科技成果——水窖水柜水一体化生物慢滤净化及消毒技术及设备

水资源管理中的科技创新与实践案例水，是生命之源，是人类社会发展不可或缺的重要资源。

然而，随着人口增长、经济发展和气候变化，水资源短缺、污染和浪费等问题日益严峻，给人类的可持续发展带来了巨大挑战。

为了有效管理水资源，保障水资源的可持续利用，科技创新发挥着至关重要的作用。

本文将介绍一些水资源管理中的科技创新成果，并通过实际案例展示其应用效果。

一、水资源监测技术的创新准确、及时地监测水资源的数量、质量和分布情况是水资源管理的基础。

近年来，随着传感器技术、卫星遥感技术和物联网技术的发展，水资源监测手段不断丰富和完善。

传感器技术的进步使得我们能够实时监测水位、流量、水质等参数。

例如，新型的压力传感器和超声波传感器可以精确测量水位的变化，为水库调度和洪水预警提供重要依据；而水质传感器则可以快速检测水中的溶解氧、酸碱度、重金属等指标，及时发现水质污染问题。

卫星遥感技术则为大面积的水资源监测提供了可能。

通过对卫星图像的分析，可以获取河流、湖泊、湿地等水体的面积、水位和蒸发量等信息，有助于了解水资源的宏观变化趋势。

此外，利用卫星遥感技术还可以监测土壤湿度，为农业灌溉管理提供指导。

物联网技术的应用实现了水资源监测数据的实时传输和共享。

在河流、水库等监测点安装传感器后，监测数据可以通过无线网络传输到数据中心，管理人员可以通过电脑或手机随时随地查看水资源状况，及时做出决策。

二、水资源节约技术的创新在水资源日益短缺的背景下，节约用水成为水资源管理的重要任务。

科技创新为水资源的节约提供了新的途径和方法。

智能灌溉系统是农业节水领域的一项重要创新。

该系统通过传感器监测土壤湿度、气象条件等信息，根据作物的需水规律自动控制灌溉水量和时间，实现精准灌溉，大大提高了水资源的利用效率。

与传统的漫灌方式相比，智能灌溉系统可以节约大量的水资源。

在工业领域，中水回用技术得到了广泛应用。

中水是指经过处理后达到一定水质标准的废水，可以用于非饮用用途，如工业冷却、冲洗、绿化等。

历年水利创新大赛作品近年来，水利领域的创新成果层出不穷，为全球的水资源管理和水环境保护带来了新的希望。

每年举办的水利创新大赛更是成为了展示和推广优秀水利科技成果的舞台。

本文将对历年水利创新大赛的一些优秀作品进行盘点，让我们一起走进这些创新者的世界，感受他们的智慧和热情。

1. “智慧灌溉系统”：这个作品利用物联网技术和人工智能算法，实现了对农田灌溉的智能化管理。

通过传感器收集土壤湿度、气象数据等信息，系统能够自动判断灌溉的时机和量，实现精准灌溉，节约用水，提高农作物产量。

这一创新让农田灌溉不再盲目，为农民节省了大量的时间和精力。

2. “水质监测无人机”：传统的水质监测需要人工采样和实验室分析，费时费力。

这个作品利用无人机搭载的传感器，能够实时监测水体的PH值、溶解氧含量等指标，并将数据传输到后台系统进行分析。

这项技术不仅提高了水质监测的效率，还能够在水体污染事件发生时及时发现，保护水源安全。

