管理等問題，一般通過各地區(qū)小型人飲工程解決周圍村鎮(zhèn)的飲用水問題，存在工程分散，技術(shù)人員較少，日常檢查維修成本較高，造成飲水安全隱患，不利于保障農(nóng)村居民飲水安全。

據(jù)檢驗檢測數(shù)據(jù)，當(dāng)?shù)刈詠硭鰪S水質(zhì)雖然達到國家標(biāo)準(zhǔn)《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB5749-2006）相關(guān)要求，但在外部運輸過程中，管道內(nèi)壁管網(wǎng)中依然含有氯、碳酸根離子及硝酸根離子等積聚，致使出水水質(zhì)的透明度、渾濁度以及微量元素含量等高于出廠水質(zhì)。此外，地表取水容易受到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)排放影響，近年來化學(xué)肥料及農(nóng)藥的過度使用，容易影響到出廠水的水質(zhì)，降低衛(wèi)生水平。即使排除水質(zhì)及外源性污染（比如土壤中農(nóng)藥滲漏等），在自來水出廠后正常的輸送中，也容易產(chǎn)生多種有害物質(zhì)。

3 城鄉(xiāng)飲用水安全保障技術(shù)研究

3.1 水源質(zhì)量安全保障

太子山區(qū)大氣降水和基巖裂隙水為和政縣主要水源，涵養(yǎng)水資源生態(tài)環(huán)境，對周邊群眾開展環(huán)保宣傳，定期對水源點進行安全隱患排查，每年實施第三方檢驗機構(gòu)水質(zhì)化驗，在海眼泉取水口上游100m附近處設(shè)置監(jiān)測斷面，設(shè)定水面下0.5m處為采樣基準(zhǔn)處，監(jiān)測項目參照國家標(biāo)準(zhǔn)《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）各項要求進行，基礎(chǔ)監(jiān)測項目參照《地表水環(huán)境質(zhì)量評價方法（試行）》（環(huán)辦〔2011〕22 號）具體開展相關(guān)內(nèi)容的評價，所需補充的特殊及特點監(jiān)測項目，采用單因子評價法開展具體內(nèi)容的評價。

3.2 飲用水凈化制備核心工藝

水質(zhì)凈化制備飲用純凈水的工藝嚴苛，需要經(jīng)過多種復(fù)雜而精準(zhǔn)的程序，去除水中含有損害人體的泥沙、懸浮物、膠狀物質(zhì)、雜質(zhì)等大于20μm 的顆粒物質(zhì)以及大量有害生化有機物，降低水中的殘余氯值及有害微量元素根離子，改善水質(zhì)硬度，優(yōu)化水質(zhì)的透明度及渾濁度，進行脫鹽處理，去除有害的可溶解性固體及細菌、病毒等。

3.2.1 凈化水質(zhì)預(yù)處理系統(tǒng) 凈化水質(zhì)預(yù)處理系統(tǒng)是飲用水凈化制備的核心環(huán)節(jié)，初始工藝通過采用石英砂多介質(zhì)過濾器自動進行反沖洗、正沖洗等一系列操作，濾材采用高分子聚乙烯丙綸防水材料（PPF）；二階工藝通過采用活性炭過濾器，去除水中大量有害生化有機物，降低水中的殘余氯值及有害微量元素根離子；三階工藝采用陽離子樹脂對水進行軟化，當(dāng)含有硬度離子的原水通過常用鈉離子樹脂層時，通過釋放鈉離子，其功能基團與鈣、鎂離子結(jié)合，交換吸附使鈣、鎂離子含量降低，對較硬水質(zhì)進行軟化；四階工藝采用孔徑小于6μm 的過濾裝置進一步凈化水體水質(zhì)，使水的透明度和渾濁度得到優(yōu)化，保證工藝后段反滲透系統(tǒng)的進水要求。預(yù)處理系統(tǒng)示意圖如圖1所示。

