马文良

这种新型的物理水处理技术将对城镇供水行业产生积极的影响，为供水的水处理工艺提供了一种新的选择。

2016年是我国“十三五”规划启动元年，创新发展、革故鼎新将成为这一年的主题词，环境、生态、健康更是人民群众的关注点。除了“雾霾”一次次抢镜之外，触目惊心的水污染也成为议事热点。来自中国科学院的调研结果显示，目前我国合格的饮用水源不足50%，超过75%水域遭遇严重污染。

李克强总理指出：“环境污染是民生之患、民心之痛，要铁腕治理。”并主张，“力推绿色发展，把让人民群众呼吸洁净空气、喝干净水、吃安全食品作为发展重要内容。”

水是生命之源，对于人类生活的重要性不言而喻。然而伴随着现代工业、农业、食品业等的高速发展，水资源遭到了前所未有的污染，污染物从单一的微生物污染发展成微生物、无机物（汞、砷、铅、镉、铬等有害重金属）和有机物（抗生素、激素、农药、洗涤剂、工业污染等）的综合性污染，污染范围越来越广，并且向土壤深部扩展，这对生态环境造成了巨大的危害，严重地危害到人民身体健康。饮用水安全已成为全社会共同关注的热点，尽快让广大人民群众喝上放心、安全、健康的水，已成为党和政府急待解决的重大民生问题。

北京理工大学与北京太和洁源科技发展有限公司的产学研合作单位——北京理工水环境科学研究院的科研成果使得解决“饮水污染”成为现实。在京津冀协同发展的背景下，京冀两地携手，河北省张家口市怀来县成为我国第一个直饮水入户城市，为崇礼奥运会赛区场馆直饮水工程做了一个良好的铺垫。目前，怀来县日供水量可达3万吨，将惠及20万人，而且水质得到明显提升。伴随这一示范工程的成功，该技术或将成为今后我国甚至世界供水行业水处理技术工艺新的选择，为安全用水的未来方向提供了全新的思路。

突破传统

怀来百姓喝上放心水

北京理工大学常务副校长杨宾表示：“世界卫生组织公布80%以上的疾病都是和水源洁净有直接关系。近年来，随着我国工业化进程加快，环境污染的加剧，居民饮水安全受到的威胁也日趋严重，再加上各地频发的水污染事件，饮用水安全成为全社会共同关注的热点。作为国家重点高校的职责和使命，理应主动承担起这解决这一问题的社会责任。”

目前世界上饮用水的处理普遍采用1902年比利时的技术工艺，即絮凝、沉淀、过滤、消毒“四部曲”。这套水处理技术工艺对人类社会的发展与进步起到了重要的作用，但是有一定的局限性，不仅有处理成本高、后处理难的问题，尤其加氯、臭氧消毒，其和水中复杂的污染物质反应产生氯化物、溴化物等致癌物，正在越来越严重地影响人们的身体健康。所以，各国都在寻找解决水安全问题的最佳方案。

此外，在我国的城镇甚至农村，桶装水、瓶装水、家用净水机、小区净水机已经普及化，成为了居民饮用水主要选择方式。此类纯净水均采用膜净化技术，一吨纯净水饮用水的产出，需要四到六吨淡水与电力能耗，这对于本来就淡水资源匮乏的中国，是一个极大的浪费，同时产生的大量膜与塑料垃圾又使得环境压力增大。因此，创新制水成本低、水质优的新型水处理技术的需求就非常急迫。

自主创新，另辟蹊径，研制新型的水处理技术工艺成为必然的选择。2014年9月启动的民生工程——“怀来县优质饮用水改造与提升项目”在2015年10月顺利完工。该项工程使张家口市怀来县率先实现了优质直饮矿泉水入户，使全县居民在自家水龙头上可以直接饮用的安全优质的矿泉水。该项目投资4200万、设计日供水量3万吨，可服务人口达20万人，产生了良好的社会，经济效益。

