在今年8月3日的2007水業(yè)高級(jí)技術(shù)論壇上，清華大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程系教授的劉文君教授以《應(yīng)對(duì)新水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)有自來(lái)水廠技術(shù)改造對(duì)策》為題進(jìn)行發(fā)言，以下內(nèi)容根據(jù)發(fā)言內(nèi)容整理（未經(jīng)本人審核）。

　　我主要講4個(gè)方面的內(nèi)容，第一個(gè)是新標(biāo)準(zhǔn)的特點(diǎn)，第二個(gè)是我們?cè)妓创嬖诘膯?wèn)題，第三個(gè)是線網(wǎng)的工藝和現(xiàn)狀，第四個(gè)是討論。
　　我們水質(zhì)的指標(biāo)是106項(xiàng)，其中常規(guī)42項(xiàng)，非常規(guī)的64項(xiàng)。常規(guī)里面包括微生物學(xué)4項(xiàng)，毒理學(xué)是15項(xiàng)，無(wú)機(jī)物是12項(xiàng)，有機(jī)物是3項(xiàng)，等等。非常規(guī)的微生物學(xué)是2個(gè)，毒理學(xué)是59項(xiàng)，無(wú)機(jī)物是9項(xiàng)，有機(jī)物是54項(xiàng)等等。我們對(duì)新的標(biāo)準(zhǔn)做一個(gè)特點(diǎn)的分析，就能發(fā)現(xiàn)主要是微生物的增加，說(shuō)明我們對(duì)微生物的安全性和重視的程度要大大加強(qiáng)。
　　消毒劑從過(guò)去的1項(xiàng)增加了4項(xiàng)，所以這應(yīng)該引起我們的關(guān)注。無(wú)機(jī)物從10個(gè)增加到了21個(gè)，有機(jī)物從5個(gè)增加到了53個(gè)，感官指標(biāo)從15項(xiàng)增加到了20項(xiàng)，在沒(méi)有增加的里面修訂了8項(xiàng)，像總大腸桿菌是從1CFU/L到不得檢出，硝酸鹽是從20毫克/升到10毫克/升。
　　分析了新的標(biāo)準(zhǔn)以后，我們對(duì)新的標(biāo)準(zhǔn)有所理解。第一個(gè)是加強(qiáng)了對(duì)有機(jī)物、微生物和消毒等的要求，統(tǒng)一了城鎮(zhèn)和農(nóng)村飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，基本實(shí)現(xiàn)了飲用水標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)際接軌。
　　所以，這里要注意一點(diǎn)，我們只是說(shuō)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)接軌，但是我們的水質(zhì)能不能接軌不好說(shuō)，因?yàn)槲覀兡懿荒苓_(dá)到標(biāo)準(zhǔn)不好講。再一個(gè)達(dá)到這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是一個(gè)及格的標(biāo)準(zhǔn)，不要以為我們達(dá)到這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)以后，就是水平很高了。在美國(guó)做每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)候一定是高于國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)是考慮全國(guó)通用的情況，每個(gè)地區(qū)會(huì)定一個(gè)更嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。所以，我們只能說(shuō)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)跟國(guó)際接軌了，但是水質(zhì)要看我們水廠改造的情況。
