1.自來水廠應(yīng)該怎樣升級(jí)改造？
自來水處理工藝經(jīng)過一百多年的發(fā)展，目前國(guó)外已歷經(jīng)四代工藝：
第一代是傳統(tǒng)的混凝、沉淀、過濾、加氯消毒四步法工藝，主要以去除原水中的懸浮物、濁度、色度和病原菌為主，對(duì)溶解性有機(jī)物去除能力極其有限。這一工藝發(fā)明至今已有一百多年的歷史了，它對(duì)早年處理以病原菌為主要對(duì)象的水質(zhì)凈化廠而言是適用的，一旦水源被污染，則會(huì)導(dǎo)致處理效果欠佳。
第二代是以臭氧、活性炭為核心的深度氧化技術(shù)，起源于上世紀(jì)七十年代，它是在第一代去除效果的基礎(chǔ)上，解決了有毒微量有機(jī)物及加氯消毒副產(chǎn)物的危害問題。但它的缺點(diǎn)是吸附了有機(jī)物的活性碳為病原菌、藻類等生長(zhǎng)提供了富含營(yíng)養(yǎng)物的溫床，藻類死亡后分解的具有致癌效應(yīng)的藻毒素可能殘留水中，因此飲用水的安全性仍然受到質(zhì)疑。
第三代是以超濾膜為核心的組合工藝，它是在上世紀(jì)九十年代開始應(yīng)用，在第一代工藝去除效果的基礎(chǔ)上，能有效減少氯代前驅(qū)物，且出水的濁度始終保持在極低的水平，對(duì)細(xì)菌、兩蟲（隱孢子蟲和賈第鞭毛蟲）、藻類等水生生物的去除率可達(dá)到100%, 但它的致命缺點(diǎn)是對(duì)有機(jī)物的去除幾乎沒有幫助，因此針對(duì)目前中國(guó)各自來水水源有機(jī)物含量超標(biāo)是主要矛盾的現(xiàn)狀，這一工藝仍存在極大的局限性。
第四代是以納濾技術(shù)為核心的新興工藝。納濾是納米技術(shù)與過濾技術(shù)交叉滲透而創(chuàng)新發(fā)明的介于超濾與反滲透之間的新興技術(shù)。它最顯著的特點(diǎn)就是在截留那些能透過超濾的有機(jī)物及重金屬的同時(shí)又能透濾被反滲透截留的部分礦物質(zhì)。因此納濾能耗比反滲透低，截留效果比超濾好，被譽(yù)為21世紀(jì)最有前途的水質(zhì)凈化技術(shù)。
然而，現(xiàn)在中國(guó)的情況是，一方面，國(guó)內(nèi)97%的自來水采用第一代的四步法工藝，另一方面，中國(guó)的江河湖泊，幾乎所有的水源地有機(jī)物污染不斷加重，四步法工藝不但難以去除有機(jī)污染物，反而在處理過程中因混凝劑的作用可能増加氯化消毒的前驅(qū)物，從而加氯消毒后會(huì)増加致癌的加氯消毒副產(chǎn)物。上述二方面因素的交互作用，是導(dǎo)致目前中國(guó)自來水質(zhì)無法達(dá)標(biāo)的根本原因。
綜上所述，針對(duì)目前中國(guó)水源微污染的現(xiàn)狀以及大量水廠仍然采用傳統(tǒng)的第一代四步法工藝的現(xiàn)實(shí)，筆者建議中國(guó)借鑒國(guó)外成功的經(jīng)驗(yàn)與應(yīng)用實(shí)踐，直接把自來水的處理工藝升級(jí)到第四代的納濾技術(shù)。
很多自來水廠不愿意改造，除了怕麻煩，另外一個(gè)理由是害怕改造成本太高，會(huì)造成水價(jià)猛漲。其實(shí)，我們測(cè)算過，在國(guó)家不補(bǔ)貼的情況下，將現(xiàn)有自來水處理工藝從第一代直接升級(jí)到第四代，每噸成本最高才增加0.7元，一個(gè)三口之家，按毎月用水20噸計(jì)算，即使財(cái)政不予任何補(bǔ)貼，每月増加15元的成本，在當(dāng)前的物價(jià)條件下，相信大家都可以接受。
從我們作為技術(shù)公司的角度看，各種不能改造自來水廠的理由都不能成立。因?yàn)樽鳛楣彩聵I(yè)的一部分，自來水改造可動(dòng)用財(cái)政等公共資金支持，真正體現(xiàn)出稅收“取之于民、用之于民”的特征；所以，現(xiàn)有自來水直接升級(jí)換代到第四代的納濾技術(shù)是完全可行的。而且工期很短，改造方便，難度沒有想象那么大。
下表是一個(gè)簡(jiǎn)略的測(cè)算。
城鎮(zhèn)人口 供水量 改造成本 改造工期 每噸水
