天津市給排水研究院
翟硯章

　　水是生命的源泉，是人類(lèi)生存和發(fā)展不可替代的資源，水資源緊缺現(xiàn)己成為世界性的問(wèn)題。天津市依水而立、飲水而興，有著水陸通達(dá)、工商業(yè)興旺的歷史，也曾飽償缺水之苦。當(dāng)今，合理開(kāi)發(fā)利用保護(hù)水資源已成為改善人們生活用水質(zhì)量，保證天津市國(guó)民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要任務(wù)。在“節(jié)約用水”之際，我們應(yīng)該了解合理開(kāi)發(fā)和保護(hù)水資源的必要性和迫切性。為節(jié)約淡水獻(xiàn)計(jì)獻(xiàn)策。

　　一、污水資源化、生活飲用水超凈化是目前發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)所關(guān)注的問(wèn)題

　　我市地處水資源匱乏地區(qū)，人均水資源占有量為270m3／年，居于世界上最嚴(yán)重缺水中東地區(qū)的沙特阿拉伯與約旦這兩個(gè)國(guó)家之間。天津在水資源保護(hù)、控制污染付出了極大的努力，但由于本市是老工業(yè)城市、污染治理欠帳較多，水環(huán)境面臨著自身污染和污水下泄的雙重壓力，致使大部分河流嚴(yán)重受污染，并帶來(lái)了農(nóng)田污染和近海域的污染。為此，污水資源化、生活飲用水超凈化、做為保證我市經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展重要戰(zhàn)略決策，并與強(qiáng)有力的管理政策和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)緊密地結(jié)合起來(lái)。有計(jì)劃地向好水好用，實(shí)施分質(zhì)供水方面的轉(zhuǎn)化。

