简要信息

【获奖类型】应用一等奖

【任务来源】科技部

【课题编号】环0120012007

【课题起止时间】2007年1月1日～2008年12 月31日

【完成单位】中国水利水电科学研究院

四川省水利科学研究院

福建省建瓯市水利水电技术推广中心

【主要完成人】刘玲花、周怀东、刘来胜、叶燕群、叶  红、程东升、吴佳鹏、冯  建、吴雷祥、高继军

立项背景

生物慢滤技术是水利部科技创新重点项目（课题编号：SCX2001-01）的成果。该项目针对我国农村饮水水质不合格问题，研究和开发了适合于农村具体情况的简单、稳定、廉价、效果好的饮水处理技术。该项目于2005年10月和2006年4月通过验收和鉴定。验收和鉴定委员会对项目研究成果给予高度评价，认为“课题首次深入研究了生物慢滤技术的生物特性和作用机理，在生物慢滤的理论研究和技术应用方面有重要创新，建议有关部门加大支持力度，继续开展技术开发，建设示范工程，促进产业化”。

2006年中国水科院水环境所成功申报了科技部农业科技成果转化资金项目《保障农村饮水安全的生物慢滤水处理技术》（2006GB23320412）。

详细科学技术内容

（1）完善已有相关技术成果

本项目自2006年12月批准立项，在2007年一年的执行时间里，首先进行了室内模拟实验，进一步完善了生物慢滤水处理技术，确定了适合生物慢滤处理的水源水质、生物慢滤的设计和运行参数等。

（2）示范工程建设

在福建省建瓯市建设示范工程100多处，涉及103个村，15个乡镇，单个供水工程的规模为40-400 t/d，总供水规模14595 t/d，直接受益人口97098人。四川省遂宁市建设示范工程8处，涉及5个乡镇，工程总供水规模500t/d，直接受益人口7450人。

（3）水质监测

对生物慢滤水处理技术示范工程处理效果进行了长期的跟踪监测，出水水质检测结果表明，经过该项技术处理后，出水水质满足《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）的相关要求，同时，通过定期水质监测，为该技术大规模推广应用提供了基础数据支撑。

（4）示范工程技术集成

形成了系列标准图册两套，分别为：1)针对福建省建瓯市的山涧水，总结提炼出了日处理水量为100t/d的生物慢滤水处理技术工程设计说明书及图册。2)针对四川遂宁市船山区的浅层地下水，总结提炼出了日处理水量为10t/d的生物慢滤水处理技术工程设计说明书及图册。

（5）编制完成了示范工程运行维护技术手册

根据实际示范工程的建设、运行和管理，编写了《保障农村饮水安全的生物慢滤水处理技术》运行维护手册，其内容涉及运行前检查，示范工程的日常运行维护，供水量、滤速的测试、示范工程的建设和管理等各个方面，对于指导生物慢滤水处理工艺在农村地区的推广具有积极意义。

（6）完成了示范区农民的技术推广培训工作

通过举办运行管护人员培训班，编写生物慢滤技术管理宣传手册，传授工程运行管理知识，增强安全意识和管理技能等，培训约1000多人次。让当地农民切实有效地掌握了本项技术的运行管理方法，对于生物慢滤技术的推广奠定了坚实的群众基础。

发明及创新点

（1）传统慢滤只注重滤料的过滤作用，本项目中的生物慢滤水处理技术重点突出了过滤过程和生物处理过程的有机结合，将这两个过程予以加速和浓缩，无需投加絮凝剂、消毒剂等化学药剂，提高了处理效率。

（2）运行费用低，如果能借用地势采用重力流，则无需动力费。

（3）运行维护简单，工程运行过程中仅需每2～3个月将慢滤池表层砂子刮掉一次，易被农民掌握和应用。

（4）所用材料可以就地取材，如沙子、小卵石、水箱、砖、石头等。

与当前国内外同类研究、同类技术的综合比较生物慢滤水处理技术与同类项目相比，具有以下优势：

（1）技术简单、可靠，填补了我国农村饮水处理技术空白　

项目开发的生物慢滤水处理技术具有投资省、成本低、运行简单、处理效果好等优点，完全适合我国农村具体情况。研究结果表明生物慢滤对细菌、病毒、有机污染物、嗅味及色度等污染物有很好的去除效果。①对大肠杆菌的去除率高达100%；细菌总数去除率在97%以上。②对氨氮的去除率高达98.5%。③对浊度的去除率达99%以上。④对重金属的去除效果也很好，铜、镉、铁的去除率在95%以上，锰、铅、锌的去除率在60%～88％之间。⑤对有机物CODMn、TOC的去除分别稳定在28.1%～37.1%和31%～36%。

（2）建设成本低，适用范围广

本项目使用的生物慢滤技术可以适用于任何边远地区；可以净化各种水源水如地表水、雨水、地下水等；无需复杂的仪器设备，可以是土建池，也可以是普通水箱。可以就地取材，如沙子、砾石、水箱、砖、石头等；易于管理操作，只需运行数月后装置发生堵塞时，将表层滤料铲掉10cm左右即可。

