宋仁元

　　新的更高的水質要求為應用新技術提供了動力，技術進步為應用新技術提供了基礎，精密的儀器和測試手段的應用為新技術提供了可能。
　　這里提供部分新技術和發展趨勢供參考。

　　一. 因水、因地、因儀器制宜確定凈水工藝

　　制水工藝的任務是以最經濟合理的方法把原水中所含的污染物和出廠水中所允許的污染物之間的差額去除掉。因為出廠水質的要求有所不同，尤其是原水中污染物的品種和濃度相差很大，因此凈水的任務差別很大，不宜機械套用其他城市的成功經驗。
　　歐美一般在設計凈水廠前先做模型試驗，作幾種工藝方案的比較，從而選擇優化的工藝和參數。如美國洛杉嘰新水廠經模型試驗比較，選擇了直接過濾工藝，濾速為32m/時，這個濾速是我們當前設計的3－4倍。如果未經試驗比較，不可能選用這樣優化工藝。
　　又如法國利安公司為推廣V型濾池，先在澳門采用。該公司在珠海的坦洲鎮經營了一個供水區，水廠的濾池用了雙閥濾池。他們為悉尼設計的水廠采用V型濾池直接過濾工藝，濾速為24m/時。最近澳門又建了一個水廠叫大水塘水廠，共12萬m3/日，第一期為6萬m3/日，他們采用煤砂雙層濾料濾池直接過濾，濾速為10.8m/時。我感到他們是從實際出發，因地制宜選擇工藝設備。
　　又如臭氧活性炭凈水工藝在歐美使用比較普遍，在美國則使用不多。很重要的因素之一是二地水源特征有所不同。在歐洲，多腦河等主要河流均為多國河流，河流流量并不大，沿河經過許多經濟發達的城市，它的水體經過多次使用。雖然排放的污水均經過處理，生物可降解的有機物，如氨氮的含量很低，但生物不可降解的有機物，經多次使用則不斷積累。這類水用臭氧活性炭工藝是很針對有效的。在美國，很多水源中不可降解的有機物并不高，他們就不一定要用臭氧活性炭工藝。

　　 二. 膜法和顆粒計數器的應用可能有較大發展

　　從技術上講，微濾和超濾可以替代常規處理，納濾和反滲透可以替代深度處理。過去由于價格原因尚不宜用于城市水廠。近幾年來膜技術有很大進步，價格也有較大下降。在荷蘭，近五年來每平方米超濾價格下降到原來的1/5,預計將降到1/20。微濾和常規凈水工藝的成本已相對接近。以前美國有的文獻介紹，在2萬m3/日以下常規凈水廠用膜法替代在技術經濟上是合理的，有的文獻則認為5000m3/日以下是合理的。最近美國在建規模為10萬m3/日的超濾水廠。世界上超濾水廠的能力已超過100萬m3/日，其中約三分之二為98及99年建設的。膜法技術進步和價格下降的空間比常規凈水工藝和深度處理更大。隨著技術進步和價格下降，膜法替代常規處理或深度處理有相當可能。
　　另外，美國等經濟發達國家，對隱性孢子蟲，賈弟氏蟲等微生物指標感到很傷腦筋。解決這類微生物指標最可靠的辦法一是燒開喝，二是用膜過濾，現在較多使用方法把濁度降低到0.1NTU，以提高其去除率。但降到0.1NTU不一定隱性孢子蟲就是安全。替代濁度更正確的方法是顆粒計數器測定上述原生動物大小的顆粒。用這個方法來判斷原生動物比濁度更正確。美國賓州要求州內水廠每毫升出廠水中3－18微米的顆粒小于10粒。但顆粒計數器不能判斷這10粒是什么。隱性孢子蟲問題的困擾將推動膜法和顆粒計數器的應用。

