2.饮用水安全保障的综合技术
现代饮用水处理是19世纪从英国发展起来的,两个世纪以来,在以欧美发达国家为主体的给水科学工作者和生产者的不断努力下,形成了相当系统和完整的给水理论体系和实用技术,其中常规处理工艺:混凝,沉淀,过滤,消毒,已经成为国际标准步骤,在全世界广泛采用。
从20世纪6、70年代以来,随着新型污染的出现,城市规模的扩大,人们生活方式的改变,对水质要求的提高,对饮用水的供给提出新的挑战。研究者,管理者,工程界从两个方面开展了技术发展。
一方面是管理上,改变思路。强调实用性与系统性,不一味追求高新技术,而是针对各地水源、水厂工艺、供水标准的不同选择经济、低耗、高效、因地制宜的工艺组合,以满足供水需求。强调自然手段和人工调控的结合,充分利用环境的自净能力,并在原水预处理中引入人工湿地,在过滤过程中采用慢渗等工艺。强调系统性,重视水源保护,区域内城市统一供水,采取多级屏障以保护供水安全。在供水安全上,不但注重水质安全,而且重视水量安全、事故防护,通过加强检测和维护管理来保障供水系统的稳定性,安全性,和高效性。
另一个方面是技术和设备开发。技术上针对水源中的新型污染物质,尤其是高风险性的有机污染物质如持续性有机污染物(POPs)、内分泌干扰物质(EDCs)、消毒副产物(DBPs)、三致物质、药物、生物毒素等,大力开发新型的处理技术。其代表是高级氧化技术群(包括臭氧氧化、光催化、Fenton试剂、超声波、辐射等)以及先进的膜技术。设备上重视标准化、模块化、成套化,以方便加工、安装、使用、维护和管理,有利于以较低的成本扩大生产。同时积极开发新型材料,以提高效率、减低成本。
总的来说,发达国家水源水质好,污染程度低,水量相对丰富,常规处理已经普及。目前的趋势主要是通过系统的管理、适宜技术的应用、新型技术与材料设备的针对性开发以控制饮用水供给的安全风险。
我国给水技术是在国际基础上发展起来的,通过供水界研究人员与实际工作者的持续努力,开发了大量技术与设备。随着国际交流的不断增多,各种国际先进技术从开发到进入我国的滞后期越来越短。因此,从单个技术来说,我国的发展不在发达国家之下。然而,与欧美先进国家相比,我国存在一些突出问题,最为突出的几个是:
(1)原水水质差、传统污染与新型污染并存、水质复杂;
(2)与此同时经济发展不平衡,各地供水工艺水平不一,大城市如北京、上海等已经采用国际先进的预处理与深度处理,而中小城市不少水厂常规工艺尚且不完善;
(3)尽管水质不同、区域经济与供水水平不同,我国绝大多数水厂依然沿用传统的常规处理,没有针对具体情况进行差异化优化,缺乏有针对性的成套工艺;
(4)管理上缺乏从水源保护、水厂运行、管网输送到用户的系统管理和协调;
(5)缺乏对供水安全的系统控制。