國際水技術發展動向研究論文

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最近看了些國外技術文獻，試圖歸納國外供水行業現在關心什么，在抓什么，供大家參考。

總的來講，提高服務質量，在這個基礎上盡量降低成本，在發達國家主要是：

1．首先是進一步提高水質。1991年1月起爆發大規?；魜y，130萬人生病，1萬人死亡，主要因擔心氯仿的危害，削弱了消毒。特別是1993年4月美國密爾沃基發生隱蟲水質事故，全市150萬人感染，40萬人生病，1000人住院，死亡50——100人，這是美國供水以來最大的水質事故，影響很大。

2．節約用水，控制用水單耗

這次國際會議除挪威外（14/Km3，水資源9500m3/年/人，供水僅用其0.2，能力也多余，漏失33），其他國家均介紹這方面經驗。除宣傳外，價格是主要政策。

主要措施是：價格政策（包括水價到位，階梯式水價制，多用水多付稅，增容費），水源開發管理（要論證新增水源的必要性和合理性，包括與節約用水和重復利用的技術經濟比較），推廣節水設備，為居民推廣3—6L，二種水量的抽水馬桶，要求平均水量小于4L。工業用水逐漸下降，日本工業用水高峰在1973年到1989年下降了24，美國在1950年，以后下降36，而同期工業生產增加了3.7倍，瑞典在60年代中到70年代中產值增加一倍多，而工業用水減少一半，這個趨勢值得關注。萬元產值的用水，我國是美國的13倍，日本的25倍，這個空間還很大。

生活用水是趨于穩定或有所下降，日本人均綜合用水單耗20年來穩定在390升左右，丹麥現有居民用水單耗為139升，比十年前降低10；芬蘭1992年為335升，1996年降到255升，1980年居民用水單耗160升，1996年降到145升；哥本哈根居民用水單耗1987年為170升，1990年159升，1993年145升，196年為134升。特別感興趣的是計劃經濟轉市場經濟的東歐國家，用水單耗降得很快，如波蘭供水企業湖泊為國營，后改為市政府管理，為降低虧損，水價上漲的較快，超過物價指數，用水單耗逐年下降，1998年較1989年居民單耗下降10—60，工業用水下降10—75，波蘭11各20萬人口以上城市，如1998年用水總量為1，1990年為0.93，1992年為0.82，1994年為0.76，1996年為0.68。

原東柏林約150萬熱，西柏林約200萬人，1999年合并綜合單耗為255升，生活用水單耗為161升，1991年水價統計，東柏林區水價大幅度上升，單耗大幅度降低，到1996年綜合單耗降到173升，生活用水降到125升，其東柏林地區下降近一半。

羅馬尼亞的國家報告所，羅馬尼亞的居民用水單耗為西歐國家的2—3倍，文中指英國單耗為120升，德國、比利時、荷蘭和挪威為130升，丹麥為140升，美國220升，羅馬尼亞為260升，這個趨勢值得我們注意。

3．加強管網的改造和漏損控制

由于管網水質，腐蝕、漏損、積垢以及優化管網等原因，在管網改造上投入較大資金，正常情況應按管道壽命安排改造更新的比例。

管材問題看來經驗教訓較多，如石棉水泥管市有其一定的優點，但對它的缺點估計不足，七十年代曾討論石棉纖維致癌問題，后基本否定，八十年代繼續使用，在國外使用比較廣泛，現在發現損壞率很高，各國先后停止使用。馬來西亞1988年無收水率（相當于我們產銷差）為43。其中漏失率為34。其重要原因為大規模使用石棉水泥管，1990年石棉水泥管比重為81，1993年73，1995年為59，改造任務相當艱巨。

現在他們使用什么管道呢？提供此信息供參考，沒有近幾年每年排23萬多公里管道，其中47.7為球墨鑄鐵管，38.7為PVC，12.5為水泥管、PCCP管?；旧闲】趶揭訮VC為主，中型以球管為主，大口徑以PCCP為主。

日本新排管道一般用球管，支管主要用PVC，其中東京經改造，球管已占90，80的支管為不銹鋼管。

瑞典新排管道最多為PEH，其次為PVE。

臺北市自來水公司1996年底共3412KM，其中球管為84.82，PVC14.21，PCCP0.86，R.C0.1。

4．改善服務

隨著商品在質量、價格、服務上的競爭，推動用戶對自來水提出更高要求。他們除了統計分析用戶投訴的情況外，更用多種方式現代化手段了解用戶的意見和需要；做好相互溝通和理解；做好服務工作，在用戶中樹立信任感。