3. “雨水收集利用系统”：这个作品提出了一种雨水收集利用系统，通过屋顶的排水管将雨水收集起来，经过处理后用于农田灌溉、景观绿化等用途。

这种系统可以有效降低城市的雨洪峰值，减轻城市排水压力，同时也能够节约自来水资源，实现可持续发展。

4. “水库泄洪预警系统”：这个作品利用水位传感器和流量计等设备，通过实时监测水库水位和入库径流，预测未来一段时间内的洪水情况，并及时发出预警信号。

这项技术为防洪减灾工作提供了重要的支持，能够帮助人们做出及时有效的应对措施，保护人民生命财产安全。

5. “水生态修复技术”：这个作品通过引入适宜的水生植物和微生物，改善水体的富营养化和有毒有害物质污染问题。

这种自然修复的方法能够提高水质，恢复水生态系统的平衡，为水生物提供更好的生存环境。

以上只是历年水利创新大赛中的一部分优秀作品，每一个作品都代表了水利领域的一次突破和进步。

这些创新者们不断挑战技术的边界，努力为水利事业贡献自己的力量。

他们的努力和创新为我们提供了更多的选择和可能性，让我们对未来的水资源管理充满信心。

科技成果——一体式智能化苦咸水淡化装备技术适用行业环保行业水环境治理领域技术开发单位江苏美淼环保科技有限公司、中国水利水电科学研究院、常州苏南水环境研究院有限公司适用范围该装备技术主要适用于水源类型为有机物、浊度、细菌等指标超标的Ⅲ类水质和苦咸水（高碱度、高硬度、含氟、含砷、含硼等）等的农村、山区、岛礁、矿区、农场、牧场和部队营房等偏远散地区的农改水和饮用水安全供水领域。

成果简介该装备是针对苦咸水而研制的集高效处理、实时监测、智能控制、远程监测于一体的一体式智能化苦咸水淡化装备，主要解决偏远散地区的超标Ⅲ类水质和苦咸水水质问题。

该装备采用了自主研发的小涡流高凝聚吸附的工艺结构、反冲式过滤的粉末活性炭滤池工艺结构、新型石墨烯为电极的电容式去离子技术（MCDI）、就地微嵌控制与水处理过程控制相结合的智能化集成控制技术，精细化控制水处理絮凝、吸附、脱盐系统的运行、正洗、反洗、加药状态，并通过远程终端系统实时监督管理设备运行状况，实现了高效制水、节能降耗、管护自动化的目的，出水水质优于《饮用净水水质标准》（CJ94-2005）。

技术效果该装备技术可针对氟化物、砷离子、铬离子以及可溶性固体等物质超标的苦咸水进行全天候、全自主的智能治理与监控，出水水质优于《饮用净水水质标准》（CJ94-2005）。

应用情况2015年至今，该装备技术已在新疆吐鲁番市托克逊水利局、吐鲁番星宇建设工程有限公司、新疆艾美环保科技有限公司、新疆维吾尔自治区昌吉回族自治州、新疆维吾尔自治区喀什、中交第四航务工程局有限公司等30多处农改水项目和云南某部队营房及部队某岛礁营房供水项目中投入使用，实现了全天候、全自主的智能治理与监控，出水水质优于《饮用净水水质标准》（CJ94-2005），截至目前设备运行稳定，出水水质和水量获得了用户的一致好评。

市场前景2015年该装备在西部偏远散地区率先进行了初步推广和典型示范，2018年该装备技术录入了中国水利部推广中心的《水利先进实用技术重点推广指导目录》，促进了本装备产品技术的宣传和推广，推动其在农改水及部队营房改水领域的积极影响。