　　水源現(xiàn)在污染嚴(yán)重，我們自來(lái)水的處理是代人受過(guò)，因?yàn)樗床粴w我們管。我們希望各個(gè)部門(mén)能夠把水源管好。去年環(huán)保局的公報(bào)上說(shuō)，全國(guó)的745個(gè)地表水國(guó)控?cái)嗝嬷校?類以內(nèi)的水體只占40%，有48%屬于劣V類水體，其中城市河段的污染更為嚴(yán)重。湖泊和水庫(kù)的污染十分嚴(yán)重，全國(guó)27個(gè)國(guó)控重點(diǎn)湖、庫(kù)中3類以內(nèi)的水體只占31%。主要的污染物是氮、磷、藻，還包括藻毒素和其他有可能引起我們水質(zhì)變化的其他的有機(jī)物。
　　10年之內(nèi)我們的水源水質(zhì)不會(huì)有根本性的好轉(zhuǎn)，能夠保持我們現(xiàn)在這個(gè)現(xiàn)狀就很不錯(cuò)。所以上一次去太湖，我有一個(gè)觀點(diǎn)是，不要以為我們國(guó)家很重視，花很多錢(qián)，就意味我們的水源水質(zhì)有很大的好轉(zhuǎn)。技術(shù)有作用，但是作用有限。現(xiàn)在的發(fā)展模式?jīng)Q定了我們的水源水質(zhì)不可能有一個(gè)根本的好轉(zhuǎn)。
　　水源的污染物第一個(gè)是耗氧量，日本是用高錳酸鉀來(lái)表示，他們的3相當(dāng)于我們的1，所以我們的3不是一個(gè)最危險(xiǎn)的標(biāo)準(zhǔn)。氨氮本身對(duì)健康的危害并沒(méi)有那么大，根據(jù)WHO的指南，如果氨氮對(duì)人體有害基本上在37.5毫克/升以上。但是它有其他的危害，第一個(gè)它預(yù)示著水源受到污染，還有對(duì)于消毒有比較大的影響。微量有機(jī)物還沒(méi)有引起我們高度的關(guān)注。因?yàn)槲覀儸F(xiàn)在更多探討的是耗氧量和藻類和嗅味，對(duì)于微量有機(jī)物還沒(méi)有重視。對(duì)于致病的微生物，這個(gè)會(huì)對(duì)我們有比較大的影響。還有藻類，據(jù)我了解，大多數(shù)的水源基本上都有，只不過(guò)是引起注意和沒(méi)有引起注意，或者是公開(kāi)或者是沒(méi)有公開(kāi)的問(wèn)題。再一個(gè)就是臭、味，因?yàn)槔习傩諏?duì)于水質(zhì)不是很了解，臭、味是最直接、最敏感的，包括顏色和濁度可以看出來(lái)。臭、味的健康危害比那些看不見(jiàn)摸不著的小一點(diǎn)，但是它的關(guān)心點(diǎn)是比較大的，因?yàn)樗苯涌梢月劦健＿€有其他的污染物。
　　我們回過(guò)頭來(lái)說(shuō)水處理工藝的問(wèn)題，第一個(gè)是控制水傳播致病微生物，2004年美國(guó)工程院評(píng)選20世紀(jì)20大水工程進(jìn)展里面排在第4位，就是水處理對(duì)于致病微生物的控制，大大保護(hù)了人類身體的健康。這個(gè)可能大家有切身的感受，比如說(shuō)國(guó)內(nèi)以前的霍亂還是比較多的，有了水處理之后得到了很大的改善。
　　再一個(gè)是控制水中化學(xué)污染物，就是有毒物質(zhì)的控制。這可能是會(huì)拉肚子或者是感冒等等，那么它的積累需要十幾年或者是幾十年的積累，當(dāng)您感覺(jué)有問(wèn)題的時(shí)候已經(jīng)來(lái)不及了。
　　一個(gè)是提高水的舒適度，在健康的前提下，我們要求水質(zhì)口感比較好。這里面包括顏色、臭、味和口感等等的問(wèn)題。這個(gè)是我們的一個(gè)目標(biāo)。
　　我們傳統(tǒng)的處理工藝就是混凝、沉淀、過(guò)濾、消毒。我們不能批評(píng)它，因?yàn)槟壳霸谌澜缢匀皇侵髁鞯奶幚砉に嚒０绹?guó)和加拿大，當(dāng)然跟他們的水源水質(zhì)好有關(guān)系。對(duì)于中國(guó)來(lái)講，大多數(shù)這樣的工藝是有優(yōu)點(diǎn)的，但是針對(duì)我們國(guó)內(nèi)的情況，它有它的局限性。已經(jīng)不能滿足我們現(xiàn)在社會(huì)的水質(zhì)要求了。
