東部河網(wǎng)地區(qū)農(nóng)村供排水一體化技術(shù)及應(yīng)用

曲久輝

（中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心，北京 100085）

東部河網(wǎng)地區(qū)農(nóng)村供排水一體化技術(shù)及應(yīng)用

曲久輝

（中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心，北京 100085）

為貫徹落實(shí)《關(guān)于加快推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)的意見》《關(guān)于實(shí)行最嚴(yán)格水資源管理制度的意見》和《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》等相關(guān)部署，科技部、環(huán)境保護(hù)部、水利部、住房城鄉(xiāng)建設(shè)部和海洋局共同制定了《國(guó)家水安全創(chuàng)新工程實(shí)施方案（2015—2020年）》，統(tǒng)籌部署水安全科技創(chuàng)新工作。根據(jù)國(guó)家水安全創(chuàng)新工程總體安排，科技部會(huì)同有關(guān)部門及有關(guān)?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）科技主管部門制定了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“水資源高效開發(fā)利用”重點(diǎn)專項(xiàng)實(shí)施方案。根據(jù)重點(diǎn)專項(xiàng)實(shí)施方案內(nèi)容，本項(xiàng)目針對(duì)東部河網(wǎng)地區(qū)農(nóng)村特點(diǎn)及供排水存在的問題，開展供排水一體化技術(shù)體系研究及應(yīng)用。

我國(guó)有近60萬(wàn)個(gè)行政村和260多萬(wàn)個(gè)自然村，農(nóng)村在我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)中占有重要地位。由于長(zhǎng)期以來(lái)形成的城鄉(xiāng)二元結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致城鄉(xiāng)公共資源配置嚴(yán)重不均衡，農(nóng)村環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于城市。截至2016年，我國(guó)農(nóng)村污水處理率僅為22%，大量未經(jīng)處理的農(nóng)村污水直接排放，嚴(yán)重影響農(nóng)村居住環(huán)境，對(duì)村民的健康構(gòu)成潛在的危害，同時(shí)也是水體環(huán)境污染的重要來(lái)源。水體污染問題導(dǎo)致供水安全受到威脅，特別是處于供水末端的農(nóng)村，如何保障供水安全也是目前亟待解決的問題。農(nóng)村安全供水和污水有效處理是改善農(nóng)村人居環(huán)境、提高農(nóng)村居民生活水平的重要內(nèi)容，也是實(shí)現(xiàn)農(nóng)村現(xiàn)代化的根本性任務(wù)。城鄉(xiāng)統(tǒng)籌一體化供水是我國(guó)改善農(nóng)村人居環(huán)境的重要舉措，但長(zhǎng)距離輸送后農(nóng)村用水端的水質(zhì)保障面臨新挑戰(zhàn)。在污水處理方面，前期開展的調(diào)查結(jié)果表明，在農(nóng)村應(yīng)用的污水處理技術(shù)比較混亂，質(zhì)量參差不齊，缺乏相應(yīng)的規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)，技術(shù)與工藝選擇的人為主觀性和隨意性較大，已建設(shè)施難以正常發(fā)揮功能的情況比較普遍。此外，不同地域農(nóng)村的自然環(huán)境以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r差異較大、科學(xué)的決策系統(tǒng)缺失、保障和監(jiān)管機(jī)制不健全等因素都增大了農(nóng)村供排水體系構(gòu)建的難度。

東部河網(wǎng)地區(qū)經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)，但農(nóng)村環(huán)境建設(shè)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展不同步，水環(huán)境污染、飲用水源水質(zhì)下降等問題突出，如何保障供水安全和污水有效治理是解決問題的關(guān)鍵。由于受河道分布狀況的影響，河網(wǎng)地區(qū)地形復(fù)雜，農(nóng)村供水和排水方式呈多樣化。此外，經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展也使得當(dāng)?shù)氐乃h(huán)境質(zhì)量受到一定的影響，水環(huán)境承載能力較弱。因此，東部河網(wǎng)地區(qū)農(nóng)村供排水一體化面臨以下難題：①如何保障供水人體健康安全和污水排放生態(tài)安全；②如何選擇適宜的供排水模式；③如何構(gòu)建最佳的供排水技術(shù)體系。