　　三. 臭氧消毒及臭氧活性炭工藝將有發展

　　現在國際上的概念，把消毒分成二部分，一是工藝工程的氧化消毒，二是為保持管網余氯(或其他消毒劑)而加的消毒劑。就工藝過程的氧化消毒而言，臭氧有很多優點：氧化消毒能力最強；能滅活隱性孢子蟲和賈弟氏蟲；能把不能降解的有機物氧化為可降解的有機物：能去除部分致臭味的有機物。由于技術進步，生產臭氧的電耗和設備價格也有所降低。這些因素將推動臭氧使用的增加。但使用臭氧后有個很大的缺點是醛、酮等有機物大量增加，為細菌繁殖提供了豐富的營養，這種水在管網中很容易繁殖細菌。一般在臭氧氧化后再需要生物處理，通常用活性炭。歐洲較普遍的做法是再加個活性炭池，而美國一般用雙層濾料濾池，上層為活性炭，下層為砂，生物處理和過濾一池二用。
　　臭氧的應用也受其副產物溴酸鹽的制約。溴酸鹽是三類致癌物質，世界衛生組織的準則值為25微克/升，此時人的終身風險為10萬分之7，美國標準為10微克/升。總的講,隨著污染加劇，水質要求提高及臭氧使用的增加，臭氧活性炭工藝的應用將有所增加。

　　四.關于消毒劑的選用

　　實際上各種消毒劑都有它的優缺點，都會產生在定性上相當可怕的副產物。使用各種消毒劑都要求其副產物的濃度不超過標準的允許值。以前對加氯引起氯仿等副產物強調得多了些，引起了一些誤解，以致拉丁美洲好多國家錯誤地削弱了消毒，導致霍亂大流行。為此1993年世界衛生組織強調完善的消毒，寧可把氯仿標準提高到200微克/升，即使如此，細菌等的風險仍大于氯仿。
　　美國是最早發現氯消毒副產物的國家，而且對這方面研究也較深。據1991－1992年統計，美國1256個主要供水企業，其服務人口為2.09億人，其消毒劑使用情況如下：按水廠計，氯占64％，氯胺12％，二氧化氯6％，高錳酸鉀18％；如按服務人口統計，氯占46％，氯胺25％，臭氧2％，二氧化氯6％，高錳酸鉀21％。
　　荷蘭、德國、瑞士蘇黎世等歐洲少數城市在出廠水中已不加消毒劑，沒有余氯是成就還是愚蠢？近二年有多篇論文討論出廠水要不要有余氯。國際水協于1998年分別在美國和歐洲組織了二次專題討論會。會議基本結論是：保持管網余氯有很多好處。只有水廠處理后的水，細菌學指標非常好；有機物很低，其中AOC(可吸收的有機炭吸附)小于10微克/升(象北京水源九廠這樣好的水源，凈水過程還經活性炭吸附，AOC近100微克/升)；管網很清潔；防止二次污染的措施很嚴密，這樣才能保持細菌學指標的安全，又減少消毒副產物的危害和消毒劑對嗅味的影響。但這樣做要非常謹慎，一般用逐步降低的方法。美國不想在這方面有所引導。在我國的情況，主要問題是加強消毒，這類問題可待較遠的將來再考慮。

　　五. 對快濾池反沖洗水的利用持謹慎的態度

　　美國密爾沃基市發生隱性孢子蟲水質事故，直接的原因是短期出廠水濁度較高，原來經常為0.25NTU，后因控制不善濁度提高到1.7NTU，濁度去除率降低，大量隱性孢子蟲帶出去。但內在的原因是因快濾池沖洗廢水重復利用,把濾池中截留的污染物又回到了原水，濃縮了原水中的污染物，經過多次濃縮進水中隱性孢子蟲濃度很高。這個事故后，歐美對沖洗水的重復利用很謹慎。美國有的州要求處理后再用，有的要求嚴密監測水質，有的不許用。美國計劃于明年10月制訂一個統一的法規。最近澳門從事一項研究，把快濾池反沖洗水經微濾處理后再利用。利用快濾池廢水有其優點，尤其是水源短缺或遠距離引水的地方，但權衡利用時要考慮多種污染物濃縮的因素，或者采取必要的措施。

　　六. 高分子混凝劑(聚合物)對凈水有重要作用

　　這也是多年以來的事，我國用得不多，故再提一下。高分子混凝劑一般用作助凝劑或助濾劑。用作助凝劑后對混凝、沉淀效果有明顯改善，過濾效果也有所提高。用作助凝劑，濾池去除率將明顯提高，即使濾速較高，出水濁度也可很低。上述洛杉磯市水廠采用直接過濾，濾速在30m/時以上，出水濁度仍為0.1NTU，其中很重要的措施之一是采用高分子助濾劑。日本不許用有機高分子混凝劑，只允許用無機的，歐美則用得比較普遍。其實，只要控制單體含量在標準以下就可放心使用。世界衛生組織規定聚丙烯先胺單體濃度為小于0.5微克/升。