　　第一個(gè)方面就是剛才說(shuō)的，因?yàn)槲覀兊乃匆呀?jīng)被污染了，常規(guī)處理工藝以前針對(duì)的不是我們現(xiàn)在的水質(zhì)問(wèn)題，它主要是針對(duì)水中的無(wú)機(jī)顆粒物的問(wèn)題。第二個(gè)是水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)越來(lái)越嚴(yán)格，第三個(gè)就是消毒的問(wèn)題，還有微量有機(jī)物的問(wèn)題，常規(guī)處理工藝無(wú)能為力，所以我們要采取新的技術(shù)組合，才能有安全、干凈的生活飲用水。這個(gè)是我想講的工藝改造的問(wèn)題。我們現(xiàn)在要改造的有幾個(gè)方面？第一個(gè)方面是采用預(yù)處理，預(yù)處理加在水處理工藝的前面。還有一塊可以在水處理工藝和常規(guī)處理工藝后面加深度處理。還有一個(gè)是消毒。中國(guó)是99%，其他的國(guó)家，比如說(shuō)美國(guó)45%以上采用的是氯消毒。這個(gè)消毒怎么改進(jìn)，下面我分別來(lái)講。
　　預(yù)處理我們有幾種方法，第一個(gè)是氧化法，一個(gè)是化學(xué)氧化，一個(gè)是生物氧化，化學(xué)氧化有氯氣預(yù)氧化、高錳酸鉀預(yù)氧化、二氧化氯預(yù)氧化，還有臭氧預(yù)處理。生物氧化是生物濾池和生物接觸氧化。再有預(yù)處理的方法就是吸附法，這是粉末活性炭，這是運(yùn)用最廣泛和最有效的方法，還有粘土吸附，這在南方的一些地區(qū)也在使用。
　　這個(gè)是浙江的水廠運(yùn)行圖，運(yùn)行了好幾年，效果還不錯(cuò)。
　　這個(gè)是化學(xué)預(yù)氧化的，我們水處理工藝化學(xué)的氧化，通常是以不變應(yīng)萬(wàn)變，根據(jù)我們水質(zhì)的變化加活性炭等等的東西。特別是活性炭，為了應(yīng)急，很多的地方都上了。從水處理的觀點(diǎn)看，針對(duì)水處理的變化，我們要應(yīng)對(duì)不同水質(zhì)的特點(diǎn)。
　　還有一個(gè)是常規(guī)工藝的改進(jìn)，國(guó)內(nèi)很多是水力的改進(jìn)。我個(gè)人看到，機(jī)械的是比較好的，比如說(shuō)機(jī)械加速澄清池，對(duì)于水質(zhì)的改善和負(fù)荷的變化是有很大的幫助的。因?yàn)閲?guó)內(nèi)很多的水廠的負(fù)荷是變化很大的。比如說(shuō)珠海，它的處理能力是80萬(wàn)，采用了加速澄清池，效果很好。另外一個(gè)就是Actiflo澄清池，在北京改造，改造之后效果很好。再一個(gè)是強(qiáng)化混凝，這個(gè)在美國(guó)有特殊的含義，調(diào)pH值，加注凝劑、增加混凝劑量。我們的常規(guī)工藝可以達(dá)到1.1，廣州的水廠管理好的時(shí)候可以到0.04。澳門(mén)的水廠基本上是0.04到0.15，所以達(dá)到1.1以下不是很困難的。
　　還有一個(gè)是浮沉池，這個(gè)很有用，因?yàn)槲覀儑?guó)內(nèi)很多地方的藻類爆發(fā)是季節(jié)性的。所以在沉淀池的前面，改一段為氣浮，如果有藻的時(shí)候把氣浮打開(kāi)，如果沒(méi)有的時(shí)候就關(guān)了。這個(gè)對(duì)于藻類的爆發(fā)會(huì)有一個(gè)適應(yīng)性。還有過(guò)濾，這個(gè)文章做得不是很多了，因?yàn)檫@個(gè)要保證濁度。像生物濾池和強(qiáng)化過(guò)濾，能不能保證濁度？像炭砂過(guò)濾在國(guó)外是很有用的，在美國(guó)有很大一部分比例是這種濾池。還有翻板濾池，這個(gè)對(duì)于水質(zhì)的改善不是特別地明顯。
　　還有一個(gè)是深度處理，用得最多的就是臭氧活性炭。北京用的活性炭吸附都是用的臭氧活性炭。廣州和深圳的水廠等等，做完了臭氧活性炭的效果還是不錯(cuò)的，蘭州的水質(zhì)也還是比較好的。但是這有一個(gè)微生物的安全性問(wèn)題。我們今年對(duì)于廣州的水廠進(jìn)行了研究。到目前為止用了臭氧活性炭之后，出水量有沒(méi)有增加，我們新的結(jié)果會(huì)報(bào)告給大家。還有一個(gè)問(wèn)題，臭氧活性炭的微生物是不是抗氯的。去年我們?cè)诿绹?guó)調(diào)研的時(shí)候，他們發(fā)現(xiàn)臭氧活性炭的微生物是從炭上長(zhǎng)出來(lái)的，而且消毒不太容易控制，所以他們改成了紫外線加氯的方式。所以我們想看一下有沒(méi)有影響，但是有一個(gè)結(jié)論，它的微生物的量增加了很多，包括顆粒物也增加了很多。包括膜過(guò)濾，剛才陳總已經(jīng)講了很多了，我不多講了。我認(rèn)為技術(shù)上沒(méi)有什么問(wèn)題，就是成本上的問(wèn)題。