發展中國家重要市抓提高供水普及率和提高供水水質，在發展中國家約有一半人口因公式不充分或飲用污染的水而影響健康，每年有1220萬五歲以下兒童因患兒童病而死亡。超過300萬熱死于腹瀉，其中多數市有污染的水引起的，在最貧的國家，每千名五歲以下兒童死亡率為193人，而最健康的國家為12名，1998年1—11月世界上發生霍亂病共23萬人，多數在非洲，所以發展中國家主要關心供水普及率和供水水質。

（1）提高水質最主要的措施是修訂新的更高水質標準及相應規則。

（2）凈水新技術及發展趨勢。

（3）加強技術管理是改善水質的基礎措施。

（4）必要的合理技術改造是改善水質的重要保證。

提高供水水質

一．政府引導提高水質的最主要措施是修訂水質標準和制定有關條例

1．修訂水質標準的情況

修訂水質標準的原因三：（1）從水致疾病統計中發現問題，如上述隱患事故；（2）對污染物有新的認識，致癌物分五類；一為對人致癌；二為很可能致癌；三可能致癌；四不列為致癌物；五對人體無致癌跡象，如砷鉛原來不認為是致癌物質，現在砷列為一類，鉛列為三類和氯仿一樣；（3）經濟條件改善。

1993年世界衛生組織修訂新的水質準則共135項。1993年日本實施新的水質標準，水道法規定的有46項，供水與環境處制定了舒適性指標13項，檢測性指標26項。美國每二、三年修改一些?，F行標準為：一級標準（國內必須執行）79項；二級標準（非強制性標準）15項；另外提出7種有機物能使人感覺嗅味的濃度指標。歐共體1998年提出新的準則共48項，要求各國二年內提出各國標準，五年內實施，澳大利亞提出各國標準，五年內實施，澳大利亞1996年修訂水質標準；臺灣1997年修訂了水質標準，總的講，新的標準比以前的要求更多、更嚴，但歐共體的項目有所減少，如濁度、色度、嗅味等要求做到人們可以接受，可能由于東歐國家的參加，有些要求不宜太高。

2．水質標準更強調細菌學指標有毒有害物質指標

水質指標可以分為三類；細菌學指標；有毒有害物質指標和感官性指標。細菌學指標危害性最大，即便在美國，1991~1994年間共發生水質事故64起導致病人數422820人，其中99的病例為腸道病類。1989年美國提出《地面水處理規則》要求賈第氏蟲去除99.9，病毒去除99.99，以后感到這樣要求尚不夠，1994年又提出《加強地面水處理規則》，要把供水所引起的腸道病風險降低到每年十萬之一，即便實現，這個風險內大于有害物質的風險，相當傷腦筋的是隱蟲，它是4~6微米大小的原生動物，人感染1~100各隱蟲就可能發生隱蟲病，一般癥狀為腹瀉、惡心、嘔吐、發燒、頭疼、脫水及胃口不好，感染60天后便從糞便中排出大量隱蟲。通常消毒難以滅活，欲滅活90，需用氯80mg/L，接觸90分鐘，但水加溫到72.4度只要一分鐘以上就能滅活99，發達國家當前主要措施是降低濁度，將來可能用膜法，實際上最簡單有效的做法是喝開水，很抱歉我想補充一下去年5期城鎮供水雜志上沈總和我寫了篇文章，如何評價城市自來水水質，其中第二個問題談到自來水能否生喝，但不提倡生喝。文章的中心是講兩句話，能夠生喝但不提倡生喝。兩句話并重也可說，后面一句話比前句更重要，但由于某些原因第二句話未刊登，我現在補充一下，從上述隱蟲特點就可理解后句話。

其次為有毒有害物質，一般風險掌握在人的一生（70年）十萬分之一，即飲這種水的在700萬人的城市里每年為此增加一個病例。如致癌物質，一般是用動物試驗中不致癌的劑量，以單位體重的攝入量表示，除上四個不確定因素動物與動物之間，動物與人之間，試驗的完善程度及污染物的影響程度，多數用1000倍，然后考慮到水分配多少，一般為10，折算到人的體重喝每天喝2升水，算出標準值。這中間留了很大安全因素。發達國家往往在這個風險基礎上再降低一些，入美國制定了《消毒劑喝消毒副產品規則》為把消毒副產物風險再降低20，依次投資44億美元，每年運行和維護費為4.89億美元。

用戶評價水質主要從感官性指標，因此達到用戶可接受的程度是必不可少，即便這些指標不影響健康，但這類指標提高到什么程度，要注意經濟條件和效果及投入分析。最近挪威進行了一項民意調查，70居民要求進一步提高水質，但提高水質要增加費用，只有30的人愿承擔增加的費用。

3．水質指標是怎樣制定的

修訂水質標準均很認真嚴格，尤為美國的做法更科學合理，美國往往以一個項目或幾個項目一起進行修訂，步驟是立項，調查研究，擬寫報告，廣泛征求意見，討論批準，過一段時間后實施。

