和政縣城鄉飲水安全保障技術研究與應用

范寶鶴，張怡娉

（甘肅省生產力促進中心 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，城鄉飲用水狀況有了明顯改善，但由于技術、管理等問題，致使部分地區，特別是貧困鄉村飲水狀況仍然達不到健康標準要求。

據水利部2019 年數據顯示，我國基本完成農村飲水安全鞏固提升工程建設，17 個省份完成農村飲水安全脫貧攻堅任務，農村集中供水率超85%、城鄉自來水普及率超80%，先進條件的省份、地區已率先開展了城鄉供水一體化建設任務。現階段，農村地區供水模式已形成城鄉一體化供水、小型集中供水、分散供水并存的城鄉統籌供水格局，是未來一定時期內農村供水模式面臨的基本局面。

隨著城鄉居民生活水平日漸提高，對城鄉生活用水特別是飲用水的水質及需求量日益上升，水質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在當地城鄉飲用水制備中的具體應用，對當地城鄉飲水安全保障技術可以提供先進經驗和模式示范。

1 和政縣城鄉用水現狀

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 4 鄉，有漢、回、東鄉等 9 個民族，常住人口 20.45 萬人。全縣水資源量豐沛，但是縣域內區域間用水結構受農業產業布局和種植結構影響用水結構差異明顯，整體而言農業用水整體比重偏大。據統計，和政縣農業、工業、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，其中城鎮居民生活用水130 萬立方米，農村居民生活用水395 萬立方米，建設用水30 萬立方米，第三產業用水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 城鄉飲用水存在的問題

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

據檢驗檢測數據，當地自來水出廠水質雖然達到國家標準《生活飲用水衛生標準》（GB5749-2006）相關要求，但在外部運輸過程中，管道內壁管網中依然含有氯、碳酸根離子及硝酸根離子等積聚，致使出水水質的透明度、渾濁度以及微量元素含量等高于出廠水質。此外，地表取水容易受到工農業生產排放影響，近年來化學肥料及農藥的過度使用，容易影響到出廠水的水質，降低衛生水平。即使排除水質及外源性污染（比如土壤中農藥滲漏等），在自來水出廠后正常的輸送中，也容易產生多種有害物質。

3 城鄉飲用水安全保障技術研究

3.1 水源質量安全保障

太子山區大氣降水和基巖裂隙水為和政縣主要水源，涵養水資源生態環境，對周邊群眾開展環保宣傳，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水質化驗，在海眼泉取水口上游100m附近處設置監測斷面，設定水面下0.5m處為采樣基準處，監測項目參照國家標準《地表水環境質量標準》（GB3838-2002）各項要求進行，基礎監測項目參照《地表水環境質量評價方法（試行）》（環辦〔2011〕22 號）具體開展相關內容的評價，所需補充的特殊及特點監測項目，采用單因子評價法開展具體內容的評價。

3.2 飲用水凈化制備核心工藝

水質凈化制備飲用純凈水的工藝嚴苛，需要經過多種復雜而精準的程序，去除水中含有損害人體的泥沙、懸浮物、膠狀物質、雜質等大于20μm 的顆粒物質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，改善水質硬度，優化水質的透明度及渾濁度，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 凈化水質預處理系統 凈化水質預處理系統是飲用水凈化制備的核心環節，初始工藝通過采用石英砂多介質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、鎂離子結合，交換吸附使鈣、鎂離子含量降低，對較硬水質進行軟化；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，使水的透明度和渾濁度得到優化，保證工藝后段反滲透系統的進水要求。預處理系統示意圖如圖1所示。

圖1 預處理系統示意圖

3.2.2 RO反滲透工藝系統 完整的反滲透系統如圖2所示。

圖2 完整的反滲透系統示意圖

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水質化驗，確保水源質量安全的基礎上，開展飲水安全保障技術研究與應用，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，對水質經過石英砂多介質過濾系統、活性炭過濾系統、鈉離子過濾系統進行軟化、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、有害雜質等大于20μm的顆粒物質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，改善水質硬度，優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，通過集成國內先進的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線。并通過建立飲水安全保障技術示范基地，形成安全飲用水應急保障儲備。在此基礎上，以縣城為中心，在13 個鄉鎮建立統一配送點，配套建設電子商務系統，通過網絡調度、統一配送和網絡支付系統進行配送結算，從而建立全縣城區及各鄉鎮、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勢

依托生產基地建立全縣城區及各鄉鎮、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飲水問題，通過純凈水進廠礦、進學校、進居民區，可以引導樹立健康的飲水和生活方式轉變，降低群眾各類傳染病和重大疾病發生概率。

5 結論

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水質化驗，確保水源質量安全的基礎上，開展和政縣飲水安全保障技術研究與應用，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，確立了凈化水質預處理系統、RO 主機系統和臭氧殺菌系統組成的反滲透工藝系統，對水質經過石英砂多介質過濾系統、活性炭過濾系統、鈉離子過濾系統進行軟化、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、有害雜質等大于20μm的顆粒物質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，改善水質硬度，優化水的透明度和渾濁度的目的。在此基礎上建立全縣城區及各鄉鎮、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急保障儲備，從而解決縣域群眾健康科學飲水問題，引導樹立健康的飲水和生活方式轉變，降低群眾各類傳染病和重大疾病發生概率，對當地城鄉飲水安全保障技術提升和供水模式完善有著良好示范和帶動，能夠為省內同行業提供良好的示范模式。