針對(duì)上述問題，本項(xiàng)目以提升國(guó)家水資源安全保障的科技支撐能力為總目標(biāo)，以保障人體健康與生態(tài)安全為核心理念，研創(chuàng)適合東部河網(wǎng)地區(qū)農(nóng)村的最優(yōu)供排水模式，研發(fā)一批經(jīng)濟(jì)適用的農(nóng)村供水、污水處理、監(jiān)測(cè)評(píng)估等關(guān)鍵技術(shù)，形成以問題為導(dǎo)向的供排水一體化系統(tǒng)解決方案。通過(guò)縣域范圍的工程示范，促進(jìn)技術(shù)、管理、監(jiān)督、商業(yè)模式等不同體系的融合，并構(gòu)建具有國(guó)際水平的農(nóng)村供排水一體化理論技術(shù)體系與實(shí)驗(yàn)基地平臺(tái)。圍繞項(xiàng)目目標(biāo)，本項(xiàng)目開展以下研究：

（1）基于生態(tài)與健康控制的農(nóng)村供水和排水模式優(yōu)化研究，重點(diǎn)解決在河網(wǎng)地區(qū)不同類型村莊如何選擇適宜的供排水模式問題, 提出與鄉(xiāng)村類型、經(jīng)濟(jì)水平和自然環(huán)境相適應(yīng)的可持續(xù)供排水模式和管理策略，為河網(wǎng)地區(qū)不同類型村莊如何選擇適宜的供排水模式提供有效手段。

（2）適宜東部河網(wǎng)地區(qū)不同類型村莊的供排水技術(shù)與工藝研究，包括針對(duì)東部河網(wǎng)地區(qū)“就近處理分散供水”和“城鄉(xiāng)統(tǒng)籌區(qū)域供水”兩種模式的農(nóng)村飲用水健康安全保障技術(shù)系統(tǒng)與成套裝備研發(fā)、農(nóng)村污水排水體系與低耗處理及安全循環(huán)的技術(shù)系統(tǒng)研究等，開發(fā)相應(yīng)的供水安全保障和污水處理技術(shù)與設(shè)備，提出相應(yīng)的運(yùn)行優(yōu)化模式與機(jī)制，構(gòu)建保障人體健康與水生態(tài)安全的供排水循環(huán)模式，建立集成技術(shù)體系，為東部河網(wǎng)地區(qū)農(nóng)村安全飲用水和污水處理工程提供技術(shù)支撐。

（3）農(nóng)村供排水一體化數(shù)字化管理系統(tǒng)研究，包括：農(nóng)村供排水風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、監(jiān)測(cè)預(yù)警及云服務(wù)技術(shù)研究，構(gòu)建農(nóng)村供排水監(jiān)控、預(yù)警與報(bào)警系統(tǒng)，建立信息數(shù)據(jù)庫(kù)，為提高農(nóng)村供排水的管理水平提供相應(yīng)的技術(shù)與設(shè)備；針對(duì)東部河網(wǎng)地區(qū)的特點(diǎn)，構(gòu)建供排水一體化數(shù)字化管理系統(tǒng)，形成區(qū)域共享的決策支持系統(tǒng)，提出實(shí)現(xiàn)農(nóng)村供排水信息化管理的平臺(tái)。通過(guò)對(duì)上述研究成果的綜合集成，為推進(jìn)東部河網(wǎng)地區(qū)農(nóng)村供排水一體化提供技術(shù)支撐。