（3）运行管理简便，易被农民掌握和应用

易于安装和维护，可以由非专业人士建造和安装；操作运行也不需专业操作人员。无需反冲洗，不需要自动控制。

四川和福建生物慢滤工程推广应用情况表明，对当地农民进行适当的技术培训后，就可以胜任生物慢滤的运行维护，不需要具备很强的专业知识，避免了项目完成后，出现设备荒废或运转不下去等情况发生。

（4）无需投加任何化学药剂，制水成本低

慢滤水处理过程无需投加任何化学药品，可以借助地势设计成重力流。无需泵系统，降低了水处理成本。

（5）突破了原有工艺的局限性，优势明显

传统慢滤只注重滤料的过滤作用，本项目中的生物慢滤水处理技术重点突出了过滤过程和生物处理过程的有机结合，将这两个过程予以加速和浓缩，提高处理效率。

（6）前期室内实验研究充分，理论基础扎实

项目组已获得了滤料粒径、滤料装填高度、滤料类型、滤料级配等生物慢滤技术设计参数对各种污染物去除效果的影响，获得了水力负荷（滤速）、生物粘膜的形成与成熟等运行参数对各种污染物去除效果的影响，这些成果为项目的推广奠定了坚实的基础。

（7）使用寿命长

慢滤系统使用寿命长，至少可以使用25年以上。

（8）示范效果好

项目组已经在四川、福建开展了前期示范，并取得了较好的示范效果，示范过程中提炼出的设计图纸、运行维护技术对于今后其他地区、其他类型水质生物慢滤水处理具有指导意义。

本项目与2009年3月27日通过了水利部国际合作与科技司组织的现场验收，专家组一致认为该项目的社会意义重大，专家组认为：生物慢滤技术工艺简单、易建设、处理效果好、运行成本低、管理简单，可以有效解决农村地区饮水安全问题，社会、经济和环境效益显著，在我国新农村建设中具有广阔的推广应用前景。

成果应用情况及社会经济效益

成果应用情况：

通过在四川省遂宁市和福建省建瓯市两地进行工程示范，主要取得了以下研究成果：

（1）通过针对不同水源和水质进行的工程示范，总结出了适用于不同地区、不同水源、不同规模的生物慢滤水处理技术的建设、运行、维护和管理模式，根据实际示范工程，总结出了宝贵的实践经验，并编制了浅显易懂的运行管理手册，对本项目科技成果在不同地区的运行维护管理提供了技术指导。

（2）对地表水、地下水生物慢滤处理工艺进行来集成，编制完成具有通用性的设计技术手册和设计标准图册，对于本项目科技成果在不同地区的建设提供了设计参考。

（3）对生物慢滤水处理技术示范工程处理效果进行了长期的跟踪监测，出水水质检测结果表明，经过项技术处理后，出水水质满足《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）的相关要求，同时，通过定期水质监测，为该技术大规模推广应用提供了基础数据支撑。现场考察验收时，对洽历村和白水源村的两个示范工程进行了水质监测，监测结果为：洽历村源水浊度450度，经粗滤处理后浊度为80度，经生物慢滤处理后浊度为1度。白水源村源水浊度120度，生物慢滤后出水浊度小于1度。

（4）通过示范工程的推广和成果转化，解决了四川和福建两地共计10万多人的饮水安全问题，并且，通过深入群众，多途径开展技术培训工作，让当地农民切实掌握了该项技术的运行、维护和管理方法，对于本项目科技成果在我国其他地区的农民技术培训工作具有重要指导意义。

社会经济效益：

通过示范工程的技术推广转化，实践表明，生物慢滤水处理技术对我国广大农村地区农村饮水安全工作具有较强的针对性，应用前景广阔，开展此项目具有下列社会、生态环境效益：

（1）由于卫生、洁净的饮用水供应，极大地改善了农民的饮水卫生条件，有效地切断了水质型疾病发生的源头，提高了广大农村的饮水安全水平，对农民的生命健康安全，有重大现实意义。

（2）节约农村劳动力，减少医疗卫生支出、促进畜牧业发展和增加菜篮子收入效益，有利于改善群众的生存环境和精神面貌，促进精神文明建设，提高农民生活质量。

（3）投资少，收益高，水处理效果好，易于操作和维护，适用于分散式或小型集中供水，丰富了农村饮水处理技术的实践研究，对农村水利基础设施建设有参考价值。

（4）有效开发、节约利用水资源，有利于农村水利发展，保证水资源持续利用和农村水利工程持续发挥效益。

（5）改善了投资环境，为发展村办和乡镇企业创造了条件，扩大了农村劳动力就业市场，促进农村产业结构调整和经济可持续发展。

（6）有利于稳定农村社会，密切党群关系，提高政府声望，构建和谐社会。

成果转化、推广或产业化方面还需帮助解决的问题

（1）项目仅对山涧水及浅层地下水进行了示范，缺乏对湖泊、水库、河流、窖水等水源和水质的处理效果分析。

（2）项目仅在南方地区进行了示范，需进一步检验其在北方冬季低温条件下的处理能力。

（3）项目仅在福建建瓯市和四川遂宁市两地进行了示范，还缺少“以点带面”的示范力度，应扩大示范范围，同时加大宣传力度，加快技术成果的转化、推广工作。

 

运行中的生物慢滤处理设施