水污染治理技术推广成果总结近年来，随着人类社会的不断发展和环境问题的日益严重化，水污染治理成为重要的环保领域。

为了改善水环境质量，提高人民生活水平和健康水平，各国都积极投入研发、推广和应用水污染治理技术。

本文将总结水污染治理技术推广的相关成果，并对其应用前景进行展望。

一、传统水污染治理技术1. 水处理设备的升级改造传统的水处理设备主要包括沉淀池、混凝池、过滤池等。

在传统技术的基础上，通过设备升级改造，提高了处理效率和水质净化能力。

新型材料的应用和工艺创新，使得水处理设备更加高效、节能、环保。

2. 生物处理技术的推广生物处理技术以其低成本、高效能的特点逐渐成为水污染治理的主流技术之一。

通过采用活性污泥法、MBR膜生物反应器等技术，能够有效去除水中的有机物和氮磷等污染物，使水质达到排放标准。

二、新型水污染治理技术1. 膜技术的应用膜技术是近年来快速发展的一种新型水污染治理技术。

通过超滤膜、反渗透膜等膜处理设备，能够高效去除水中的微量有机物、重金属离子和微生物等污染物。

膜技术具有操作简便、无需添加药剂等优势，被广泛应用于饮用水处理和工业废水处理等领域。

2. 光催化技术的推广光催化技术是一种利用光能激发催化剂进行污染物降解的技术。

通过光催化反应器将催化剂与废水接触，利用光能提高催化活性，使得污染物得以高效分解。

光催化技术具有高效、无二次污染和自洁能力强等优点，被广泛应用于水污染治理领域。

三、水污染治理技术推广的应用前景1. 水污染治理政策的支持各个国家和地区纷纷出台了一系列的水污染治理政策，推动了水污染治理技术的研发和推广。

政策的支持将为水污染治理技术的推广提供良好的环境和市场。

2. 新技术的不断涌现随着科技的发展和创新，新型水污染治理技术将不断涌现。

比如利用人工智能和大数据分析来优化水处理流程、针对特定污染物的高效去除等。

这些新技术的应用将进一步推动水污染治理技术的发展与推广。

总结：水污染治理技术的推广成果为改善水环境质量和保护人民健康发挥了重要作用。

科技成果——农村集雨水窖水净化技术技术开发单位甘肃水务节水科技发展有限责任公司成果简介在储水桶中添加混凝剂进行絮凝、沉淀，通过PP棉进行粗滤，采用该工艺研制成功了智洁净水器（JKJS-A），主要部件由锥形储水桶、支架、管阀总成、过滤器、电控增压系统等组成。

辅助部件由水窖用潜水泵、输水管等组成。

该技术很好地解决窖水安全问题，经过多次实验与改进，最终形成了先进可靠的技术结构，设备在多年的使用中运行良好，对农村水窖水水质处理针对性强、废水率低、运维成本低、使用方便、安全可靠。

主要性能指标按照《生活饮用水卫生规范》（GB/T5750-2006）进行室温浸泡24h，结果表明:色度、浑浊度、臭和味、肉眼可见物、耗氧量、铅、镉、汞、铬、砷、挥发酚类、菌落总数、总大肠菌群、大肠埃希氏菌指标均符合《规范》对饮用水一般水质处理器卫生安全性的要求。

适用范围适用于长期饮用水窖水的广大农村地区，可使水窖水达到农村饮用水标准。

技术特点智洁净水器作为科技成果转化生产的专门针对窖水水质的处理设备，主要用于对饮用窖水过滤、抗菌处理。

对农村水窖水水质处理针对性强、废水率低、使用方便、安全可靠。

应用成本运维成本低。

典型案例案例1：皋兰县水阜乡涝池村某农户家，水窖位于院外，长距离提水十分不便，而且水窖水主要利用农户家自然院落及屋顶形成的坡面将雨水汇集后，通过地面雨水引流槽自流进水窖内，在自流过程中雨水会受到来自空气、屋顶、地面等很多因素的污染，导致水窖水水质极不安全。

使用净水设备后，农户只要在室内按动按钮，就能十分便捷的使用符合生活饮用水标准的干净水，彻底解决了之前使用水窖水不方便，不安全等问题。

案例2：该设备在临洮县推广使用后，农户对净水效果非常满意，使用过程中几乎不产生废水，节水效果显著，净化后的水质满足饮水要求。

应用情况截止2019年底，在甘肃农村该设备已推广使用24000多套。

就目前情况，农户对设备的净水效果非常满意，使用过程中不产生废水，节水效果显著，净化后的水质完全满足要求。

南开大学科技成果——高端自洁净净水器项目简介
安全饮水正在成为国内局部乃至全局性的严峻挑战，相应地，近年来净水器领域呈爆发性增长，年市场总额已超过100亿元，长三角地区部分城市家庭普及率已超过三成。

然而，目前国内外商品净水器均存在一些关键的难以克服的共性缺陷。

一是二次污染问题，或来自于一定时间的设备停用而导致的内部微生物滋生，或来自于部分滤芯的未及时更换；二是基于吸附或释放原理的滤芯与基于膜过滤的滤芯的功能不匹配问题，如所制水并没有足够的水力停留时间。