　　再有就是消毒，剛才講了消毒副產(chǎn)物，我們現(xiàn)在跟美國(guó)一樣，對(duì)加氯量有限制，以前我們只對(duì)余氯有限制，現(xiàn)在對(duì)于氯的濃度也有要求。所以，也不能太高，對(duì)于氯的副產(chǎn)物的要求也比較嚴(yán)。我們國(guó)內(nèi)大多數(shù)采用了氯消毒，對(duì)于消毒的方式進(jìn)行優(yōu)化，一個(gè)是優(yōu)化氯消毒，一個(gè)是采用統(tǒng)合式的IDDF消毒設(shè)計(jì)框架，這個(gè)是提高了水力和時(shí)間，通過(guò)改進(jìn)能源的消毒方式。還有順序消毒技術(shù)，這個(gè)對(duì)于微生物和消毒副產(chǎn)物的控制也是有用的。
　　再一個(gè)是紫外線的復(fù)合消毒。我們?cè)跂|莞做了一年的試驗(yàn)，結(jié)論是紫外線對(duì)于水中微生物的控制很有效，而且成本不貴，月均的費(fèi)用是在0.015元以內(nèi)。但是必須要考慮到紫外線沒(méi)有持續(xù)的效果，要保證安全性。
　　還有采用二氧化氯和臭氧。
　　上面我們講了水質(zhì)的特點(diǎn)和工藝。我們下面講什么樣的水質(zhì)用什么樣的工藝。
　　首先是對(duì)有機(jī)物進(jìn)行分析。籠統(tǒng)來(lái)講有機(jī)物是TOC，一個(gè)是溶解的DOC和不溶解的POC。DOC里面又分微生物能降解的BDOC和不能生物降解的NBDOC，BDOC里面還有AOC。不同工藝單元對(duì)于有機(jī)物的去除能力，我們做了一個(gè)常規(guī)性的混凝沉淀。對(duì)于有機(jī)物的處理，以特性來(lái)劃分，我們經(jīng)常用分子量來(lái)表示。1萬(wàn)到10萬(wàn)之間的混凝沉淀可以去除。當(dāng)然顆粒性的有機(jī)物是完全可以通過(guò)混凝沉淀去除的。活性炭去除力也很有限，3千到1萬(wàn)混凝沉淀可以有效去除，生物處理可以部分去除，但是活性炭處理不了。在1千到3千之間的混凝沉淀去除很有限，有機(jī)物分布大部分的組成是在3千以下的，再用混凝基本上是沒(méi)有作用的。生物處理可以去除相當(dāng)一部分，活性炭吸附就很有效的。那么500到1000的混凝沉淀去除不了，還會(huì)有增加。因?yàn)榛炷?dāng)中，混凝和有機(jī)物結(jié)合，會(huì)有增加。生物處理可以部分去除小于500的，混凝沉淀基本上是沒(méi)有作用的。活性炭對(duì)于500到1000的和500以下的都有很好的效果。所以，水處理是科學(xué)的。把它的特點(diǎn)分析清楚以后，它是有規(guī)律可循的。
　　不同的工藝單元對(duì)有機(jī)物去除能力不再仔細(xì)講了，主要講膜處理的特點(diǎn)、工藝改造時(shí)候的費(fèi)用。我們以常規(guī)工藝作為參照，活性炭對(duì)于有機(jī)物的去除可以增加20%到50%，對(duì)于亞硝酸鹽去除不大，但是對(duì)于味道有一定的效果，活性炭每天增加80~100元，轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用是增加0.1~0.15元，對(duì)于氨氮是有少量的效果，對(duì)于亞硝酸鹽也有少量的效果，對(duì)于色、臭味是很有效果的。對(duì)于AOC是有部分的效果，對(duì)于Ames活性炭是很有效。生物處理主要是去除氨氮，對(duì)于有機(jī)物處理有限，大概在20%左右。這個(gè)增加的費(fèi)用是每天100元左右，運(yùn)轉(zhuǎn)的費(fèi)用是0.1元左右。強(qiáng)化混凝可以部分去除有機(jī)物，運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用是增加0.02~0.05元。強(qiáng)化這個(gè)改造之后可能要曝氣，運(yùn)行的費(fèi)用大概是2分錢(qián)。