通过此项技术，怀来全县可实现年节约淡水量约45万吨，减排污水约45万吨，可实现电力能耗年节约约1800万度，可以提升居民的健康指数，逐步降低医疗支出；每年可以节约大量管网更换费用和社会成本，项目实施后可以实现全县综合节能减排10-15%的目标。

怀来通过“优质饮用水改造与提升”实施，在我国率先实现了“直饮水入户”城市，获得了民生与环境双收益，为其他兄弟城市的实施提供了典范，在服务京津冀一体化发展战略、实施水涵养区建设，打造 “一水三城”建设，奠定了好的基础，使得怀来县在经济、社会、环境效益方面获得多重收益，城市名片更加靓丽。

自主创新

怀来直饮水“北京造”

怀来县此次采用的制水工艺，是自主创新，具有独立自主知识产权的水处理工艺。技术成果通过高校与企业的采用产、学、研结合的方式，经过十年的研究、实践、转化、示范、应用，现已成为具备产业化发展的成果。

北京理工大学是我国985重点高校，学校拥有多个国家重点实验室和北京市重点实验室，众多高水平的研究交流平台、仪器设备平台、动物实验平台。“通过产学研的方式与企业紧密结合，发挥学校科研技术领先的优势，共同创新，为地方社会经济服务既是我们的职能，更是我们义不容辞的责任。”杨宾表示。

北京理工水环境科学研究院的前身是北京理工大学生命学院城镇直饮水研究所，专业专注于我国城镇及农村制供水工艺研究，提供专业化服务。

据介绍，该项技术的原理是以研究自然界优质矿泉水成水环境、条件为基础，模拟其生成环境与条件，制定优质岩石（火山岩、沸石等）质量标准，通过组合、优化、集成等复合水处理工艺，对受到污染的饮用水水源进行针对性的修复、净化，然后进行活化和矿泉化，使其恢复到自然优质水状态。该技术与工艺中涉及的多项技术、工艺已经获得四项国家发明专利和十多项实用新型专利，并获得国家住建部推广证书，列入科技部火炬计划的支持项目，取得北京市新产品新技术服务证书，获得河北省重点支持项目。

张家口市副市长、怀来县委书记郭英说：“怀来县优质饮用水改造与提升项目自2014年9月启动以来，仅用一年时间就顺利竣工，不仅彻底解决了城镇供水管网二次污染的问题，使县城居民使用上了优质水、放心水、安全水，更为推动城镇供水技术改造、全面提升水质作出了示范。可以说，这既是技术工艺的革新，又是产、学、研、用融合的典范，更是项目建设的样板，凝聚了企业及专家教授大量的智慧、心血和汗水。这项技术的应用，必将对未来城市供水处理工艺提供有益的借鉴，产生深远的影响。”

通过应用实践证明：该技术与工艺在水处理层面解决了目前饮用水水源遭受的多种微污染问题；设立了风险预警预案系统，建立了远程数据管理系统；基本解决了氯、臭氧消毒副产物的危害风险；解决了输配水网管二次污染难题。

这种新型的物理水处理技术将对城镇供水行业产生积极的影响，为供水的水处理工艺提供了一种新的选择。

技术攻坚

两地携手共谱治水篇

“过去，怀来的水非常好，水量大，水质好，口感好，但伴随着大环境的不断变化，现在也受到不同程度的污染，从而影响到居民的身体健康。”怀来县住建局党委书记王利生表示，为提升供水水质，保障供水安全，怀来县决定启动“城镇供水水质提升示范工程”。

对于为什么选择北京理工水环境科学研究院这项全新的技术，怀来县自来水管理处主任王瑞铭给出了自己的答案，“当我们有了要进行水质提升的想法之后，对比了众多普及率比较高的净水技术。膜法净化技术对水源浪费较大、成本较高，热法净化技术投资较大、成本较高。对比发现，北理工的技术应该是最适合我们的。后来，我们考察了北理工的几个项目，将设备出水带回来进行检测，发现水质良好。双方开始有了进一步的沟通”。

