宋仁元

　　新的更高的水質(zhì)要求為應(yīng)用新技術(shù)提供了動(dòng)力，技術(shù)進(jìn)步為應(yīng)用新技術(shù)提供了基礎(chǔ)，精密的儀器和測(cè)試手段的應(yīng)用為新技術(shù)提供了可能。
　　這里提供部分新技術(shù)和發(fā)展趨勢(shì)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(wù)是以最經(jīng)濟(jì)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?yàn)槌鰪S水質(zhì)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(wù)差別很大，不宜機(jī)械套用其他城市的成功經(jīng)驗(yàn)。
　　歐美一般在設(shè)計(jì)凈水廠前先做模型試驗(yàn)，作幾種工藝方案的比較，從而選擇優(yōu)化的工藝和參數(shù)。如美國(guó)洛杉嘰新水廠經(jīng)模型試驗(yàn)比較，選擇了直接過(guò)濾工藝，濾速為32m/時(shí)，這個(gè)濾速是我們當(dāng)前設(shè)計(jì)的3－4倍。如果未經(jīng)試驗(yàn)比較，不可能選用這樣優(yōu)化工藝。
　　又如法國(guó)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(zhèn)經(jīng)營(yíng)了一個(gè)供水區(qū)，水廠的濾池用了雙閥濾池。他們?yōu)橄つ嵩O(shè)計(jì)的水廠采用V型濾池直接過(guò)濾工藝，濾速為24m/時(shí)。最近澳門又建了一個(gè)水廠叫大水塘水廠，共12萬(wàn)m3/日，第一期為6萬(wàn)m3/日，他們采用煤砂雙層濾料濾池直接過(guò)濾，濾速為10.8m/時(shí)。我感到他們是從實(shí)際出發(fā)，因地制宜選擇工藝設(shè)備。
　　又如臭氧活性炭?jī)羲に囋跉W美使用比較普遍，在美國(guó)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(guó)河流，河流流量并不大，沿河經(jīng)過(guò)許多經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的城市，它的水體經(jīng)過(guò)多次使用。雖然排放的污水均經(jīng)過(guò)處理，生物可降解的有機(jī)物，如氨氮的含量很低，但生物不可降解的有機(jī)物，經(jīng)多次使用則不斷積累。這類水用臭氧活性炭工藝是很針對(duì)有效的。在美國(guó)，很多水源中不可降解的有機(jī)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(jì)數(shù)器的應(yīng)用可能有較大發(fā)展

　　從技術(shù)上講，微濾和超濾可以替代常規(guī)處理，納濾和反滲透可以替代深度處理。過(guò)去由于價(jià)格原因尚不宜用于城市水廠。近幾年來(lái)膜技術(shù)有很大進(jìn)步，價(jià)格也有較大下降。在荷蘭，近五年來(lái)每平方米超濾價(jià)格下降到原來(lái)的1/5,預(yù)計(jì)將降到1/20。微濾和常規(guī)凈水工藝的成本已相對(duì)接近。以前美國(guó)有的文獻(xiàn)介紹，在2萬(wàn)m3/日以下常規(guī)凈水廠用膜法替代在技術(shù)經(jīng)濟(jì)上是合理的，有的文獻(xiàn)則認(rèn)為5000m3/日以下是合理的。最近美國(guó)在建規(guī)模為10萬(wàn)m3/日的超濾水廠。世界上超濾水廠的能力已超過(guò)100萬(wàn)m3/日，其中約三分之二為98及99年建設(shè)的。膜法技術(shù)進(jìn)步和價(jià)格下降的空間比常規(guī)凈水工藝和深度處理更大。隨著技術(shù)進(jìn)步和價(jià)格下降，膜法替代常規(guī)處理或深度處理有相當(dāng)可能。
　　另外，美國(guó)等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家，對(duì)隱性孢子蟲(chóng)，賈弟氏蟲(chóng)等微生物指標(biāo)感到很傷腦筋。解決這類微生物指標(biāo)最可靠的辦法一是燒開(kāi)喝，二是用膜過(guò)濾，現(xiàn)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(chóng)就是安全。替代濁度更正確的方法是顆粒計(jì)數(shù)器測(cè)定上述原生動(dòng)物大小的顆粒。用這個(gè)方法來(lái)判斷原生動(dòng)物比濁度更正確。美國(guó)賓州要求州內(nèi)水廠每毫升出廠水中3－18微米的顆粒小于10粒。但顆粒計(jì)數(shù)器不能判斷這10粒是什么。隱性孢子蟲(chóng)問(wèn)題的困擾將推動(dòng)膜法和顆粒計(jì)數(shù)器的應(yīng)用。