　　二、分質(zhì)供水的構(gòu)思

　　把天津建設(shè)成“現(xiàn)代化港口城市和我國(guó)北方重要經(jīng)濟(jì)中心”，水是可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵因素。保護(hù)水資源、節(jié)約淡水資源是一套系統(tǒng)的、多門(mén)類(lèi)的科學(xué)，可有多種途徑：合理配置、防止污染，保護(hù)濕地、沼澤地帶和水域，植樹(shù)、種草，改良農(nóng)、畜牧業(yè)以及開(kāi)發(fā)海洋等。下面只是在合理配置、防止污染、探索污水資源化、開(kāi)拓生活飲用水超凈化、提高人們用水質(zhì)量、使用人們自覺(jué)地實(shí)現(xiàn)好水好用的習(xí)俗，達(dá)到節(jié)約淡水、改善水環(huán)境和生態(tài)的目的。
　　1.污水資源化
　我市污水處理率較高，在己建成的紀(jì)莊子、東郊兩座污水處理廠(chǎng)的處理能力高達(dá)66萬(wàn)噸／日，然而利用率很低，甚至還沒(méi)有利用起來(lái)，又已開(kāi)始籌建其它新污水處理廠(chǎng)。要解決這種只建廠(chǎng)不利用的情況，我們前幾年在山西大同市“九五”及“二零—零”年城市污水回用發(fā)展規(guī)劃及凈化工程中，針對(duì)紀(jì)莊子污水處理廠(chǎng)二沉池出水做了實(shí)驗(yàn)和研究，其結(jié)論是稍加處理，。即可供工業(yè)生產(chǎn)粗制用水和冷卻用水，生活沖廁和雜用，消防、景觀(guān)，施工以及農(nóng)灌、澆灑用水等。處理后的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)具有世界發(fā)達(dá)國(guó)家的水平，每立方米的成本也不過(guò)幾角錢(qián)。
　　充分開(kāi)發(fā)利用污水這一再生的資源是節(jié)約淡水、實(shí)行分質(zhì)供水的前提，為城市供水新辟途徑。
　　2.生活飲用水超凈化
　　水體受污染這已是全球化帶有普遍性的問(wèn)題。據(jù)統(tǒng)計(jì)在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)每年投入市場(chǎng)有上千種新化學(xué)品，致使新型微污染物質(zhì)進(jìn)入天然水體。從水中發(fā)現(xiàn)有機(jī)污染物達(dá)數(shù)千種，這些化學(xué)品與氯產(chǎn)生反應(yīng)而形成大量有毒、有害的化學(xué)物質(zhì)。70年代中期美國(guó)環(huán)境保護(hù)局公布了美國(guó)自來(lái)水中發(fā)現(xiàn)66種致癌物。到80年代后期又發(fā)現(xiàn)有害人體健康的隱孢囊(cryptosporidium)病原體。據(jù)哈里斯(Harris)等人宣稱(chēng)：“癌癥與飲用水成相關(guān)性”。DDT和其它一些有機(jī)化合物質(zhì)以前在飲用水中很少涉及到，現(xiàn)已證明它對(duì)人體是有害的，這些物質(zhì)的潛伏期如果是20—30年這個(gè)量級(jí)，那么今天的飲用水中的這些物質(zhì)就可致癌了。類(lèi)似這樣的有害作用不是—些短期措施就能克服的。
　　從文獻(xiàn)得知在發(fā)達(dá)國(guó)家地區(qū)鑒于自來(lái)水的普及和用量從當(dāng)前的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上考慮。例如美國(guó)自來(lái)水的平均耗量為605.6升／人·日，其中屬于住宅范疇水量占40％(242.2升)這當(dāng)中用于盥洗室、沐浴、洗衣服、刷餐具和其它雜用水又占去95％(其中用于沖廁約90升)以上，而用于飲用和烹調(diào)用水實(shí)際不到5％((12升)，而這其中作為人們?nèi)粘：鹊乃畠H為1.89升／人·日，這也是瓶裝水充斥市場(chǎng)的主要起因。國(guó)內(nèi)上海市每天供應(yīng)自來(lái)水高達(dá)500多萬(wàn)噸，從權(quán)威部門(mén)統(tǒng)計(jì)指出其中用于人們生活用水僅僅是很小的一部分，也不過(guò)0.5％。
　　國(guó)內(nèi)外人們做這些工作，就是解決當(dāng)今水源污染日益嚴(yán)重，直接危害人們健康的問(wèn)題。隨著時(shí)代的發(fā)展，人們飲水觀(guān)念發(fā)生了質(zhì)的變化，渴望把飲用水與健康緊密結(jié)合起來(lái)，為此，發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)使人們能夠用上1.89升／人。日、12升／人·日，甚至100升／人·日的高質(zhì)量飲用水，提出生活飲用水題凈化的深度處理。這也是當(dāng)前制取自來(lái)水(卻除泥砂、膠體、細(xì)菌)傳統(tǒng)的沉淀、過(guò)濾和消毒基礎(chǔ)上的深化，提高到在確保微生物安全的前提下，去除大量的無(wú)機(jī)污染物和有機(jī)污染物，尤其是后者(致畸、致癌、致突變物質(zhì))是超凈水處理的主要對(duì)象。
　　在這方面，我們經(jīng)過(guò)六年多的試驗(yàn)和生產(chǎn)實(shí)踐取得了良好的效果，其處理方式以城市自來(lái)水為水源經(jīng)過(guò)深度凈化、生化、氧化和物化處理即可到用戶(hù)。實(shí)踐證明：其出水濁度可低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的兩個(gè)量級(jí)、一般的物化指標(biāo)低于一個(gè)量級(jí)、致實(shí)變物未檢出、有關(guān)重金屬和有害物指標(biāo)均達(dá)到或有的超過(guò)歐共體水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。
　　在上述過(guò)程中視情況必要時(shí)再經(jīng)過(guò)膜技術(shù)，例如根據(jù)上述水質(zhì)，要去除某一離子狀物質(zhì)時(shí)，可部分用之?，F(xiàn)將膜技術(shù)做一闡述。
　　國(guó)際上利用膜技術(shù)處理飲用水稱(chēng)之為近十年來(lái)的重要技術(shù)突破，膜處理并非是新技術(shù)，早在二次大戰(zhàn)期間以電滲析膜發(fā)展到反滲透膜已用于海水淡化和工業(yè)上制取高純水。作為生活飲用水從文獻(xiàn)上所知是1987年開(kāi)始以研制低壓過(guò)濾膜應(yīng)用到生活飲用水處理方面上來(lái)，據(jù)報(bào)導(dǎo)全世界截止到目前共有75個(gè)這樣的水處理廠(chǎng)，其中地面水占65％，地下水占35％，至于小型水處理裝置廠(chǎng)家就更多了。處理飲用水的膜主要有微濾(microfiltration-MF)，超濾 (ultrafiltration-UF)和鈉濾(Nanofiltration-NF)膜。其截留分子量(mo1ecular weight cut-off—MWCO)的單位以數(shù)學(xué)公式表示稱(chēng)之道爾頓(Dalton)＝氧原子的1／16＝l.65×10-24克。利用膜這一性能在處理生活飲用水方面可以下列圖表說(shuō)明。