本項(xiàng)目將結(jié)合國(guó)家和地方重點(diǎn)工程實(shí)施，提出與鄉(xiāng)村條件相適應(yīng)的可持續(xù)供排水模式和管理策略，針對(duì)不同模式研發(fā)相應(yīng)的供排水處理、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)體系，構(gòu)建供排水一體化數(shù)字化管理平臺(tái)。通過(guò)系統(tǒng)集成和應(yīng)用示范，形成支撐東部河網(wǎng)地區(qū)農(nóng)村供排水的一體化解決方案。通過(guò)項(xiàng)目的實(shí)施，預(yù)期突破農(nóng)村供水、污水處理、監(jiān)測(cè)評(píng)估等關(guān)鍵技術(shù)10項(xiàng)以上，開發(fā)出實(shí)用成套裝備20項(xiàng)以上，建立標(biāo)準(zhǔn)化農(nóng)村飲用水和污水處理工藝8套以上；提出分類的綜合解決方案6套以上，在不少于3個(gè)縣域建立30個(gè)以上示范工程，供水和污水排放水質(zhì)達(dá)到或優(yōu)于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，比當(dāng)前國(guó)內(nèi)最好水平噸水處理成本降低15%以上；形成該區(qū)域供排水一體化的系統(tǒng)解決方案；申請(qǐng)發(fā)明專利20件以上，編制農(nóng)村供水和污水處理技術(shù)手冊(cè)2套以上。

為優(yōu)質(zhì)高效地完成任務(wù)，本項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)由中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心與同濟(jì)大學(xué)、上海交通大學(xué)、河海大學(xué)、東南大學(xué)4所高校及蘇州首創(chuàng)嘉凈環(huán)保科技股份有限公司、山東中車華騰環(huán)保科技有限公司、浙江雙益環(huán)?？萍及l(fā)展有限公司、海南立昇凈水科技實(shí)業(yè)有限公司、東江環(huán)保股份有限公司5家企業(yè)共同組成。項(xiàng)目承擔(dān)單位中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心與項(xiàng)目參與單位均長(zhǎng)期從事農(nóng)村供排水領(lǐng)域基礎(chǔ)研究、技術(shù)開發(fā)、工程應(yīng)用與產(chǎn)業(yè)化工作，具備豐富的成果積累和工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。曾系統(tǒng)調(diào)研了我國(guó)縣、鎮(zhèn)、村三級(jí)的600個(gè)點(diǎn)供排水狀況。在農(nóng)村供水領(lǐng)域，有多項(xiàng)成果被納入《村鎮(zhèn)供水工程設(shè)計(jì)規(guī)范》《城鎮(zhèn)供水設(shè)施建設(shè)與改造技術(shù)指南》等。在農(nóng)村污水領(lǐng)域，項(xiàng)目承擔(dān)單位為住建部農(nóng)村污水處理技術(shù)北方中心依托單位，出版了《村莊污水處理案例集》、《村莊整治技術(shù)手冊(cè)（排水設(shè)施與污水處理）》，主持編制了我國(guó)六大區(qū)《農(nóng)村生活污水處理技術(shù)指南》《村莊污水處理設(shè)施技術(shù)規(guī)程(CJJ/T163—2011)》、《戶用生活污水處理裝置(CJ/T 441—2013)》等，參與了我國(guó)第一個(gè)縣域污水綜合治理示范縣研究與實(shí)踐，2016年對(duì)40多個(gè)開展農(nóng)村污水治理的示范縣進(jìn)行了跟蹤調(diào)研。5家企業(yè)在村鎮(zhèn)供排水領(lǐng)域具有雄厚的市場(chǎng)開拓能力和工程實(shí)力，建成了近300個(gè)村鎮(zhèn)飲用水改造工程以及2000多個(gè)自然村污水處理設(shè)施。項(xiàng)目承擔(dān)與參與單位在相關(guān)領(lǐng)域共獲得國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)和發(fā)明獎(jiǎng)2項(xiàng)，省部級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng)9項(xiàng)。

本項(xiàng)目將發(fā)揮科技項(xiàng)目對(duì)農(nóng)村飲用水健康安全和污水排放生態(tài)安全保障的支撐與引領(lǐng)作用，可帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，并獲得較好的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。

10.16868/j.cnki.1674-6252.2017.03.112

曲久輝（1957—），男，中國(guó)工程院院士，中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心研究員，主要研究方向?yàn)樗|(zhì)轉(zhuǎn)化機(jī)制與水污染控制技術(shù)，Email: jhqu@rcees.ac.cn。