2014年，怀来自来水一厂的大院里多了一台特殊的设备。“北理工给我们安装了一套小型设备，让我们有机会更了解这项技术，也方便对水质进行检测。安装后，我们在做好检测的基础上，准备了一些储水袋，让大家将水带回家去喝一段时间看看水到底如何。‘比以前家里的水好喝、‘还有点甜、‘烧水壶里杂质少多了……大家反馈回来的意见让我们对这项新技术有了信心。”王瑞铭说。2014年9月，怀来县投资4200万元，“怀来县城镇供水水质提升示范工程”正式启动建设。

“这项工程的意义重大，对我们改善技术也有着至关重要的作用。如此大规模的供水对于我们而言也是第一次。”伴随工程的开工，北京理工水环境科学研究院院长杨长有带领团队将更多的精力和时间从北京转移到了怀来。

“怀来的供水管道相比于其他城市有着自己的特点。68米的海拔差，对于许多供水设备而言就是一个不小的挑战。新设备刚来时也碰到了同样的问题，超过7的供水压和接近13的回水压，让设备不堪‘重负。北理工紧急组织团队研发制造出了出水口径更大的新设备才解决了供水的问题，但回水问题还是困扰着我们双方。”王瑞铭说，“大家就开始集思广益，后来我想起来按我以前干工程的经验，有一种泄压阀可能会解决这个问题。大家听后觉得这个办法可以试一试，后来经过多方寻找终于在上海找到了这种已经基本停产了的设备。”

经过双方共同的努力，2015年10月工程全面完工。“这项技术的推广，不但对传统治水工艺带来颠覆性的革命，也将会对各行各业带来革命性的影响。”北京理工水环境研究院院长杨长有表示，该技术模拟天然矿泉水生成路径，摈弃了“加氯”的消毒方式，采用纯物理方式，给我国广大城镇居民带来矿泉水标准的直饮水。据第三方权威水质检测机构检测，水质除满足国家《生活饮用水卫生标准》安全要求外，还达到了《饮用天然矿泉水标准》中对人体有益的矿物质和微量元素的含量要求，水质优于欧美标准。并且，该技术还可以减少水厂建设投资，降低运行成本，节约淡水资源，减少污染物产生，受到当地政府、用户和广大百姓的一致好评。以怀来县为例，一年全县综合节能将会达到10%-15%。

惠民工程

冬奥会将用上直饮水

随着北京携手张家口筹办2022年冬奥会，张家口被越来越多的人所了解和关注。这与张家口近几年区域环境治理、生态修复有着很大的关系。如今，良好的生态环境已经成为张家口的一张城市名片。

郭英表示：“当前怀来正在全力构建‘一水三城城市格局，加快建设特色鲜明的京西北中等城市。这项技术的应用，将为我们加快提升三大城区公共服务水平、加强基础设施建设提供有力的支持。我们将在城市建设中积极推广使用这项新技术，让全县人民都能使用上这样优质的水源。”

“这项工程是京津冀协同发展战略在怀来的具体实践，是怀来县和北理工县校合作的成功典范。”怀来县委副书记张志友说：“未来，还要不断深化双方的合作，共同将这项惠民工程打造成样板工程、示范工程、民心工程。”

杨宾介绍说：“我特别感谢怀来县委县政府领导，正是有他们敢于创新的精神，为民众着想的担当，才有了该技术在怀来县的成功应用。”

目前，为全面提升张家口市水质，张家口市委市政府已经把提升全市水质水改，尤其是崇礼奥运场馆直饮水工程列入张家口市奥运工程。张家口市政府与中国航天建设集团、北京理工大学就组建张家口水务集团公司签订了框架合作协议，为张家口市全面实现直饮水公共服务、惠及更多的城镇居民做出新的贡献。

“怀来县率先成为我国矿泉水直饮水入户城市，不仅惠民工程更是环境工程，为张家口做好举办冬奥会饮水保障提供了成功示范。在2020年前，张家口市将会全面实现直饮水公共服务，不但能够为保障冬奥会成功举办提供优质真饮矿泉水，而且全市450万百姓将首先受益。