　　深度處理工藝的選擇，我們提到不同的水質(zhì)和處理情況，第一個(gè)是藻類含量較高的水庫(kù)水，一般是SS、氨氮、COD均較低，用臭氧預(yù)氧化、混凝氣浮、臭氧、活性炭工藝。
　　一般水源水是氨氮小于1.0毫克/升，COD小于6毫克/升。是用源水、混凝、沉淀、砂濾、臭、活性炭。氨氮濃度比較低，COD的程度比較高的是通過(guò)強(qiáng)化混凝、沉淀、活性過(guò)濾然后臭氧加活性炭。最后一種情況是氨氮和COD都比較高，是生物處理和強(qiáng)化混凝然后沉淀加活性炭最后是臭氧加活性炭。
　　我個(gè)人認(rèn)為膜技術(shù)應(yīng)該是21世紀(jì)最有前途的一個(gè)工藝。膜處理加上活性炭的吸附，加上紫外線消毒，我認(rèn)為是最理想的工藝。現(xiàn)在我們正在做試驗(yàn)，現(xiàn)在在濟(jì)南用立昇的膜在做，初步的結(jié)果對(duì)于藻類的去除效果很好。但是我們現(xiàn)在做的時(shí)間比較短，還繼續(xù)在做，所以這個(gè)速率還需要進(jìn)一步完善。我個(gè)人認(rèn)為膜處理的選擇一個(gè)是混凝、沉淀、過(guò)濾加粉末活性炭加超濾。但是這個(gè)過(guò)程太長(zhǎng)了，我個(gè)人傾向不要過(guò)濾。第二種是原水經(jīng)過(guò)混凝、沉淀、粉末活性炭、超濾。第三種是原水經(jīng)過(guò)混凝、沉淀、活性炭過(guò)濾、超濾。粉末炭吸附的容量是跟混凝的程度有關(guān)，所以要控制水質(zhì)。我們要求的目標(biāo)都很低，比如說(shuō)藻毒素的吸附量都是很少的，所以這個(gè)時(shí)候活性炭的長(zhǎng)期使用效果更好一些。第四種是原水經(jīng)混凝、沉淀、超濾和活性炭過(guò)濾。
　　工藝要根據(jù)不同的水質(zhì)情況進(jìn)行選擇。
　　第一個(gè)照片是蘭州水廠運(yùn)行的照片；第二個(gè)是新加坡的膜處理實(shí)例，這可以處理到連污水都可以喝的程度，所以這只是成本問(wèn)題；第三個(gè)我要講一個(gè)特殊的例子，這就是紫外線的高級(jí)氧化處理，現(xiàn)在的活性炭很好，但是有一個(gè)缺點(diǎn)，它只是把一個(gè)污染物轉(zhuǎn)移到活性炭表面，并沒(méi)有把它分解。那么轉(zhuǎn)移之后怎么辦？長(zhǎng)期應(yīng)用的話，活性炭還需要經(jīng)過(guò)一個(gè)處理，從我們長(zhǎng)期使用的角度講，還需要無(wú)害化。比如說(shuō)硝基苯，我們用高級(jí)氧化就把它去掉了，可是使用活性炭就僅僅是轉(zhuǎn)移了，我們學(xué)校有一個(gè)老師用紫外線去氧化，發(fā)現(xiàn)紫外線對(duì)硝基苯的分解效果非常好。紫外線高級(jí)氧化工藝現(xiàn)在有一個(gè)實(shí)例，就是在荷蘭的PWN水廠，這是全球使用紫外線在高級(jí)氧化處理方面的一個(gè)實(shí)例。他們的標(biāo)準(zhǔn)是比較嚴(yán)的，每天10萬(wàn)噸，效果非常不錯(cuò)的，這是他們廠外圍的情況。
　　所以我們想國(guó)內(nèi)也可以開(kāi)展相關(guān)的研究，就是高級(jí)氧化在水處理當(dāng)中的應(yīng)用，這是有成功實(shí)例的。
　　我們國(guó)家“863”的時(shí)候?yàn)槲覀兊哪戏降貐^(qū)安全飲用水保障提供的技術(shù)支持，北方地區(qū)安全飲用水保障提供的技術(shù)支持，還有太湖地區(qū)安全飲用水保障技術(shù)支持，所以包括很多水環(huán)境的監(jiān)測(cè)和改善，很多的核心都是飲用水的安全。在“十一五”的時(shí)候我們國(guó)家會(huì)投入大量的經(jīng)費(fèi)改善水質(zhì)，所以我個(gè)人對(duì)于我們提高水質(zhì)抱有希望。謝謝大家！
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