农村改水除氟设备长效运行效果监测及优化策略实证研究

农村改水除氟设备长效运行效果监测及优化策略实证研究  

一、引言  

农村高氟水区饮用水安全工程中，除氟设备的长效稳定运行是降低氟暴露风险的关键[1]。然而，全国农村改水工程监测数据显示，约30%的除氟设备在运行1年后出现出水氟浓度反弹（＞1.0mg/L），主要原因包括吸附剂饱和未及时更换、维护管理体系不健全等[2]。本研究基于12个月的实地监测数据，构建“水质-性能-管理"三维评估模型，提出针对性优化策略，为农村除氟设备长效管理提供实证依据。  

二、监测体系与数据来源  

1.监测对象与指标  

设备类型：覆盖吸附法（活性氧化铝）、混凝沉淀法（聚合氯化铝）、电渗析法共3类主流设备，涉及8个省份20个行政村  

核心指标：  

水质指标：氟化物（GB/T5750.5-2023离子选择电极法）、pH值、浊度  

运行参数：处理水量、吸附剂更换周期、能耗（kWh/m³）  

管理指标：维护记录完整性、故障响应时间  

2.实证监测方案  

监测周期：2024年1月-12月，每月采样1次，雨季（6-9月）加密至每半月1次  

数据样本量：累计采集水样2400份，设备运行数据1440条  

三、长效运行效果评估  

1.总体达标情况  

年度达标率：76.5%（吸附法设备82%，混凝沉淀法70%，电渗析法85%）  

运行时间与达标率关系：  

0-6个月：达标率92%  

7-12个月：达标率65%（吸附剂饱和是主要原因）  

2.典型问题实证分析  

（1）技术层面  

吸附剂寿命差异：华北地区平均9个月，西南高湿地区仅6个月（湿度加速微生物繁殖堵塞孔隙）  

预处理缺失影响：未预处理设备的滤芯更换频率是预处理设备的3倍  

（2）管理层面  

维护记录完整性：仅40%的行政村有完整的吸附剂更换记录  

应急响应时效：设备故障平均修复时间36小时，远超《农村饮水安全工程管理办法》规定的24小时  

四、长效优化策略  

1.技术优化路径  

区域适配技术：  

高浊度原水地区：推广“石英砂过滤+双级吸附"工艺（吸附剂寿命延长50%）  

高湿度地区：采用改性活性氧化铝（抗生物污染能力提升40%）  

智能预警系统：加装氟离子在线监测仪，超标时自动推送预警信息至县级管理平台  

2.管理体系构建  

“三位一体"维护机制：  

县级：每季度开展技术培训与设备巡检  

乡级：配备移动检测设备和备用吸附剂  

村级：设立“饮水安全协管员"，负责日常运行记录  

3.实证效果验证  

某省试点应用优化策略后，监测数据显示：  

设备年度达标率从72%提升至91%  

吸附剂更换周期从平均7个月延长至11个月  

运维成本降低25%（从150元/吨水降至112元/吨水）  

五、结论  

本研究通过实证监测揭示了农村除氟设备长效运行的关键制约因素，提出的“区域适配技术+三级管理体系"优化策略可显著提升设备稳定性。建议在全国农村改水工程中推广应用，重点加强吸附剂更换周期预警和基层维护能力建设，确保工程长期发挥效益。  

关键词：农村改水；除氟设备；效长运行；效果监测；实证研究  

参考文献  

[1]GB5749-2022生活饮用水卫生标准[S].  

[2]水利部农村饮水安全中心.全国农村饮水安全工程监测评估报告(2024)[R].北京:中国水利水电出版社,2024.