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自来水升级改造没有想象那么难

2012年05月18日 07:51 来源: 东方早报 【字体:

  近20年来,我一直在中国和新加坡两地从事与净水相关的推广工作和研究,几乎走遍了中国每一个大中城市。

  自来水现存的问题,在业内学界看来,并不是一个新问题,算得上公开的秘密。自来水的升级改造技术与方法,也早就存在,只是能不能投钱、愿不愿意做的问题。好在自来水的新国标(即新版《生活饮用水卫生标准》)今年7月1日就要实行,媒体突然关心起水问题来,这给向公众普及水知识、推动水政策的出台,提供了一个良好的契机,我愿意就此多谈一谈。

  自来水技术已走过四代

  自中国第一个自来水厂在上海杨树浦投产,至今已有130年历史。在此期间,中国已建了成千上万个自来水厂,几乎涵盖了所有镇级以上的行政区域。从全球看,自来水处理工艺经过一百多年的发展,目前国外已历经四代工艺:

  第一代是传统的混凝、沉淀、过滤、加氯消毒四步法工艺,该工艺主要以去除原水中的悬浮物、浊度、色度和病原菌为主,对溶解性有机物去除能力极其有限。这一工艺发明至今已有一百多年的历史了,对早年处理以病原菌为主要对象的水质净化厂而言是适用的,一旦水源被污染,则会导致处理效果欠佳。

  第二代是以臭氧、活性炭为核心的深度氧化技术,起源于上世纪70年代,它在第一代去除效果的基础上,解决了有毒微量有机物及加氯消毒副产物的危害问题。缺点是吸附了有机物的活性炭,为病原菌、藻类等生长提供了富含营养物的温床,藻类死亡后分解的具有致癌效应的藻毒素可能残留水中,因此以这种技术处理的饮用水的安全性仍受到质疑。

  第三代是以超滤膜为核心的组合工艺,上世纪90年代开始应用,在第一代工艺去除效果的基础上,它能有效减少氯代前驱物,且出水的浊度始终保持在极低的水平,对细菌、两虫(隐孢子虫和贾第鞭毛虫)、藻类等水生生物的去除率可达100%。该工艺的致命缺点是对有机物的去除几乎没有帮助,因此针对目前中国各自来水水源有机物含量超标是主要矛盾的现状,这一工艺仍存在极大的局限性。

  第四代是以纳滤技术为核心的新兴工艺。纳滤是纳米技术与过滤技术交叉渗透而创新发明的介于超滤与反渗透之间的新兴技术。它最显著的特点就是在截留那些能透过超滤的有机物及重金属的同时,又能透滤被反渗透截留的部分矿物质,被誉为21世纪最有前途的水质净化技术。

  国内自来水质确实难以达标

  现在国内的情况是,一方面,97%的自来水采用第一代的四步法工艺;另一方面,中国的江河湖泊,几乎所有水源地的有机物污染都不断加重,四步法工艺不但难以去除有机污染物,反而在处理过程中因混凝剂的作用可能増加氯化消毒的前驱物,从而加氯消毒后会増加致癌的加氯消毒副产物。

  具体来讲是:

  第一,现有的自来水处理技术,通常的目的是把水澄清,也就是把水的浊度、悬浮性固体等物理颗粒污染物去除。混凝通常会加入铝或铁盐作为絮凝剂以强化效果,其负面效应是若添加过量可能引发自来水中的铝、铁含量过高,过量铝、铁随水进入人体后会积蓄在脑细胞等组织中,可能会有负面效应,如导致老年痴呆症等多种顽症。

  第二,多数自来水厂以浊度等感官指标作为平时出水水质的主要监控参数,难以保证出水的重金属和有机物指标的安全性。

  第三,自来水水源微污染的头号敌人是有机物。地表水源水在自来水厂中经澄清和去色处理后,水中仍残留较多的农药、化肥等有机物。用传统的液态氯消毒法进行消毒处理时,氯与这些有机物作用能生成多种具有致癌、致畸、致突变作用的有毒副产物,含量往往超过自来水水质标准的规定。

  第四,供水管道腐蚀造成传输过程中的二次或多次污染。中国城市早年安装的自来水输水管材多数是镀锌管,存在严重的污染隐患,经长年累月的使用,不可避免地会生锈、结垢、腐蚀,进而导致铅、铁、锰等无机元素含量偏高。虽然目前新建管网已经极少使用镀锌管材,但新老管网相互联通,交叉污染。

  第五,管网污染的另一严重问题是居民小区的二次供水。因自来水末梢水压等问题,通常超过六层的房子都由顶楼的水箱或水池供水。但高楼水箱、水塔大多缺乏日常卫生管理,密封条件差,长出青苔、滋生细菌、病毒的现象屡见不鲜。此外,空气中的污染物会被吹落到水箱或水塔,致使各种沉积物越来越多,甚至出现腐烂的动植物尸体。导致这一情况的原因是各城市自来水厂一般由城市建设部门管理,但二次供水设施归卫生部门监管,自来水厂不愿“多管闲事”,而卫生部门通常又无力监管,主要负责审核颁发消毒许可证,问题由此而生。

  升级成本没有想象那么高

  因此,针对目前中国水源微污染的现状以及大量水厂仍然采用传统的第一代四步法工艺的现实,笔者建议中国借鉴国外成功的经验与应用实践,把自来水处理工艺从一、二代直接升级到第四代。

  很多自来水厂不愿意改造,除了怕麻烦,另外一个理由是害怕改造成本太高,会造成水价猛涨。其实,我们测算过,在国家不补贴的情况下,将现有自来水处理工艺从第一代直接升级到第四代,每吨成本最高才增加0.7元,一个三口之家,按毎月用水20吨计算,即使财政不予任何补贴,每月増加15元的成本,在当前的物价条件下,相信大家都可以接受。

  在我们看来,各种不能改造自来水厂的理由都不能成立。作为公共事业的一部分,自来水改造可动用财政等公共资金支持,真正体现出税收“取之于民、用之于民”的特征。所以,现有自来水处理工艺直接升级换代到第四代是完全可行的,而且工期很短,改造方便,难度没有想象那么大。

  考虑到国内的自来水净化工艺老化,检测手段落后,已经无法剔除水体中的有害微污染,我在此呼吁国家通过政府补贴、BOT(私人资本参与基础设施建设)等方式,逐步在自来水厂推广纳滤技术,改造水网,解决城镇的饮水安全问题。

  (作者系化学博士,新加坡水处理专家)

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