　　三. 臭氧消毒及臭氧活性炭工藝將有發(fā)展

　　現(xiàn)在國(guó)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(wǎng)余氯(或其他消毒劑)而加的消毒劑。就工藝過(guò)程的氧化消毒而言，臭氧有很多優(yōu)點(diǎn)：氧化消毒能力最強(qiáng)；能滅活隱性孢子蟲(chóng)和賈弟氏蟲(chóng)；能把不能降解的有機(jī)物氧化為可降解的有機(jī)物：能去除部分致臭味的有機(jī)物。由于技術(shù)進(jìn)步，生產(chǎn)臭氧的電耗和設(shè)備價(jià)格也有所降低。這些因素將推動(dòng)臭氧使用的增加。但使用臭氧后有個(gè)很大的缺點(diǎn)是醛、酮等有機(jī)物大量增加，為細(xì)菌繁殖提供了豐富的營(yíng)養(yǎng)，這種水在管網(wǎng)中很容易繁殖細(xì)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(gè)活性炭池，而美國(guó)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(guò)濾一池二用。
　　臭氧的應(yīng)用也受其副產(chǎn)物溴酸鹽的制約。溴酸鹽是三類致癌物質(zhì)，世界衛(wèi)生組織的準(zhǔn)則值為25微克/升，此時(shí)人的終身風(fēng)險(xiǎn)為10萬(wàn)分之7，美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)為10微克/升。總的講,隨著污染加劇，水質(zhì)要求提高及臭氧使用的增加，臭氧活性炭工藝的應(yīng)用將有所增加。

　　四.關(guān)于消毒劑的選用

　　實(shí)際上各種消毒劑都有它的優(yōu)缺點(diǎn)，都會(huì)產(chǎn)生在定性上相當(dāng)可怕的副產(chǎn)物。使用各種消毒劑都要求其副產(chǎn)物的濃度不超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的允許值。以前對(duì)加氯引起氯仿等副產(chǎn)物強(qiáng)調(diào)得多了些，引起了一些誤解，以致拉丁美洲好多國(guó)家錯(cuò)誤地削弱了消毒，導(dǎo)致霍亂大流行。為此1993年世界衛(wèi)生組織強(qiáng)調(diào)完善的消毒，寧可把氯仿標(biāo)準(zhǔn)提高到200微克/升，即使如此，細(xì)菌等的風(fēng)險(xiǎn)仍大于氯仿。
　　美國(guó)是最早發(fā)現(xiàn)氯消毒副產(chǎn)物的國(guó)家，而且對(duì)這方面研究也較深。據(jù)1991－1992年統(tǒng)計(jì)，美國(guó)1256個(gè)主要供水企業(yè)，其服務(wù)人口為2.09億人，其消毒劑使用情況如下：按水廠計(jì)，氯占64％，氯胺12％，二氧化氯6％，高錳酸鉀18％；如按服務(wù)人口統(tǒng)計(jì)，氯占46％，氯胺25％，臭氧2％，二氧化氯6％，高錳酸鉀21％。
　　荷蘭、德國(guó)、瑞士蘇黎世等歐洲少數(shù)城市在出廠水中已不加消毒劑，沒(méi)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(guó)際水協(xié)于1998年分別在美國(guó)和歐洲組織了二次專題討論會(huì)。會(huì)議基本結(jié)論是：保持管網(wǎng)余氯有很多好處。只有水廠處理后的水，細(xì)菌學(xué)指標(biāo)非常好；有機(jī)物很低，其中AOC(可吸收的有機(jī)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(guò)程還經(jīng)活性炭吸附，AOC近100微克/升)；管網(wǎng)很清潔；防止二次污染的措施很嚴(yán)密，這樣才能保持細(xì)菌學(xué)指標(biāo)的安全，又減少消毒副產(chǎn)物的危害和消毒劑對(duì)嗅味的影響。但這樣做要非常謹(jǐn)慎，一般用逐步降低的方法。美國(guó)不想在這方面有所引導(dǎo)。在我國(guó)的情況，主要問(wèn)題是加強(qiáng)消毒，這類問(wèn)題可待較遠(yuǎn)的將來(lái)再考慮。

　　五. 對(duì)快濾池反沖洗水的利用持謹(jǐn)慎的態(tài)度

　　美國(guó)密爾沃基市發(fā)生隱性孢子蟲(chóng)水質(zhì)事故，直接的原因是短期出廠水濁度較高，原來(lái)經(jīng)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(chóng)帶出去。但內(nèi)在的原因是因快濾池沖洗廢水重復(fù)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(jīng)過(guò)多次濃縮進(jìn)水中隱性孢子蟲(chóng)濃度很高。這個(gè)事故后，歐美對(duì)沖洗水的重復(fù)利用很謹(jǐn)慎。美國(guó)有的州要求處理后再用，有的要求嚴(yán)密監(jiān)測(cè)水質(zhì)，有的不許用。美國(guó)計(jì)劃于明年10月制訂一個(gè)統(tǒng)一的法規(guī)。最近澳門從事一項(xiàng)研究，把快濾池反沖洗水經(jīng)微濾處理后再利用。利用快濾池廢水有其優(yōu)點(diǎn)，尤其是水源短缺或遠(yuǎn)距離引水的地方，但權(quán)衡利用時(shí)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(duì)凈水有重要作用

　　這也是多年以來(lái)的事，我國(guó)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(duì)混凝、沉淀效果有明顯改善，過(guò)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(guò)濾，濾速在30m/時(shí)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(jī)高分子混凝劑，只允許用無(wú)機(jī)的，歐美則用得比較普遍。其實(shí)，只要控制單體含量在標(biāo)準(zhǔn)以下就可放心使用。世界衛(wèi)生組織規(guī)定聚丙烯先胺單體濃度為小于0.5微克/升。