增加費(fèi)用 每戶增加費(fèi)用（按每月20噸水計(jì)算）
10萬人 2萬噸/日 1000萬元 6-8個(gè)月 0.7元 14元
50萬人 10萬噸/日 4500萬元 6-8個(gè)月 0.6元 12元
100萬人 30萬噸/日 1.2億元 6-8個(gè)月 0.5元 10元
我想反復(fù)表達(dá)的是，自來水直接升級(jí)換代到第四代的納濾工藝，只要當(dāng)?shù)卣敢庾?，技術(shù)與工程完全沒有問題，投資也完全沒有問題。
在此，我們提供一個(gè)日處理5萬噸自來水的第四代納濾技術(shù)的改造范本，讓大家了解自來水改造的可行性與現(xiàn)實(shí)性。當(dāng)然，更精細(xì)要求更高的膜改造方法還很多，不一一列舉：
1.自來水廠原工藝流程為：回轉(zhuǎn)式隔板反應(yīng)斜管沉淀池+雙閥濾池+液氯消毒+清水池+二級(jí)泵房。到目前形成的主要設(shè)施為：三座絮凝沉淀池、一座雙閥濾池、兩座清水池、一座綜合加藥間、一座二級(jí)泵房。制水能力達(dá)到5.0萬m3/d規(guī)模。
2.改造方案：保留前處理流程，拆除清水池，在此塊地板上新建清水池，清水池上設(shè)置壓力式膜車間，采用納濾組件后的總工藝如下：回轉(zhuǎn)式隔板反應(yīng)斜管沉淀池+雙閥濾池+（納濾系統(tǒng)） +液氯消毒+清水池+二級(jí)泵房。
3.出水水質(zhì)：采用納濾技術(shù)處理沉淀池或?yàn)V池出水，其最大的特點(diǎn)是對(duì)水中微粒、膠體、細(xì)菌、病毒、臭味、色度、DBPs前體物及其他有機(jī)物質(zhì)能徹底去除，還可以有效的保留礦物資，受進(jìn)水波動(dòng)的影響小，出廠水質(zhì)將高于最新頒布的城市供水行業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到去除微污染，保留礦物質(zhì)的目的。
考慮到國(guó)內(nèi)的自來水凈化工藝?yán)匣?，檢測(cè)手段落后，已經(jīng)無法剔除水體中的有害微污染，我在此呼吁國(guó)家通過政府補(bǔ)貼、BOT等方式，逐步而漸進(jìn)地在自來水廠推廣納濾技術(shù)，改造水網(wǎng)，解決城鎮(zhèn)的飲水安全問題。
2、為什么需要安裝家用凈水機(jī)？
對(duì)于普通市民而言，在現(xiàn)階段水源污染未能改善、自來水消毒方法沒有升級(jí)、管網(wǎng)污染問題不能解決的情況下，唯一能夠自我保護(hù)的措施就是—安裝家用凈水機(jī)。從技術(shù)的成熟度和穩(wěn)定性上講，無論是水體中的化學(xué)有機(jī)物污染，還是重金屬污染，以及細(xì)菌、病毒等，均可通過小型的家用凈水設(shè)備完全過濾掉，其核心技術(shù)就是膜技術(shù)。膜技術(shù)在家庭凈水上的費(fèi)用并不高，一般兩三千元就可購(gòu)置一套，解決一家3-5口人的飲用水需求，后期的濾芯更換花費(fèi)也并不高，平均下來每天僅需1元錢左右，普通家庭均可承擔(dān)。
微濾（一般是PP棉）：可去除濁度等感觀狀物理污染物，也就是看得見的污染物。微濾在凈水機(jī)中，一般用于預(yù)處理，如PP棉，能直接阻擋泥沙、鐵銹等。PP棉一般3個(gè)月一換，最初是純白色的，換的時(shí)候看上去最恐怖，往往呈黃色或深褐色。有些商家就會(huì)用這個(gè)臟的濾芯恐嚇消費(fèi)者，說水污染多嚴(yán)重，他家的凈水機(jī)過濾效果多好。其實(shí)，PP棉過濾雖然恐怖，但只能證明水臟。水很臟跟水有毒是兩回事，家庭終端凈水機(jī)，不但要去臟，更要去毒。所以，如果有商家的凈水機(jī)只有PP棉這個(gè)環(huán)節(jié)，那肯定是不合格的。
