1.自來水廠應(yīng)該怎樣升級改造？
自來水處理工藝經(jīng)過一百多年的發(fā)展，目前國外已歷經(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，對溶解性有機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，它對早年處理以病原菌為主要對象的水質(zhì)凈化廠而言是適用的，一旦水源被污染，則會導(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物及加氯消毒副產(chǎn)物的危害問題。但它的缺點是吸附了有機物的活性碳為病原菌、藻類等生長提供了富含營養(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到100%, 但它的致命缺點是對有機物的去除幾乎沒有幫助，因此針對目前中國各自來水水源有機物含量超標(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)。它最顯著的特點就是在截留那些能透過超濾的有機物及重金屬的同時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)在中國的情況是，一方面，國內(nèi)97%的自來水采用第一代的四步法工藝，另一方面，中國的江河湖泊，幾乎所有的水源地有機物污染不斷加重，四步法工藝不但難以去除有機污染物，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)致目前中國自來水質(zhì)無法達標(biāo)的根本原因。
綜上所述，針對目前中國水源微污染的現(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，筆者建議中國借鑒國外成功的經(jīng)驗與應(yīng)用實踐，直接把自來水的處理工藝升級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，另外一個理由是害怕改造成本太高，會造成水價猛漲。其實，我們測算過，在國家不補貼的情況下，將現(xiàn)有自來水處理工藝從第一代直接升級到第四代，每噸成本最高才增加0.7元，一個三口之家，按毎月用水20噸計算，即使財政不予任何補貼，每月増加15元的成本，在當(dāng)前的物價條件下，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。因為作為公共事業(yè)的一部分，自來水改造可動用財政等公共資金支持，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。
下表是一個簡略的測算。
城鎮(zhèn)人口 供水量 改造成本 改造工期 每噸水
增加費用 每戶增加費用（按每月20噸水計算）
10萬人 2萬噸/日 1000萬元 6-8個月 0.7元 14元
50萬人 10萬噸/日 4500萬元 6-8個月 0.6元 12元
100萬人 30萬噸/日 1.2億元 6-8個月 0.5元 10元
我想反復(fù)表達的是，自來水直接升級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、一座二級泵房。制水能力達到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+二級泵房。
3.出水水質(zhì)：采用納濾技術(shù)處理沉淀池或濾池出水，其最大的特點是對水中微粒、膠體、細(xì)菌、病毒、臭味、色度、DBPs前體物及其他有機物質(zhì)能徹底去除，還可以有效的保留礦物資，受進水波動的影響小，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)，達到去除微污染，保留礦物質(zhì)的目的。
考慮到國內(nèi)的自來水凈化工藝?yán)匣瑱z測手段落后，已經(jīng)無法剔除水體中的有害微污染，我在此呼吁國家通過政府補貼、BOT等方式，逐步而漸進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？
對于普通市民而言，在現(xiàn)階段水源污染未能改善、自來水消毒方法沒有升級、管網(wǎng)污染問題不能解決的情況下，唯一能夠自我保護的措施就是—安裝家用凈水機。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)在家庭凈水上的費用并不高，一般兩三千元就可購置一套，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個月一換，最初是純白色的，換的時候看上去最恐怖，往往呈黃色或深褐色。有些商家就會用這個臟的濾芯恐嚇消費者，說水污染多嚴(yán)重，他家的凈水機過濾效果多好。其實，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，不但要去臟，更要去毒。所以，如果有商家的凈水機只有PP棉這個環(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）：目前巿面上銷售的凈水（非純水）器多為微濾或超濾產(chǎn)品，它們在改善水的感觀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，價格便宜，水通量大，無需用電、不浪費水，缺點是只能去除物理與微生物污染，對引發(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污染物是不可能的，需要提醒的是，市場上超濾凈水機所用的中空纖維膜其截留分子量都是幾十萬，絕對不能截留有機污染物。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（RO凈水機，又叫純水機）：反滲透凈水機可以剔除水中的所有雜質(zhì)，缺點是必須接通電源才能工作，而且浪費水，凈化1杯水，大體需要2杯水直接從下水道排走，很浪費。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，對人體健康不利。
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物與重金屬方面性能卓越，但在透濾二價的鈣、鎂礦物質(zhì)方面卻有缺陷，通常僅能透過一價離子，而人體需要的一些礦物質(zhì)如二價的鈣、鎂等元素則會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、浪費水，因此其應(yīng)用受到一定的限制。
針對上述問題，我們開發(fā)出分離性能獨特的NF-CORE納濾芯，它在截留有機物與重金屬的同時，可透濾人體所需的二價的鈣、鎂礦物質(zhì)，從而彌補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，對有機物與重金屬的截留率高，人體所需的二價的鈣、鎂礦物質(zhì)透濾性好。
納濾技術(shù)還是一個節(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確實可以保證居民的飲水安全。針對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，飲用水安裝納濾機。
另外，目前的家庭凈水機品牌繁多、雜亂，其關(guān)鍵的一點，就是凈水機行業(yè)尚未有一個國家標(biāo)準(zhǔn)，凈水行業(yè)還沒得到有效的規(guī)范。建議中國國家相關(guān)部門盡快行動起來，推動制定凈水方面的國家標(biāo)準(zhǔn)，對凈水市場進行規(guī)范，有意識地培育幾個技術(shù)過硬、服務(wù)規(guī)范、有實力的大品牌。
?。ㄗ髡呤切录悠聡⒋髮W(xué)教授、中國膜工業(yè)協(xié)會副理事長、新加坡三達Suntar國際集團董事局主席。）
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