| 城市饮用水处理领域的科技发展问题探讨 |
| 时间: 2011年10月21日 来源:中国城市发展网 作者: 佚名 浏览次数: |
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1. 社会经济发展对城市饮用水处理科技发展的需求
在供水水质水量需求不断增长的同时，水资源短缺问题也越来越严重。我国人均水资源占有量为世界人均占有量的1/4，被列为12个贫水国家之一，而且在时空上分布很不均匀。北方严重缺水，南方洪涝严重，降雨量季节差异很大。据统计，我国1996年全国666个城市中有330个城市不同程度缺水，其中严重缺水的达108个；在32个百万人口以上的特大城市中，有30个城市长期受缺水困扰。最近几年，由于工业用水量的下降，我国的城市供水行业售水量开始出现副增长的趋势，从水量和生产能力角度考虑，大部分城市的供水能力不足问题已经得到缓解，目前和今后相当长的一段时期内我国供水行业所面临的突出问题是水质问题，一方面水源普遍受到污染，另一方面水质需求标准不断提高。
我国污水处理率低，污染物排放量继续呈增加趋势。据我国七大水系和内陆河流的110个重要河段统计，符合“地面水环境质量标准”I、II类的占32%，III类的占29%，属于IV、V类的占39%。水中曾一次性检测出有机污染物高达上百种，其中部分是具有致癌、致畸、致突变作用的有机污染物。饮用水水源的污染，致使饮用水水质恶化，对城市居民身体健康构成严重威胁；由于化学污染物会导致人类基因突变，因而严重地影响我国人口的整体素质，也是制约经济进一步发展和影响社会稳定的一个重要因素。
水源水质污染的另一个重要方面是氮、磷营养物大量排入水体所导致的水体富营养化，水体中藻类的过量繁殖已经严重影响自来水厂的净化效果，由于我国绿化程度不高，水土流失严重，导致水中天然有机物浓度较高，也增加了给水处理难度，有机成分对胶体产生严重保护作用，影响混凝效果，导致耗药量显著增加，水中铝的剩余浓度升高。
有机物在氯化消毒过程中与氯作用，不但增加氯耗影响消毒效果，而且生成多种对人体有害的氯化消毒副产物，其中大部分对人体健康构成潜在危胁。特别是传统的预氯化工艺，高浓度的氯与源水中较高浓度的有机污染物直接作用，生成的氯化消毒副产物浓度会更高。
随着我国经济的迅速发展，对城市饮用水水质要求将不断提高，到2000年大中型城市一类水司试行的水质指标将由现行水质标准的35项增加到88项，将对水中多种微量有机污染物进行严格控制。研究安全优质饮用水处理技术将是一项非常重要的研究课题。
目前我国在给水净化处理方面存在的问题有以下几个方面：1).水质污染问题普遍，90%以上的水厂面临着水源污染问题，但由于资金短缺，难以大规模地采用国外昂贵的除污染技术；2).我国水源污染引起的水质问题复杂，不但水中含有多种有害的污染物质，而且还具有藻类、嗅味、氯化消毒副产物等多种问题；3）.虽然对于单一的除微污染技术已进行了较为系统的研究工作，但缺少除微污染集成技术与成套设备，难以形成高新技术产业，投入到生产中。在水源污染严重，急需技术与设备投入的同时，严重地缺乏能经济有效地提高饮用水水质的成套技术与设备，形成强烈反差。
2. 我国城市饮用水处理的科技问题分析
我国城市自来水水质明显低于国外发达国家。这一方面是由于我国多数水源的原水水质相对较低、污染严重、水中浊度和色度及有机物浓度偏高；另一方面是由于我国绝大多数水厂仍然主要采用的是常规给水处理工艺，对某些特殊有机污染物的去除效果有限，难以充分适应不断变化的水质。由于污水处理设施建设的长期欠缺，加上工程投资大、运行管理费用高，因而我国的污水处理率在短时期内难以得到明显提高，在今后相当长时期内，对于微污染水（含有微量污染物的水）的净化处理将是一个重要的研究课题。
目前制约饮用水处理领域的科技问题可以归纳为以下几个方面：
1) 水中微量有机污染物去除的工艺理论与技术；
2) 水中藻类及其代谢产物（嗅味、藻毒素等）的强化处理技术；
3) 水处理过程副产物的去除与控制技术；
4) 常规水处理的强化技术；
5) 高效消毒技术。
饮用水中微量有机污染物对人体危害大，但难于去除。特别是高稳定性的溶解性有机污染物，如卤代有机物、硝基化合物、多环芳烃等，对人体危害较大。传统给水处理工艺对这些有机微污染物的去除效果有限，迫切需要研究开发经济高效的微污染物去除技术。
水中藻类一般带负电，具有较高的稳定性，难于混凝，严重地影响给水处理效果；藻类比重小，沉淀效果差；藻类在代谢过程中产生多种嗅味，对水的感官性状产生直接影响；某些藻类尺寸很小，可穿透滤池进入到给水管网中，影响管网内水质；藻类是典型的氯化消毒副产物前驱物质，在后续消毒过程中与氯作用生成多种有害副产物，增加水的致突变活性；某些藻类(如蓝藻)能产生藻毒素，对人体和动物构成威胁，其中有些藻毒素是肝毒素和神经毒素。此外，藻类会粘附在滤料表面，使滤池过滤周期显著缩短，造成滤池频繁反冲洗；
有机成分对胶体产生严重保护作用，影响混凝效果，导致耗药量显著增加，水中铝的剩余浓度升高。
水处理过程中引入的一些副产物(如聚丙烯酰胺中的单体等)，也会对饮用水水质产生不良影响。在氯化消毒过程中产生的多种卤代有机副产物对人体危害较大，是饮用水中重点控制的副产物。特别是传统的预氯化工艺，高浓度的氯与原水中较高浓度的有机污染物直接作用，生成的氯化消毒副产物浓度会更高。
消毒一直是给水处理中最为重要的环节。消毒效果不佳将造成流行病爆发，特别是甲第虫、隐孢子虫等致病原生动物的灭活，是目前消毒技术研究的关键问题。
我国生活饮用水水质标准过低，明显低于发达国家。没能够动态地、及时地、科学地对饮用水水质标准进行系统研究，并及时地对标准作出补充。企业对于工艺技术更新的积极性不高，科技投入低，处理工艺相对落后，难以保障良好的饮用水水质。
一般除污染工艺设备投资较大，由于受资金限制，难以大规模地采用昂贵的除污染工艺，这也是目前我国饮用水质量偏低的主要原因，急迫需要研究与发展适合我国国情、易于在我国推广应用的安全与优质饮用水处理技术。
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