超濾凈水器（主要表現(xiàn)為管道機(jī)）：目前巿面上銷售的凈水（非純水）器多為微濾或超濾產(chǎn)品，它們?cè)诟纳扑母杏^或去除致病菌方面是有效的，可去除細(xì)菌、病毒等微生物污染物，價(jià)格便宜，水通量大，無需用電、不浪費(fèi)水，缺點(diǎn)是只能去除物理與微生物污染，對(duì)引發(fā)疾病的化學(xué)污染物束手無策。超濾無法截留化學(xué)污染物而導(dǎo)致濾水中仍含有致癌的加氯消毒副產(chǎn)物、環(huán)境激素、農(nóng)藥、重金屬等微污染，因此超濾水作為生活用水勉強(qiáng)可以接受，作為飲水卻有硬傷。
超濾哪怕最小孔徑的其截留分子量都不可能小過1000，而有機(jī)污染物的分子量通常都小于1000，所以要用超濾膜來截留有機(jī)污染物是不可能的，需要提醒的是，市場(chǎng)上超濾凈水機(jī)所用的中空纖維膜其截留分子量都是幾十萬，絕對(duì)不能截留有機(jī)污染物。30年的工農(nóng)業(yè)污染，主要矛盾是150-1000分子量之間的激素、抗生素、農(nóng)藥污染嚴(yán)重；常規(guī)的砂濾、加氯、超濾、臭氧均無法解決。
反滲透純水機(jī)（RO凈水機(jī)，又叫純水機(jī)）：反滲透凈水機(jī)可以剔除水中的所有雜質(zhì)，缺點(diǎn)是必須接通電源才能工作，而且浪費(fèi)水，凈化1杯水，大體需要2杯水直接從下水道排走，很浪費(fèi)。反滲透雖然去除了各種化學(xué)污染物，但猶如潑盆中臟水時(shí)連小孩也一起沷掉一樣，它把水中天然存在且人體需要的礦物質(zhì)也去除了，凈化后的水呈微酸性，對(duì)人體健康不利。
納濾水機(jī)（去除微污染，保留礦物質(zhì)）：那么有沒可能找到一個(gè)既可以擁有超濾與反滲透的優(yōu)點(diǎn)又能克服兩者缺點(diǎn)的凈水技術(shù)呢？應(yīng)用納濾技術(shù)可以克服這一難題。
在飲用水凈化處理中，根據(jù)原水水質(zhì)及凈水要求的不同，有多種不同性能的納濾膜可供選擇。多數(shù)的商品納濾膜雖然在截留有機(jī)物與重金屬方面性能卓越，但在透濾二價(jià)的鈣、鎂礦物質(zhì)方面卻有缺陷，通常僅能透過一價(jià)離子，而人體需要的一些礦物質(zhì)如二價(jià)的鈣、鎂等元素則會(huì)與重金屬一起被截留，而且商品納濾膜與反滲透一樣需耗電、浪費(fèi)水，因此其應(yīng)用受到一定的限制。
針對(duì)上述問題，我們開發(fā)出分離性能獨(dú)特的NF-CORE納濾芯，它在截留有機(jī)物與重金屬的同時(shí)，可透濾人體所需的二價(jià)的鈣、鎂礦物質(zhì)，從而彌補(bǔ)了商品納濾膜的缺陷。更值得介紹的是，這一新型的NF-CORE納濾芯水通量大，對(duì)有機(jī)物與重金屬的截留率高，人體所需的二價(jià)的鈣、鎂礦物質(zhì)透濾性好。
納濾技術(shù)還是一個(gè)節(jié)能技術(shù)，無論是終端凈水方式，還是自來水廠的整體解決方案都是非常適用的。自來水廠哪天能用上納濾技術(shù)，我不太樂觀，但終端用上納濾水機(jī)確實(shí)可以保證居民的飲水安全。針對(duì)家庭不同的需求情況，還可以做組合安裝，比如，一般用水安裝超濾機(jī)，飲用水安裝納濾機(jī)。
另外，目前的家庭凈水機(jī)品牌繁多、雜亂，其關(guān)鍵的一點(diǎn)，就是凈水機(jī)行業(yè)尚未有一個(gè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，凈水行業(yè)還沒得到有效的規(guī)范。建議中國(guó)國(guó)家相關(guān)部門盡快行動(dòng)起來，推動(dòng)制定凈水方面的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)凈水市場(chǎng)進(jìn)行規(guī)范，有意識(shí)地培育幾個(gè)技術(shù)過硬、服務(wù)規(guī)范、有實(shí)力的大品牌。
（作者是新加坡國(guó)立大學(xué)教授、中國(guó)膜工業(yè)協(xié)會(huì)副理事長(zhǎng)、新加坡三達(dá)Suntar國(guó)際集團(tuán)董事局主席。）
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