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节能环保
优质饮用水处理技术
一、项目概况

    针对北京2008年奥运村及场馆饮用水安全保障及优质供水问题，该研究自主开发了多项技术专利，包括强化产生羟基自由基高效去除水中微量有机污染物的新型催化氧化技术及反应器、在线发生臭氧-UV协同一体化安全消毒技术及装置、微量元素保持与管网水质稳定化技术等，同时在饮用水的砷、氟、硝酸盐去除等储备技术方面取得技术创新，共申请发明专利9项，其中授权6项。为了使净化后的饮用水的各项指标全面达到WHO的标准，项目组在对优质饮用水的关键技术进行研究开发的基础上，通过单项高效技术的融合与优化、系统集成和应用示范，实现了水质净化、循环输送和安全监控的优化集成和运行过程的协同，建立了饮用水质安全风险的末端控制模式与方案，形成了“奥运村及示范小区优质饮用水净化技术与集成系统”技术成果。 2006年4月27日，中国科学院生态环境研究中心研发的“奥运村及示范小区优质饮用水净化技术与集成系统”通过了中国科学院资源环境科学与技术局组织的专家组成果鉴定。一致认定该成果具有国际领先水平，推荐在奥运村及奥运场馆直饮水工程中实施运用。

二、技术创新点

    1、强化产生羟基自由基的催化氧化技术：以新型催化材料和催化技术为核心，开发出饮用水催化预氧化高效反应器，可有效降解持久性有机物、消毒副产物等低剂量有机污染物。该技术在材料合成、处理工艺和反应器方面均具有独创性。

    2、消毒和微量有机物降解的在线发生臭氧-光氧化协同技术和反应器：发明了一种在线发生臭氧-光氧化协同的快速杀菌除污染新技术和反应器，在适宜波长的紫外光照射及射流器控制下在线产生一定浓度的臭氧，并在紫外光照射下发生臭氧光分解产生自由基。另外，发明了高效可见光、弱光纳米光催化剂负载多孔镍网薄膜饮用水杀菌新技术，将传统的无机抗菌剂与光催化剂复合，利用抗菌金属的抑制细菌生长和光催化剂分解细菌的协同作用，实现一般水环境的弱光高效灭菌。

    3、输水与循环过程的水质保障技术：对市场上的各种管材从水质稳定性的角度开展系统的科学研究，阐明了不同管材的化学和生物稳定性，为管材选择提供了科学依据；在水循环系统中导入水质净化处理单元，从而保证管网能够始终提供新鲜优质的饮用水；在管材评价的基础上进行了管网的优化设计，为在工程上确保水质稳定性奠定了基础。

    4、针对饮用水水质的安全评价与预警问题：将生物测试与化学分析相结合，在传统水质指标基础上构建新的水质评价指标，形成一套适用于末端饮用水质评估技术体系；利用颗粒计数仪、电导率与水处理工艺及水质的相关性建立优质饮用水实时在线监测与水质安全预警系统。

    5、用于提高制水率的RO和电渗析组合技术：基于RO和电渗析技术的不同作用原理和条件，利用电渗析技术成功地实现了RO浓水的回用和水质调节，显著提高了产水率；将催化氧化、RO－电渗析组合技术、在线臭氧发生－光氧化、复合吸附、电化学、过程调控、安全评价等关键技术进行系统集成，创建适合不同类型水质的饮用水质健康风险的末端控制技术与设备系统。

    6、用于饮用水中特殊污染物去除的新技术：将我国特有的稀土元素与辅助材料复合，利用稀土元素的高表面活性，分别研制了富含表面羟基的新型高效除氟吸附剂和除砷吸附剂，并建立了相应的高效除砷除氟装置，成功地在北京郊区进行了示范应用。

三、合作案例

    车载式直饮水设备：该设备基于“凝聚絮凝”这一水处理核心过程，研发了耦感式电凝聚气浮技术，该技术适用于由五类以内及超五类地表原水、高浊度原水（3000mg/L瞬间10000mg/L），以及由广谱性微、重污染复杂或不明水源水制取符合卫生标准的生活用水。为湖南武警部队开发的车载式直饮水设备，水处理能力为0.5T/h，已于2004年7月通过武装警察部队湖南省总队司令部的验收。该技术为部队野战、野营和野外施工作业提供了克敌制胜的后勤保障乃至部队生存提供了关键保障。

    优质直饮水示范工程：“中科院生态环境研究中心示范工程”优质直饮水系统是在科技奥运经费支持下开发的具有15项自主知识产权的水质安全保障系统。该工程在2004年投入运行后，处理规模和运行效果良好，出水水质达到WHO生活饮用水标准。并在2006年4月顺利通过了中科院和科技部联合专家组的项目验收。目前，该技术在国内的示范工程已达25项，如奥运村ABCD区直饮水工程、首都博物馆纯净水工程显示出了很好的社会效益。

    新型吸附除砷除氟技术与设备：开发了不同性能与功能特点、适应于不同供水规模需求的新型高效除砷、除氟材料及其反应器，申请国家发明专利2项，国际发明专利1项。以该技术为依托，完成了北京市郊区2项分散型除砷系统工程建设（供水规模分别为100 m3/d和400 m3/d），并正在进行我国第一座大型除砷水厂的建设（供水规模将达到5000 m3/d）。工程投入使用后，运行效果良好，出水中砷、氟浓度达到国家最新饮用水标准（GB-5749-2006）。

    水质安全在线生物预警系统：该系统实现了对源水定点、实时、多向、远程控制报警监测。目前已成功的在北京密云水库、北京水源九厂、深圳自来水和福州自来水厂等地进行了性能测试。已在北京密云水库部署为2008北京奥运会的自来水安全保障提供在线生物预警支持、在京密引水渠为南水北调工程北京段提供在线生物预警支持。2008年5月汶川地震发生后，该系统被紧急运往灾区，用于成都第六水厂的水质在线监控，该系统在抗震救灾过程中对灾区饮用水水质监测发挥了重大的作用。
 
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