周少奇*，胡菁

（貴州科學(xué)院，貴陽 550001）

“國家重點研發(fā)計劃”

西部典型缺水地區(qū)農(nóng)村供水排水一體化技術(shù)及應(yīng)用示范

周少奇*，胡菁

（貴州科學(xué)院，貴陽 550001）

“西部典型缺水地區(qū)農(nóng)村供水排水一體化技術(shù)及應(yīng)用示范”（項目編號：2016YFC0400700）是國家重點研發(fā)計劃項目“水資源高效開發(fā)利用”重點專項中2016年第一批申報項目“綜合節(jié)水技術(shù)”下設(shè)置的“典型地區(qū)農(nóng)村供排水一體化技術(shù)及應(yīng)用”中擬支持的西部缺水地區(qū)項目，項目獲中央財政經(jīng)費2900萬元。本項目由貴州科學(xué)院周少奇教授主持，項目團隊集合了貴州科學(xué)院、西安建筑科技大學(xué)、蘭州交通大學(xué)、石河子大學(xué)、華南理工大學(xué)、江南大學(xué)、南開大學(xué)、華中科技大學(xué)及相關(guān)設(shè)計院、企業(yè)單位共19家優(yōu)勢單位、250余人。研究團隊長期從事給水排水相關(guān)的理論研究與技術(shù)開發(fā)，其深厚的專業(yè)背景和國際視野為本項目實施奠定了堅實的科研工作基礎(chǔ)，積累了豐富的工程經(jīng)驗。

供水短缺是制約西部地區(qū)經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的重要瓶頸，同時隨著城鎮(zhèn)化進程的推進,農(nóng)村污水處理也是制約新農(nóng)村建設(shè)的重要瓶頸。因此，農(nóng)村供水排水一體化技術(shù)是西部農(nóng)村飲水安全、污水無害化與資源化的迫切需求，同時也是

提升西部農(nóng)村生態(tài)環(huán)境，支持西部農(nóng)村發(fā)展戰(zhàn)略的公益性關(guān)鍵技術(shù)。項目針對西部農(nóng)村地區(qū)干旱缺水、水資源分配不均、高寒、高海拔、地貌多樣、地廣人稀等水資源與地域特征，地下水苦咸及氨氮、硬度、鐵、錳、氟、砷等污染物超標(biāo)，地表水季節(jié)性高濁高藻和低溫低濁等突出水質(zhì)問題，以及污水污染負荷高、未經(jīng)處理無序與分散排放等衛(wèi)生環(huán)境問題，研發(fā)出成本低、操作簡單、運行靈活的適用于西部地區(qū)典型農(nóng)村供水水源開發(fā)與水質(zhì)安全保障、分散村落與鄉(xiāng)鎮(zhèn)供水系統(tǒng)、農(nóng)戶高效用水與衛(wèi)生條件改善、村落排水收集處理與資源化利用關(guān)鍵技術(shù)，并研制相應(yīng)的技術(shù)裝備，形成鄉(xiāng)鎮(zhèn)與村組供排水一體化與智能化監(jiān)測評估集成技術(shù)與方案，編制相關(guān)技術(shù)規(guī)程，完成典型區(qū)域的工程示范。

項目立足于西部典型缺水地區(qū)，以“技術(shù)原理研究-技術(shù)工藝裝備研發(fā)-樣機研制-應(yīng)用示范”為主線，針對西部具有代表性與全局性的農(nóng)村供水排水緊迫問題，遴選7個省區(qū)的8個典型區(qū)域，設(shè)置9個課題，分三個層次展開研究：①科學(xué)攻關(guān)：解決復(fù)雜水質(zhì)凈化的科學(xué)問題與關(guān)鍵技術(shù)；②系統(tǒng)研發(fā)：獲得農(nóng)村供排水一體化技術(shù)裝備與智能監(jiān)測評估技術(shù)系統(tǒng)；③典型示范：制定系統(tǒng)技術(shù)解決方案與進行縣域范圍典型示范。9個課題內(nèi)容關(guān)聯(lián)、技術(shù)互補且數(shù)據(jù)共享，融合而成西部典型區(qū)域農(nóng)村供水排水一體化系統(tǒng)技術(shù)解決的科學(xué)方案，其技術(shù)路線如圖1所示。

主要研究內(nèi)容是針對西部典型區(qū)域供排水問題，設(shè)置9個課題開展針對性研究，其研究內(nèi)容包括：

（1）西北黃土塬區(qū)農(nóng)村供排水一體化與環(huán)境改善技術(shù)研究，主要開展黃土塬區(qū)農(nóng)村供水水源開發(fā)與水質(zhì)安全保障技術(shù)、黃土塬區(qū)分散村落多元化供水系統(tǒng)建設(shè)技術(shù)、黃土塬區(qū)農(nóng)戶高效用水與衛(wèi)生條件改善技術(shù)、村落排水收集處理與資源能源回收利用技術(shù)、黃土塬區(qū)農(nóng)村供排水一體化技術(shù)集成與應(yīng)用示范。

（2）西部喀斯特山區(qū)農(nóng)村供排水一體化技術(shù)研究，主要開展雨水/山泉水等高濁水源的混凝/過濾/生物預(yù)處理/生物濾池/消毒等水資源開發(fā)集成技術(shù)研發(fā)與裝備研制、溝溪水/地下水等低濁水源的吸附/過濾/消毒等技術(shù)集成與裝備研制、喀斯特山區(qū)農(nóng)村生活污水與資源化利用、微動力或自流式人工濕地等技術(shù)及應(yīng)用示范。