先排計劃把那些項目立為修訂內容，第二步進行調查分析。內容非常豐富，以砷為例，調查統計全國水廠出廠水水中的砷的含量。調查把一定的砷降到不同濃度目標值可行的處理方法；調查13種處理方法12種不同規模處理費用，包括投資及經常費，然后計算出全國降到不同砷的目標要求需要的投資和經常費，作出一個完整的曲線或表格，如把砷的指標由50mg/l降到2mg/l需投資380億美元，年運行費16億美元，年成本增加54億美元。再進行效益和投入的分析。如美國加強地面水處理規則，要把微生物風險降到年十萬分之億，這樣每年可減少賈第氏蟲病例40—50萬人次，據調查每個病例住院費及工資損失為1245—1878美元，加上其他費用按3000美元計，則每天經濟效益為12—15億美元，而試驗該規則需投資80億美元，每天運行有待進一步調查，第三步擬寫報告，寫清修訂理由，該指標的風險性，達到指標能獲得效益和需要投入，有的要明確檢測水樣的采樣點檢測方法，檢測頻率，合格率要求，什么情況下超標即要上報。第四步廣泛征求各界意見，然后政府組織有關部門和專家討論并批準。批準后留相當時間讓供水企業采取必要的措施然后實施。

．實施標準采取的措施

標準宣布實施后就必須執行。為實施標準政府在資金上創造優惠條件，如美國于1996年8月6日國會通過《飲用水周轉基金》，1994年—2000年共提供96億美元無息貸款，20年歸還。

其次，美國制定《信息收集規則》規定供水廠要上報那些水質要求。又規定了那些指標超標即需上報，如瞬時濁度超過5NTU，或12小時連續超過0.5NTU，就要立即上報，上級權衡后確定是否要立即通告居民和開水或瓶裝水。

第三對不符合水質標準的可予以處罰，每日每次事故為1000—25000美元，各洲不同。象上述隱蟲事故因當時沒有規定這個指標，故不能用《安全用水法》對其罰款，但美國有保護公共利益法規，居民按此用民事訴狀方式要賠償共達幾十億美元，雖然訴狀當時未解決，但已確定投資900萬美元用于改善供水設施，其中100萬美元用于法律費用。

第四組織人到水廠進行檢查并幫助其采取措施提高水質。70年代末80年代初美國賽洲發生賈第氏蟲水質事故，州政府決定對州內水廠施行《評估計劃》，組織二個專業人員對凈水各工序進行詳細檢查，如沉淀池出水濁度是否小于2NTU，原水濁度變動時也不超過5NTU。如過濾水濁度是否始終小于0.1NTU。濾池初濾水是否超過0.2NTU。濾后水0.18的顆粒數每ml是否小于10等。他們對290個水廠檢查了506個廠次，經過檢查幫助合格率大幅度提高。

二．凈水新技術和發展趨勢

新的更高的水質要求為應用新技術提供了動力，技術進步為應用新技術提供了可能。

1．因水、因地、因要求制定確定凈水工藝

凈水工藝的任務氏以最經濟合理的方法把原水中所含的污染物和出廠水所允許的污染之間的差額除掉，因為出廠水水質的要求有所不同，尤其是原水中的污染物品種和濃度相差很大，因此凈水的任務差別很大，不宜機械套用其他城市的成功經驗。

歐美一般設計水廠前先做模型試驗，做幾種工藝比較，選擇直接過濾工藝，濾速為32m/h，這個濾速是我們當前設計的3—4倍。如果未經試驗比較，不可能選用這樣優化工藝。

又如法國利安公司為推廣V型濾池，首先在澳門采用，該公司在珠海的坦州鎮經營了一個供水區，水廠內的濾池用了雙濾池。最近澳門又建了一個水廠叫大水塘水廠，共12萬m3/日，第一期為6萬m3/日。他們采用煤砂雙層濾池直接過過濾，濾速為10.8m/h，我感到他們是從實際出發，因地制宜選擇工藝設備。

2．膜法和顆粒計數器的應用可能有較大發展

從技術講，微濾和超濾可以替代常規處理，細濾和反滲透可以替代深度處理。過去由于價格原因不宜用于城市水廠，近年膜技術有很大進步，價格也有所下降，膜的價格與水廠凈水工藝已相對接近，國外已有萬m3/日級水廠在應用。隨著技術進步和價格下降，膜法替代現用處理方法有相當可能。另外美國等經濟發達國家對細菌等指標很傷腦筋。因細菌、大腸菌指標安全，不等于病毒安全，病毒安全不等于隱蟲等原生動物安全，去除隱蟲最可靠的辦法，一是燒開喝，二是用膜法過濾，現在較多選擇的是降低濁度到0.1NTU，但降低到0.1NTU不一定是隱蟲安全，替代濁度更正確一些的方法是顆粒計數器原生動物大小的顆粒。如前所說，賓州要求每毫升水中3—18的顆粒要小于10粒。這個方法比濁度更正確，但顆粒計數器仍不能說明10顆是什么。隱蟲問題在推動膜法的應用。

