摘 要：经历了“十一五”、“十二五”、“十三五”供水工程的各项举措，江西地区已初步完成了城市供水管网延伸和规模化供水工程的整体提升，但小型集中式与分散式供水工程的安全饮水工作仍存在薄弱环节，尤其是水厂消毒技术的升级整体较滞后。本文梳理了江西区域消毒设施现状，重点阐述了智能电解食盐法次氯酸钠消毒技术的特点及解决的问题，分析该技术在江西的应用前景，并相应提出了县级消毒设备长效运行机制及管理模式，全面助力持续提升农村供水保障水平，解决农村安全供水保障这一民生痛点，提高水质达标率，为江西“十四五”农村安全饮水提供新思路。
关键词:安全饮水;次氯酸钠;消毒技术;运行管理;长效模式;
前言
根据《水利部办公厅关于印发2022年农村水利水电工作要点的通知》（办农水[2022]67号）要求，2022年必须持续提升农村供水保障水平，其中提出要推进农村供水规模化建设和小型工程标准化改造、加快配备净化消毒设施设备、健全运行管理长效机、提高信息化水平等。截至目前，江西在“十一五”、“十二五”、“十三五”供水工程的各项举措中已完成了城市供水管网延伸和规模化供水工程的整体提升，而小型集中式与分散式供水工程的安全饮水工作仍存在薄弱环节，尤其是水厂消毒技术的升级整体较滞后。“十四五”期间要全面加强农村饮水安全管理工作，推行规范化建设、科学化提质、智慧化运维等，着力解决农村安全供水保障这一民生痛点，探索农村供水消毒设备长效模式，从“源头”到“水龙头”实现全过程管理，充分保障农村供水安全，对当地居民生活水平的提高、社会的稳定以及乡村振兴有着重要的现实意义。
一、技术内容
1．技术来源
智能电解食盐法次氯酸钠消毒技术来源于中国灌溉排水发展中心主持完成的水利部“948”项目—“电解食盐法次氯酸钠消毒设备”（项目编号201512），该技术已列入水利部《2017年度水利先进实用技术重点推广指导目录》，被科技部生产力促进中心授予“中国好技术”；该技术共获得授权国家发明专利4项、国家实用新型专利8项及软件著作权2项。
2．技术原理
次氯酸钠是非天然存在的消毒剂，制备方法主要分为：化学制备法和电解法[1]；随着存放时间的延长，次氯酸钠的有效成分会不断降低，消毒与净化的作用会逐步减弱[2]，同时次氯酸钠在长期储存过程中会发生歧化反应，导致产生副产物氯酸盐[3]，所以现场制备的电解法是一种安全、可靠、经济的次氯酸钠制备方法[4]。次氯酸钠消毒技术的机理是现场通过水电解出氢离子与次氯酸根结合形成次氯酸[5]，次氯酸作用于菌体蛋白质，可侵入细胞发生氧化作用或破坏其磷酸脱氢酶，从而杀死病原微生物[6]。次氯酸钠产生的氯离子具有持续杀菌能力，显著改变细菌和病毒体的渗透压，使细胞丧失活性而死亡，消毒能力、持续时间与二氧化氯基本一致。
二、该技术在江西的应用前景
1．江西区域消毒设施现状
江西目前集中式供水水厂主要是使用二氧化氯、液氯等传统的消毒方式，但部分小型集中式（规模以下）供水工程受设计标准、投资等因素制约，只配备了简易的消毒设备，稳定性较差；分散式供水工程许多没有配备稳定、可靠的消毒设备，部分工程甚至没有配备消毒设备[7]。尤其是山区小型供水工程的细菌学（主要是大肠杆菌）指标超标一直是迫切需要解决的问题，全面改善但不限于小型集中式（规模以下）与分散式供水工程的消毒现状迫在眉睫。
2．该技术解决的主要问题