这均使得净水器的产水安全性仍难以保证。

本项目针对上述2个关键行业共性问题，开发新型高端自洁净净水器，彻底杜绝二次污染的可能，同时使得水力停留时间较现有水平延长80-100倍，由此开发面向家用、商用和集团用的各系列安全饮水设备和服务，以创新技术保证饮水安全。

市场应用前景此项目产品市场属于消费市场，目前已迅速发展壮大。

本项目产品定位于单机价格5000元以上的高端市场，在基于创新技术和创新营销模式的核心竞争力基础上，年营业额有望快速突破亿元大关，在3-5年内达到5亿元以上。

投资估计
固定资金投入：1000万元；流动资金投入：2000万元。

经济和社会效益企业年产值迅速上亿；提供充分安全保证的净水、饮水技术与产品。

科技成果——电化学-双膜法脱盐净水技术与装备
技术简介
该成果以电化学反应器作为前处理单位，电氧化及电絮凝去除水中悬浮颗粒物、有机物等，杀灭微生物并抑制其在膜表面生长繁殖，实现无药剂控制超滤和反渗透膜污染，形成低维护的电化学-双膜法脱盐净水技术和装备。

利用电化学在线生成絮凝和消毒活性物种，无需外加药剂前处理控制膜污染，出水水质符合《生活饮用水卫生标准（GB5749-2022）》。

适用于农村分散型苦咸水、海水淡化供水工程。

技术特点
1、无药剂运行
电化学单元替代了传统脱盐预处理过程的加药絮凝和氧化消毒单元，降低了脱盐工艺药耗与能耗，减少二次污染；
2、低维护管理
无需加药，避免了药剂运输、储存配制和投加，设备自动化程度高，极大降低了人工运维工作量，适用于分散型小型海淡/苦咸水淡化工程；
3、投资成本低
装备模块化安装，集成化程度高，占地规模小、建造周期短、投资成本低。

知识产权情况
实用新型专利5项
获奖情况
中国专利优秀奖1项，环境保护技术奖一等奖1项
应用情况
从2017年至今，该成果山东省济南市某地低放射性水处理工程（100立方米/天）、内蒙古巴彦淖尔市某村地下苦咸水脱盐工程（100立方米/天）中应用，利用电化学在线生成絮凝和消毒活性物种，无需外加药剂前处理控制膜污染，形成无药剂、低能耗、模块化的低维护脱盐装备。

科技成果——电化学海水淡化成套技术设备成果简介本项目以电凝聚-过滤进行预处理，以流过式离子吸附器（FTA：Flow Through Adsorption）、流过式电容器（FTC：Flow Through Capacitor，又称CDI：Capacitive Deionization）进行海水淡化，以低电压电解臭氧进行消毒处理。

该工艺与现有蒸馏、膜法（反渗透）等海水淡化工艺不同，可实现海水淡化和盐一体化生产，且海水淡化生产全程无化学药剂使用，并期望将产水达到饮用水标准，作为城市饮用水并入城市供水管网，产水成本降至3.5元/m3。

通过示范工程的建设、运行，确定适宜的工艺条件及与之相适应的系列化电化学海水淡化成套技术设备。

电化学海水淡化的核心技术为流过式电容去离子法FTC（Flow Through Capacitor，又称CDI：Capacitive Deionization）。

CDI是在电场力的作用下，直接将水中相对量很小的离子吸附分离出来，而不是把大量的水从原水中分离出来，因而无需高温、高压，所以能耗相对较低，且浓水少、产水率高。

CDI技术已在钢铁冶金、石化炼油等污水除盐处理中得到实际应用。

目前电化学海水淡化技术因其低成本、低能耗、无二次污染等优势越来越受到人们的重视，但世界上尚无采用电化学技术实现海水淡化的成套技术。

淡化水色度（度）≤15；浑浊度（度）≤1；无异臭、异味；无肉眼观察可见杂物；pH值6.5-8.5；TDS/mg/L≤1000；细菌总数CFU/mL≤100；总大肠菌群、粪大肠菌群每100mL水样中不得检出。