3．臭氧消毒及臭氧活性炭工藝將有發展趨勢

現在國際上的概念，把消毒分成二部分，一是工藝過程的氧化消毒，二是為保持管余氧（或其他消毒劑）而加的消毒劑。就工藝過程的氧化消毒而言，臭氧有很多的優點，氧化消毒能力最強，能滅除隱蟲，能把不能降解的有機物分為可降解有機物。由于技術進步，生產臭氧的電耗和設備價格也有所降低。臭氧使用將有所增加。但使用臭氧后有個很大缺點是醛酮等有機物大量增加，如細菌繁殖增加了很豐富的營養。這種水在管網中很容易繁殖細菌，故基本上需要再生物處理，通常用活性炭。歐洲較普遍的是再加個活性炭池，而美國一般用雙層濾料濾池，上層為活性炭，下層為砂，一池三用，臭氧的應用也受其副產物溴酸鹽的制約。溴酸鹽是三類制癌物質，WHO標準為25ug/L?？偟闹v，隨著污染加劇，水質要求提高以及臭氧使用的增加，臭氧活性炭工藝的應用將有所增加。

4．關于用什么消毒劑討論得比較多。實際上各種消毒劑都有它的優缺點，都有在定性上可怕的副產物。對各種消毒劑都要求副產物的濃度不超過標準的允許值。以前對氯消毒后的氯仿強調得多，引起一些誤解以致拉丁美洲好多國家錯誤地削弱消毒，霍亂大流行。為此1993年世界衛生組織把氯仿標準提高到200ug/L，即便如此，細菌等的風險仍大于氯仿。美國最早發現氯仿等副產物，而且研究也比較深。據1991—1992年統計，1256個主要供水企業，服務人口2.09億人。消毒劑使用情況如下：按水廠計，氯占64，氯胺12，二氧化氯6，高錳酸鉀18，臭氧0。

如按人口統計46用氯，25用氯胺，2用臭氧，6用二氧化氯，21用高錳酸鉀。

近二年在討論出廠水要不要有余氯，荷蘭、德國、瑞士蘇黎士等部分歐洲城市出廠水已不加消毒劑。沒有余氯，這是成就還是愚蠢，基本結論是：水廠處理后的水細菌學指標非常好；有機物很低，其中AOC要小于10ug/L；（象北京九源水廠這樣的水源，凈水過程還經活性炭吸附AOC近100ug/L）管網很清潔；；防止二次污染的措施很嚴密，這樣才能即保持細菌學方面的安全，又減少消毒副產物的危害和消毒劑對嗅味的影響，但這樣做要非常謹慎。美國不想在這方面有所引導。在我國的情況，我建議不要去試驗，我本來不想講，怕引起誤會，我們當前的主要問題是加強消毒，可待較遠的將來再考慮這個事。

5．對快濾池反沖洗水的利用持更謹慎的態度，上述美國密爾沃基隱蟲事故，直接的原因是短期出廠水濁度較高，原來經常為0.2NTU，后因控制不善，提高到1.7NTU，去除率降低大量隱蟲帶出去了，大內在原因是因快濾池沖洗水再利用把濾池中所截留的污染物又回到了原水，濃縮了原水中的污染物。經多次濃縮進水密度很高。這個事故后歐美對沖洗水利用很謹慎。美國有的州要求處理再用，有的要嚴密監測水質，有的不允許用，美國將制定一個統一的法規，最近澳門從事一項研究，快濾池反沖洗水經微濾處理后再利用，利用快濾池沖洗廢水有其優點，尤其是水資源短缺或遠距離引水的地方，但權衡時要考慮多種污染物濃縮的因素?；蛘卟扇”匾h境技術網!

的措施。

6．高分子混凝劑（聚合物）對凈水有重要作用

這是多年以前的事，因為我國用得不多，故再提一下，高分子混凝劑一般用作助凝劑或助濾劑，應用助凝劑后混凝沉淀效果有明顯改善，過濾效果也有所提高。用作助凝劑濾池去除率將有明顯提高，即使濾速較高，出水濁度也可很低，上述洛杉機市水廠采用直接過濾，濾速30m/h以上，出水濁度0.1NTU，其中很重要的措施之一是采用高分子助濾劑，日本不用有機高分子混凝劑，只允許用無機的，歐美國家則用得比較普遍，其實，只要控制單體含量在標準以下，就可以放心使用。