华北县镇地下水联片供水与除氟适用技术研究与示范

书给水排水Ｖｏｌ．３９Ｎｏ．１２２０１３９国家水体污染控制与治理科技重大专项集成与示范华北县镇地下水联片供水与除氟适用技术研究与示范吴雪１刘书明１张旭１丁文明２张伟３张雷３程明博４（１清华大学，北京１０００８４；２北京化工大学，北京１０００２９；３北京市昌平区水务局，北京１０２２００；４北京燕龙供水有限公司，北京１０２２００）摘要针对华北县镇地区普遍存在含氟地下水和供水管网管理缺失等问题，在含氟地下水净化、管网水质保障、管网安全输配及区域饮用水源优化调度等方面进行了研究，研发出硫酸铁改性活性氧化铝三柱串联吸附除氟技术和县镇多点水源联片供水系统安全保障技术，并以北京市昌平区为示范区，建设完成了县镇地下水除氟技术示范工程和县镇多点水源联片供水系统安全保障示范工程，两项示范工程运行均稳定可靠，出水水质达到《生活饮用水卫生标准》（ＧＢ５７４９—２００６）要求。关键词县镇地下水联片供水管网水质保障除氟水专项１拟解决的关键技术问题华北县镇地区主要依赖地下水水源，局部地区存在原生地质环境造成的含氟地下水问题，国内外常规除氟技术通常存在应用缺陷或技术可靠性差等问题，水处理先进技术又往往适用性差，表现为设备价格高或制水成本高，因此，开发适于我国华北县镇地区的含氟地下水净化技术，对于解决我国县镇含氟地下水净化与安全饮水任务具有重要意义。管网自动化管理与水质保障技术是实现安全饮水的重要技术保障，将无线数据传输、优化技术、在线监测和远程控制等技术应用于供水管理和管网水质保障中，可以动态调整供水管理和消毒剂投加方案，自动化程度高，供水成本低，从而有效提高供水管理的科学性和系统稳定性。２技术研究和集成方法本课题针对我国县镇普遍存在含氟地下水水源的现状，以北京市昌平区为示范区，开展含氟地下水净化技术研究，并针对目前安全性低的县镇独立供水模式，开展以应对新水质标准为导向的新型联片式供水调水系统研究，建立经济、高效的县镇供水安全保障成套技术和工程示范。通过综合示范提高整个区域的供水安全性，提高人民生活质量，保障人民身体健康，对于构建和谐社会具有重要意义。课题研国家水体污染控制与治理科技重大专项（２００９ＺＸ０７４２５－００６）。究的技术路线如图１所示。主要技术包括：硫酸铁改性活性氧化铝三柱串联吸附除氟技术适用于华北地区含氟地下水的净化，在降低含氟地下水处理费用方面效果明显，处理水中氟含量达到《生活饮用水卫生标准》（ＧＢ５７４９—２００６）要求；多点水源联片供水系统安全保障技术能够实现对管网系统的日常管理和应急预案制定，并能优化管网的消毒方案和监测点布置方案。图１技术路线昌平区现有１８座水厂呈现多点分散的特点，水厂规模均较小，除４座水厂两两实现联网外，其余１４座水厂均未联网，供水的安全性、可靠性、水资源调配率及安全保证率低。另外，现有水厂只在出厂口处设置消毒加氯设施，缺乏管网水质监测和保障１０给水排水Ｖｏｌ．３９Ｎｏ．１２２０１３设施，加氯点布局欠合理，因此难以保障管网水质，二次污染现象时有发生。选择在昌平区建设联片供水管网示范工程１项，示范区覆盖水源点３４个，供水规模３．８万ｍ３／ｄ。昌平区小汤山镇局部地区存在含氟地下水问题，《生活饮用水卫生标准》（ＧＢ５７４９—２００６）强制实施后，要求饮用水中含氟量不超过１．０ｍｇ／Ｌ，因此迫切需要引入高效的饮用水除氟技术。选择在小汤山镇建设含氟地下水净化示范工程１项，示范工程规模为１０００ｍ３／ｄ。３主要技术成果３．１硫酸铁改性活性氧化铝三柱串联吸附除氟技术硫酸铁改性活性氧化铝三柱串联吸附除氟工艺如图２所示，主体吸附单元装置共４个，３个运行，１个再生，循环周期为９００～１０００倍；采用氢氧化钠再生，硫酸铁活化，再生周期约５ｄ；再生尾液采用石灰—盐酸法处理，达标排放。自２０１１年开始中试研究，中试运行采用三柱串联、进水ｐＨ调节、出水勾兑等方式，每柱装填活性氧化铝吸附剂１５ｋｇ，日处理高氟水３ｍ３，中试研究确定了硫酸铁改性活性氧化铝三柱串联吸附除氟工艺的参数和集成效果。��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������