由于传统的二氧化氯和液氯等消毒技术在安全性等方面存在一定的问题，如二氧化氯易挥发、毒性强、易爆等特点，对水厂管理和技术要求较高，且对泵存在一定的腐蚀性，后期维养成本较高，且存在一定数量的消毒副产物；而氯气毒性强，对水厂管理要求高，一旦泄露对人身安全和生态环境有较大危害，且消毒副产物多，出水口感有氯酚味等。智能电解食盐法次氯酸钠消毒技术针对传统的消毒技术，主要解决以下5个问题：
(1）安全性问题：现场制取的次氯酸钠溶液浓度低、腐蚀性小、不易挥发，无泄漏或爆炸危险，对人和生态环境友好。与氯气、二氧化氯等会与水中物质反应产生有毒的副产物相比，次氯酸钠消毒技术无任何毒性、致敏性，就地投加安全、方便；且使用电解电压，自动保护机制，对人体无害。
(2）自动化问题：消毒剂投加过少导致消毒效果差、水质不达标；过度投加造成消毒味道过重，消毒副产物超标、易引发饮用水中毒事件。本技术采用流量计实时检测流量，可实现消毒剂准确投加。它根据流量变化自动调整投加计量泵，确保消毒的准确和稳定，投加终端安装背压阀，防止供水压力不稳定导致虹吸而造成瞬间投加量变化高、残留消毒剂超标等问题。
(3）偏远区域无消毒设施问题：部分以山溪或地下水为水源的偏远区域受地域条件限制，无法安装消毒设施。在这种情况下可安装太阳能自动电解食盐消毒设备，利用太阳能电池板提供能源，通过现场制备次氯酸钠并根据流量变化精准投加，达到消毒效果，解决偏远区域供水工程消毒的问题。
(4）成本问题：对设备的腐蚀性小，后期维养成本较低；以食盐为原料，比二氧化氯、氯气、臭氧等消毒技术的原材料成本低、易获得消毒成本明显降低。
(5）实现远程监控与运维：采用互联网智能数据采集终端模块，连接PLC、变频器、智能仪表等设备，并将采集的数据通过网络输送到云端服务器上。由安装了客户端软件及APP的工作站、PC、手机等对设备进行远程数据监控、程序维护、故障诊断等。设备运行状态显示在地图栏中，实况掌握每一台设备运行以及消毒效果。
3．运行成本分析
对目前主流的消毒技术进行运行成本的定向类比，在不考虑人工成本的基础上按水厂1,000m3/d运行一年费用去计算运行成本，得出：臭氧消毒技术>二氧化氯消毒技术>液氯消毒技术>紫外线消毒技术>电解食盐制次氯酸钠消毒技术，其中较江西地区主流的二氧化氯消毒技术成本降低约50%。
4．应用前景
自来水消毒的主要作用是将病原微生物消灭于人体之外，切断传染病的传播途径，达到控制传染病的目的。从应用领域来看，次氯酸钠作为外用消毒剂已广泛应用于农业、医疗、工业、畜牧业以及公共设施等领域。所以对该技术在江西供水工程中的应用前景有以下论述：
(1）江西区域市场潜力较大，且该技术适应性强，对江西现阶段的消毒技术进行全面改善和升级，同时还可实现区域集中监控、调度及安全服务平台。
(2）该技术已在重庆、陕西、安徽等地的农村供水工程中推广应用，尤其在陕西汉阴县全面推行后于2017年获水利部第28期简报肯定，2019年再次获得水利部点赞。2020年受江西省水利厅资助，该技术进入到江西进行推广示范；在经过了一年多的正式运行期，设备运行安全、稳定、可靠，水质检测合格率100%，受到了水厂工作人员和地方水利局的一致好评，整体达到预期效果。
(3）操作较其他消毒方式相对简单，且杀菌能力强，持续时间长。
(4）无毒、无致敏性，原材料方便购买，生产、储存的安全和便利性好，运行成本低，无泄漏或爆炸危险，对环境友好。
综上，随着群众对健康饮水的自主意识更加强烈，从安全监管、消毒效果、消毒副产物、运行成本等方面综合考虑，智能电解食盐法次氯酸钠消毒技术在江西供水工程中的应用前景较为广阔。
