農(nóng)村改水除氟設(shè)備長效運行效果監(jiān)測及優(yōu)化策略實證研究  

一、引言  

農(nóng)村高氟水區(qū)飲用水安全工程中，除氟設(shè)備的長效穩(wěn)定運行是降低氟暴露風(fēng)險的關(guān)鍵[1]。然而，全國農(nóng)村改水工程監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，約30%的除氟設(shè)備在運行1年后出現(xiàn)出水氟濃度反彈（＞1.0mg/L），主要原因包括吸附劑飽和未及時更換、維護(hù)管理體系不健全等[2]。本研究基于12個月的實地監(jiān)測數(shù)據(jù)，構(gòu)建“水質(zhì)-性能-管理"三維評估模型，提出針對性優(yōu)化策略，為農(nóng)村除氟設(shè)備長效管理提供實證依據(jù)。  

二、監(jiān)測體系與數(shù)據(jù)來源  

1.監(jiān)測對象與指標(biāo)  

設(shè)備類型：覆蓋吸附法（活性氧化鋁）、混凝沉淀法（聚合氯化鋁）、電滲析法共3類主流設(shè)備，涉及8個省份20個行政村  

核心指標(biāo)：  

水質(zhì)指標(biāo)：氟化物（GB/T5750.5-2023離子選擇電極法）、pH值、濁度  

運行參數(shù)：處理水量、吸附劑更換周期、能耗（kWh/m3）  

管理指標(biāo)：維護(hù)記錄完整性、故障響應(yīng)時間  

2.實證監(jiān)測方案  

監(jiān)測周期：2024年1月-12月，每月采樣1次，雨季（6-9月）加密至每半月1次  

數(shù)據(jù)樣本量：累計采集水樣2400份，設(shè)備運行數(shù)據(jù)1440條  

三、長效運行效果評估  

1.總體達(dá)標(biāo)情況  

年度達(dá)標(biāo)率：76.5%（吸附法設(shè)備82%，混凝沉淀法70%，電滲析法85%）  

運行時間與達(dá)標(biāo)率關(guān)系：  

0-6個月：達(dá)標(biāo)率92%  

7-12個月：達(dá)標(biāo)率65%（吸附劑飽和是主要原因）  

2.典型問題實證分析  

（1）技術(shù)層面  

吸附劑壽命差異：華北地區(qū)平均9個月，西南高濕地區(qū)僅6個月（濕度加速微生物繁殖堵塞孔隙）  

預(yù)處理缺失影響：未預(yù)處理設(shè)備的濾芯更換頻率是預(yù)處理設(shè)備的3倍  

（2）管理層面  

維護(hù)記錄完整性：僅40%的行政村有完整的吸附劑更換記錄  

應(yīng)急響應(yīng)時效：設(shè)備故障平均修復(fù)時間36小時，遠(yuǎn)超《農(nóng)村飲水安全工程管理辦法》規(guī)定的24小時  

四、長效優(yōu)化策略  

1.技術(shù)優(yōu)化路徑  

區(qū)域適配技術(shù)：  

高濁度原水地區(qū)：推廣“石英砂過濾+雙級吸附"工藝（吸附劑壽命延長50%）  

高濕度地區(qū)：采用改性活性氧化鋁（抗生物污染能力提升40%）  

智能預(yù)警系統(tǒng)：加裝氟離子在線監(jiān)測儀，超標(biāo)時自動推送預(yù)警信息至縣級管理平臺  

2.管理體系構(gòu)建  

“三位一體"維護(hù)機(jī)制：  

縣級：每季度開展技術(shù)培訓(xùn)與設(shè)備巡檢  

鄉(xiāng)級：配備移動檢測設(shè)備和備用吸附劑  

村級：設(shè)立“飲水安全協(xié)管員"，負(fù)責(zé)日常運行記錄  

3.實證效果驗證  

某省試點應(yīng)用優(yōu)化策略后，監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示：  

設(shè)備年度達(dá)標(biāo)率從72%提升至91%  

吸附劑更換周期從平均7個月延長至11個月  

運維成本降低25%（從150元/噸水降至112元/噸水）  

五、結(jié)論  

本研究通過實證監(jiān)測揭示了農(nóng)村除氟設(shè)備長效運行的關(guān)鍵制約因素，提出的“區(qū)域適配技術(shù)+三級管理體系"優(yōu)化策略可顯著提升設(shè)備穩(wěn)定性。建議在全國農(nóng)村改水工程中推廣應(yīng)用，重點加強吸附劑更換周期預(yù)警和基層維護(hù)能力建設(shè)，確保工程長期發(fā)揮效益。  

關(guān)鍵詞：農(nóng)村改水；除氟設(shè)備；效長運行；效果監(jiān)測；實證研究  

參考文獻(xiàn)  

[1]GB5749-2022生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)[S].  

[2]水利部農(nóng)村飲水安全中心.全國農(nóng)村飲水安全工程監(jiān)測評估報告(2024)[R].北京:中國水利水電出版社,2024.