（3）西北寒旱區(qū)農(nóng)村飲用水與污水處理一體化技術(shù)研究，主要開展寒旱區(qū)苦咸水太陽能納濾技術(shù)及裝備研發(fā)、窖水海綿體過濾/超濾/UV組合凈化技術(shù)及裝備研發(fā)、太陽能聯(lián)戶污水凈化槽處理利用技術(shù)及裝備研發(fā)、三能深層強化人工濕地污水處理技術(shù)及裝備研發(fā)、新農(nóng)村社區(qū)污水強化混凝/新能源/生物膜法技術(shù)研究及應(yīng)用示范。

（4）新疆農(nóng)墾地區(qū)農(nóng)村飲用水與污水處理關(guān)鍵技術(shù)研究，主要開展納濾技術(shù)深度處理污水及資源化技術(shù)研究、微生物燃料電池處理剩余污泥技術(shù)研究、高砷地下水技術(shù)研究、零價鐵去除膜濃水中高砷離子技術(shù)研究及應(yīng)用示范。

（5）寧夏河套地區(qū)農(nóng)村飲用水與污水處理關(guān)鍵技術(shù)研究，主要開展給水多功能過濾一體化技術(shù)、苦咸水電滲析組合處理技術(shù)、村鎮(zhèn)污水漂浮濾料生化反應(yīng)器一體化技術(shù)、AOA漂浮濾料組合生物濾池處理鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水工程示范。

圖1 項目技術(shù)路線圖

（6）西北農(nóng)牧區(qū)農(nóng)村飲用水與污水處理關(guān)鍵技術(shù)研究，主要開展水中氨氮/鐵/錳/砷等污染物協(xié)同去除的化學(xué)自催化氧化技術(shù)、地下水中重金屬/鈣/鎂/氟協(xié)同去除的化學(xué)共結(jié)晶循環(huán)造粒技術(shù)、高濁/高藻及低溫/低濁地表水的循環(huán)造粒結(jié)團增效澄清技術(shù)、太陽能驅(qū)動電多相催化/物化集成污水處理與資源化利用技術(shù)、養(yǎng)殖廢水的物理/生物/生態(tài)集成處理與資源化利用技術(shù)及應(yīng)用示范。

（7）西北荒漠化地區(qū)農(nóng)村飲用水與污水處理關(guān)鍵技術(shù)研究，主要開展家庭分散和村落集中相結(jié)合的雨水利用模式研究、土地慢濾處理技術(shù)、新型膜處理苦咸水技術(shù)研發(fā)、多頻循環(huán)超聲協(xié)同強化污水資源化技術(shù)研發(fā)、太陽能微動力驅(qū)動 MBR 污水處理與資源化技術(shù)研發(fā)及應(yīng)用示范。

（8）西部石漠化地區(qū)農(nóng)村飲用水與污水處理關(guān)鍵技術(shù)研究，主要開展復(fù)合污染水中氨氮/有機物等污染物去除的生物過濾集成技術(shù)研發(fā)、地下水處理技術(shù)研發(fā)與集成、難降解有機物及消毒集成技術(shù)、協(xié)同去除重金屬/鈣/鎂/氟的電絮凝集成技術(shù)研發(fā)、農(nóng)村生活污水的高效生物脫氮脫磷技術(shù)的研發(fā)及應(yīng)用示范。

（9）西部地區(qū)農(nóng)村供排水水質(zhì)智能化監(jiān)測評估技術(shù)研究，主要開展適用于西部農(nóng)村地區(qū)水質(zhì)監(jiān)測技術(shù)研發(fā)與系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、基于大數(shù)據(jù)和云計算技術(shù)的水質(zhì)智能化監(jiān)測評估系統(tǒng)建立、兼容多廠家多種設(shè)備及對應(yīng)異構(gòu)數(shù)據(jù)的物聯(lián)網(wǎng)傳感器接入標(biāo)準(zhǔn)與相關(guān)協(xié)議制定。

通過項目的實施，研發(fā)適宜于陜西黃土塬區(qū)、甘肅寒旱地區(qū)、新疆墾區(qū)、寧夏河套地區(qū)、青海農(nóng)牧地區(qū)、貴州喀斯特山區(qū)、內(nèi)蒙古荒漠化地區(qū)雨水、飲用水和污水高效處理關(guān)鍵技術(shù)，以降低建設(shè)投資或運行成本體現(xiàn)經(jīng)濟效益，以提高農(nóng)村生活質(zhì)量、改善生態(tài)環(huán)境來體現(xiàn)社會與生態(tài)環(huán)境效益；為西部農(nóng)村供排水設(shè)施與衛(wèi)生環(huán)境條件改善，為美麗鄉(xiāng)村建設(shè)發(fā)展提供技術(shù)支撐。

項目擬研發(fā)出關(guān)鍵技術(shù)與裝備36套，形成典型區(qū)域系統(tǒng)技術(shù)解決方案16套，編制技術(shù)規(guī)程8項以上，并在2～3個西部典型缺水地區(qū)農(nóng)村進行示范，示范成果22項，申請或授權(quán)國家專利 54 項；供水和污水排放水質(zhì)達到國家《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB5749—2006）、《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918—2002）和《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB5084—2005），為實現(xiàn)西部典型農(nóng)村地區(qū)供排水一體化技術(shù)推廣，提供可靠的技術(shù)支撐。

10.16868/j.cnki.1674-6252.2017.03.110

*責(zé)任作者： 周少奇（1965—），男，教授，主要研究方向為環(huán)境科學(xué)與工程，E-mail: 2975742087@qq.com。