淡化水从海水的提取率高于60%；每吨水生产成本为3.5元；海水淡化吨水耗电量可控制在2.0kWh以下。

以10000m3/d计，投资在5000万左右，占地4800m2。

辽宁营口市沿海产业基地建成大型电化学海水淡化示范基地，为我国以海水为水源生产饮用水提供示范。

典型案例案例名称：240m3/d电化学海水淡化成套技术设备项目概况：辽宁隆鑫高新能源开发有限公司开发了电凝聚-过滤、FTA-FTC去离子、低电压电解臭氧消毒全新的海水淡化成套技术与设备。

专利名称：一种净化消毒水处理机专利类型：实用新型专利
发明人：周继勇,孟祥岩,李敬华
申请号：CN200920226424.4
申请日：20090914
公开号：CN201506743U
公开日：
20100616
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型涉及一种净化消毒水处理机，是一种用于地下水池、屋顶水箱等二次供水系统以及制药、食品、饮料、制酒等行业中的供水系统的净化消毒处理设备，属于水处理技术领域。

主要由活性炭过滤单元、紫外线消毒单元、电极活化单元、净水箱、电控箱、底座、加压泵组成；能有效去除自来水中的铁、汞等重金属以及对人体有害的有机物；有效杀灭自来水中的细菌；有效提高水分子的活性。

可广泛应用于地下水池、屋顶水箱等二次供水系统以及制药、食品、饮料、制酒等行业供水系统水处理领域。

申请人：山东良成环保工程有限公司
地址：255071 山东省淄博市张店区良乡工业园中心路1号
国籍：CN
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专利名称：基于慢滤原理的地藏式集水净水水窖系统专利类型：发明专利
发明人：任晓冬,王露伟
申请号：CN201410201700.7
申请日：20140506
公开号：CN103953096A
公开日：
20140730
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种基于慢滤原理的地藏式集水净水水窖系统，由收集雨水的房屋屋顶(1)、输水管道(2)、雨水沟(3)、澄清池(4)以及地下水窖(5)构成；在澄清池(4)与地下水窖(5)之间设置有过滤池(6)，房屋屋顶(1)通过输水管道(2)连接雨水沟(3)，雨水沟(3)通过排水管(7)连接澄清池(4)，澄清池(4)通过排水管(7)连接过滤池(6)，过滤池(6)通过排水管(7)连接地下水窖(5)。

本发明具有收集雨水方便、节约占地面积和水质洁净等特点，能有效解决喀斯特农村社区旱季的生活用水问题，具有很高的实际应用价值。

申请人：贵州师范大学
地址：550001 贵州省贵阳市宝山北路116号贵州师范大学中国南方喀斯特研究院
国籍：CN
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集雨水窖一体化慢滤净化处理
丁昆仑;程先军;孙文海
【期刊名称】《中国农村水利水电》
【年(卷),期】2009(0)4
【摘要】提出了一种集雨水窖生物慢滤净化装置。

该装置将生物慢滤结构与集雨水窖相结合,形成集雨水窖一体化生物慢滤净化装置,具有造价低、施工建造方便、便于就地取材、使用简单方便等特点。

试验结果表明,该装置对集雨水窖水质具有明显改善效果。

【总页数】3页(P71-73)
【关键词】生物慢滤;集雨利用;水窖;农村饮水
【作者】丁昆仑;程先军;孙文海
【作者单位】中国水利水电科学研究院
【正文语种】中文
【中图分类】X522
【相关文献】
1.粕滤慢滤技术在西北村镇集雨窖水处理中的应用研究 [J], 张国珍;李舜;刘晓冬;杨公博;武福平
2.生物慢滤柱处理水窖水的运行试验研究 [J], 朱群淑;张国珍;武福平;付建林
3.粗滤技术在西北村镇集雨窖水处理中的预处理研究 [J], 武福平;李旭;李舜;刘晓东;张国珍
4.生物慢滤技术在西北村镇集雨饮水处理中的应用 [J], 刘来胜;周怀东;刘玲花;吴雷祥
5.混凝-沉淀-砂滤-超滤工艺处理集雨窖水的试验 [J], 杨晓妮; 蔡立群; 杨浩
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