圖1 預(yù)處理系統(tǒng)示意圖

3.2.2 RO反滲透工藝系統(tǒng) 完整的反滲透系統(tǒng)如圖2所示。

圖2 完整的反滲透系統(tǒng)示意圖

通過定期對和政縣水源點進行安全隱患排查，每年實施第三方檢驗機構(gòu)水質(zhì)化驗，確保水源質(zhì)量安全的基礎(chǔ)上，開展飲水安全保障技術(shù)研究與應(yīng)用，確定采用制水車間、原成品庫、灌裝車間、成品庫等4組獨立控制系統(tǒng)，對水質(zhì)經(jīng)過石英砂多介質(zhì)過濾系統(tǒng)、活性炭過濾系統(tǒng)、鈉離子過濾系統(tǒng)進行軟化、微米級精密過濾裝置四階過濾工藝，達到去除水中含有損害人體的泥沙、懸浮物、膠狀物質(zhì)、有害雜質(zhì)等大于20μm的顆粒物質(zhì)以及大量有害生化有機物、可溶解性固體及細菌、病毒，降低水中的殘余氯值及有害微量元素根離子，改善水質(zhì)硬度，優(yōu)化水的透明度和渾濁度的目的。

4 安全飲水保障體系

4.1 “1+13”安全飲水保障體系模式建立

以和政縣城所在地為中心，完善反滲透工藝系統(tǒng)，通過集成國內(nèi)先進的XFC18-18-6 三合一體灌裝機、WD-150A 熱縮收縮膜包裝機、MB-400-Ⅱ自動套膜封口機、PM-150 自動套標(biāo)機；ZG-6 直線灌裝機，XP-6 自動洗瓶機、熱蒸汽收縮膜機，形成和政縣飲用水制備生產(chǎn)線。并通過建立飲水安全保障技術(shù)示范基地，形成安全飲用水應(yīng)急保障儲備。在此基礎(chǔ)上，以縣城為中心，在13 個鄉(xiāng)鎮(zhèn)建立統(tǒng)一配送點，配套建設(shè)電子商務(wù)系統(tǒng)，通過網(wǎng)絡(luò)調(diào)度、統(tǒng)一配送和網(wǎng)絡(luò)支付系統(tǒng)進行配送結(jié)算，從而建立全縣城區(qū)及各鄉(xiāng)鎮(zhèn)、鄰近縣市“1+13”安全飲水保障配送體系。

4.2 “1+13”安全飲水保障體系主要優(yōu)勢

依托生產(chǎn)基地建立全縣城區(qū)及各鄉(xiāng)鎮(zhèn)、鄰近縣市“1+13”安全飲水保障配送體系，解決縣域群眾健康科學(xué)飲水問題，通過純凈水進廠礦、進學(xué)校、進居民區(qū)，可以引導(dǎo)樹立健康的飲水和生活方式轉(zhuǎn)變，降低群眾各類傳染病和重大疾病發(fā)生概率。

5 結(jié)論

通過面向和政縣水資源分布實際狀況，立足水資源高效開發(fā)利用，在定期對和政縣水源點進行安全隱患排查，每年實施第三方檢驗機構(gòu)水質(zhì)化驗，確保水源質(zhì)量安全的基礎(chǔ)上，開展和政縣飲水安全保障技術(shù)研究與應(yīng)用，確定采用制水車間、原成品庫、灌裝車間、成品庫等4組獨立控制系統(tǒng)，確立了凈化水質(zhì)預(yù)處理系統(tǒng)、RO 主機系統(tǒng)和臭氧殺菌系統(tǒng)組成的反滲透工藝系統(tǒng)，對水質(zhì)經(jīng)過石英砂多介質(zhì)過濾系統(tǒng)、活性炭過濾系統(tǒng)、鈉離子過濾系統(tǒng)進行軟化、微米級精密過濾裝置四階過濾工藝，達到去除水中含有損害人體的泥沙、懸浮物、膠狀物質(zhì)、有害雜質(zhì)等大于20μm的顆粒物質(zhì)以及大量有害生化有機物、可溶解性固體及細菌、病毒，降低水中的殘余氯值及有害微量元素根離子，改善水質(zhì)硬度，優(yōu)化水的透明度和渾濁度的目的。在此基礎(chǔ)上建立全縣城區(qū)及各鄉(xiāng)鎮(zhèn)、鄰近縣市“1+13”安全飲水保障配送體系，同時建立安全飲用水應(yīng)急保障儲備，從而解決縣域群眾健康科學(xué)飲水問題，引導(dǎo)樹立健康的飲水和生活方式轉(zhuǎn)變，降低群眾各類傳染病和重大疾病發(fā)生概率，對當(dāng)?shù)爻青l(xiāng)飲水安全保障技術(shù)提升和供水模式完善有著良好示范和帶動，能夠為省內(nèi)同行業(yè)提供良好的示范模式。