　　為了提高膜的效能，選擇濾后水、低濁度水和地下水用微濾可去除細(xì)菌，用超濾可去除病毒。用鈉濾再與臭氧或和活性炭組成可得到非常好的飲用水。
　　綜上所述，以城市污水資源形成再生水加以利用和生活飲用水超凈化提高人們飲用水質(zhì)量作為分質(zhì)模式，即可實(shí)現(xiàn)國(guó)際上現(xiàn)在稱(chēng)之為“零排放、無(wú)污染”封閉的水處理和配置系統(tǒng)。其圖示為：

　　三、分質(zhì)供水有明顯的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會(huì)效益，是節(jié)約淡水資源的一條有效途徑

　　分質(zhì)供水的實(shí)施不但是一項(xiàng)新的工作，也是宣傳和教育人們向?qū)Ｋ畬?zhuān)用、好水好用、移風(fēng)移谷的工作。因此，要以強(qiáng)有力的政策與管理和高新科學(xué)技術(shù)相結(jié)合，在我市靠近污水處理廠(chǎng)較近(水源有保證、工程投資少)規(guī)劃住宅新區(qū)建設(shè)綜合凈化廠(chǎng)示范工程，其規(guī)模超凈水10000m3／日供住宅新區(qū)4—6萬(wàn)人及已有住宅部分居民和工廠(chǎng)企業(yè)用水。使該居住區(qū)的居民生活用水水質(zhì)提高到超凈水的水平，其它用水均以再生水補(bǔ)充，亦使供水標(biāo)準(zhǔn)有所改善。參照我市供水狀況進(jìn)行收費(fèi)和測(cè)算為：
　　1.超凈水按70一100升／人·日供水，收費(fèi)為0.239—0.341元。
　　2.再生水按50—100升／人·日供水，收費(fèi)為0.05—0.10元。
　　這兩種水費(fèi)三口之家每月水費(fèi)30元左右在經(jīng)濟(jì)上是可以承受的，其利潤(rùn)每年達(dá)500萬(wàn)元，投資回收近3年左右，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。
　　我市近幾年，高日供水量幾乎徘徊在123一150萬(wàn)m3／日，供中心區(qū)350萬(wàn)人用水。其中工業(yè)用水占50％以上，若將工業(yè)的粗制用水和冷卻水(由自來(lái)水補(bǔ)充的水)由再生水所取代進(jìn)行測(cè)算，我市中心區(qū)高日供水150萬(wàn)m3/日，就可節(jié)約淡水50％以上，這樣的分質(zhì)供水系統(tǒng)是一個(gè)新的技術(shù)突破，其環(huán)境和社會(huì)效益亦是目前任何途徑都無(wú)法取代的。
　　引灤給天津輸水總計(jì)達(dá)138億立方米，平均每年輸水8.63億立方米，使已有的年份達(dá)到或超過(guò)中央分配給天津的指標(biāo)。市領(lǐng)導(dǎo)在紀(jì)念引灤通水座談會(huì)上指出：“沒(méi)有引灤就沒(méi)有我們天津的今天，要重視珍惜滴水”。一滴水是有限的，而一滴一滴的水節(jié)約下來(lái)，使它恢復(fù)再生價(jià)值所創(chuàng)造的財(cái)富則是無(wú)限的。
　　為使城市可持續(xù)發(fā)展，保護(hù)本地區(qū)水環(huán)境，要從珍惜—滴水做起，做到精心處理、合理配置用水，最有力的措施是從強(qiáng)有力的水政策和管理與科學(xué)技術(shù)結(jié)合。這方面較為突出的是水文學(xué)和水處理的提高，逐步解決和克服在給水規(guī)劃上只做些供、需平衡的加減，應(yīng)以科學(xué)為依據(jù)，充分建立恢復(fù)水的“再創(chuàng)造價(jià)值”觀(guān)念，使水這個(gè)母體資源真正起到再生的機(jī)能，恢復(fù)水的自身再生能力。從實(shí)現(xiàn)水在滿(mǎn)足本地區(qū)可持續(xù)發(fā)展供、需平衡的條件下，做到水的增有余。以此實(shí)現(xiàn)碧水長(zhǎng)流，恢復(fù)母親河——海河青春永駐的再生機(jī)能。