(1）全面提升消毒设施。对全县的供水工程的消毒设备逐步进行改善和升级，更换更为适宜的电解食盐法次氯酸钠消毒设备，全面提升水质达标。
(2）建设智慧供水平台。以水质消毒系统为基础，与水量控制系统、加药系统、缴费系统等共同组建以县为单元的智慧供水平台。在供水环节配置压力传感器、电动调节阀、PH计、浊度计、液位计、余氯分析仪、进出水流量计，建立供水各环节数据库。
(3）建设农村饮水安全服务中心。以县为单元，建设智慧化信息化农村饮水安全一级服务中心；以乡镇为单位，建设智慧化信息化农村饮水安全二级服务中心。将各镇供水消毒运维平台和监控平台上的数据进行收集，通过自动化智慧化信息化管理手段，实现全过程信息化管控，推动供水高质量发展。（下转第112页）
(4）实现区域集中调度。在建立安全服务中心后，必须进一步延伸拓展更大范围的服务管理功能，包含但不限于供水消毒运维平台和监控平台。还要继续助推供水工程、巡检、运维，达到“一控、三保、四减”（控成本，保安全、保水质、保服务，减人、减电、减药、减漏损）的未来目标，全面提升了区域供水运营、管护、应急抢修能力。
(5）加强水质检测。落实区域水厂水质每日自检制度，按区域划分建设标准水质化验室，配备专职化验员开展常规自检。同时县疾控中心加大抽检频次，及时出具水质化验报告，确保水质安全。将水质检测费用纳入年度财政预算，实现水质检测工作常态化，筑牢水质检测安全网络体系。
(6）实行“量化赋权”，推进市场化管理。以市场化管理为改革导向，以农村饮水安全服务中心为核心组建专业管理队伍（也可通过招标形式交由民营供水公司运营），在机制创新的基础上深化城乡供水管理服务市场化改革，推进专业化管理、企业化经营的模式，切实提高供水效率和效益，真正意义上达到无差别的智慧化供水和物业化管理，实现“同质、同价、同网、同服务”的模式[8]。
(7）完善保障措施。明确农村饮水安全政府主体责任及农村饮水安全管理相关部门责任，落实农村饮水安全工程供水单位责任，健全农村饮水安全管理制度，规范农村饮水水价管理机制和水费收缴机制，建立设施完备的农村供水工程体系，管理专业、可持续运行的农村饮水安全工程管理机制，并加强农村饮用水水源保护和媒体宣传等。
[1] 汪红访，张翠玲，唐玉霖等.次氯酸钠发生器在水处理中的应用研究进展[J].环境工程，2018,(9):16-19.
[2] 潘卫文，应培琪，杨珍等.次氯酸钠消毒剂在闸北水厂的应用及其有效成分衰减实验[J].上海水务，2007,(1):19-20.
[3] 刘丽君，周娅琳，阮建明等.次氯酸钠消毒剂的分解特性及氯酸盐副产物形成规律探讨[J].给水排水，2019,55(6):54-58.
[4] 万建信，尹国枫，王赫然等.电解盐水制次氯酸钠对饮用水消毒效果影响的研究[J].现代工业经济和信息化，2017,(12):48-50.
[5] 张强.浅议次氯酸钠在水厂中的应用[J].现代经济信息，2018,(7):366-50.
[6] 方榕华，龚晓晔，陈辉等.次氯酸钠消毒在清泰水厂的运行[J].净水技术，2021,40(s1):40-43.
[7] 曹腾飞，孔琼菊，周斌等.江西省农村供水现状调研报告[J].中国水运(下半月)，2022,22(1):105-107.
[8] 周卫中浅谈农村安全饮水工程现状及未来发展趋势[J].甘肃科技，2020,36(20):84-85.