天津市給排水研究院
翟硯章

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

　　一、污水資源化、生活飲用水超凈化是目前發(fā)達國家和地區(qū)所關(guān)注的問題

　　我市地處水資源匱乏地區(qū)，人均水資源占有量為270m3／年，居于世界上最嚴重缺水中東地區(qū)的沙特阿拉伯與約旦這兩個國家之間。天津在水資源保護、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，致使大部分河流嚴重受污染，并帶來了農(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)濟可持續(xù)發(fā)展重要戰(zhàn)略決策，并與強有力的管理政策和現(xiàn)代科學技術(shù)緊密地結(jié)合起來。有計劃地向好水好用，實施分質(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北方重要經(jīng)濟中心”，水是可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵因素。保護水資源、節(jié)約淡水資源是一套系統(tǒng)的、多門類的科學，可有多種途徑：合理配置、防止污染，保護濕地、沼澤地帶和水域，植樹、種草，改良農(nóng)、畜牧業(yè)以及開發(fā)海洋等。下面只是在合理配置、防止污染、探索污水資源化、開拓生活飲用水超凈化、提高人們用水質(zhì)量、使用人們自覺地實現(xiàn)好水好用的習俗，達到節(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，在己建成的紀莊子、東郊兩座污水處理廠的處理能力高達66萬噸／日，然而利用率很低，甚至還沒有利用起來，又已開始籌建其它新污水處理廠。要解決這種只建廠不利用的情況，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，針對紀莊子污水處理廠二沉池出水做了實驗和研究，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，施工以及農(nóng)灌、澆灑用水等。處理后的水質(zhì)標準具有世界發(fā)達國家的水平，每立方米的成本也不過幾角錢。
　　充分開發(fā)利用污水這一再生的資源是節(jié)約淡水、實行分質(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題。據(jù)統(tǒng)計在工業(yè)發(fā)達國家和地區(qū)每年投入市場有上千種新化學品，致使新型微污染物質(zhì)進入天然水體。從水中發(fā)現(xiàn)有機污染物達數(shù)千種，這些化學品與氯產(chǎn)生反應(yīng)而形成大量有毒、有害的化學物質(zhì)。70年代中期美國環(huán)境保護局公布了美國自來水中發(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：“癌癥與飲用水成相關(guān)性”。DDT和其它一些有機化合物質(zhì)以前在飲用水中很少涉及到，現(xiàn)已證明它對人體是有害的，這些物質(zhì)的潛伏期如果是20—30年這個量級，那么今天的飲用水中的這些物質(zhì)就可致癌了。類似這樣的有害作用不是—些短期措施就能克服的。
　　從文獻得知在發(fā)達國家地區(qū)鑒于自來水的普及和用量從當前的技術(shù)和經(jīng)濟上考慮。例如美國自來水的平均耗量為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的主要起因。國內(nèi)上海市每天供應(yīng)自來水高達500多萬噸，從權(quán)威部門統(tǒng)計指出其中用于人們生活用水僅僅是很小的一部分，也不過0.5％。
　　國內(nèi)外人們做這些工作，就是解決當今水源污染日益嚴重，直接危害人們健康的問題。隨著時代的發(fā)展，人們飲水觀念發(fā)生了質(zhì)的變化，渴望把飲用水與健康緊密結(jié)合起來，為此，發(fā)達國家和地區(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。這也是當前制取自來水(卻除泥砂、膠體、細菌)傳統(tǒng)的沉淀、過濾和消毒基礎(chǔ)上的深化，提高到在確保微生物安全的前提下，去除大量的無機污染物和有機污染物，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象。
　　在這方面，我們經(jīng)過六年多的試驗和生產(chǎn)實踐取得了良好的效果，其處理方式以城市自來水為水源經(jīng)過深度凈化、生化、氧化和物化處理即可到用戶。實踐證明：其出水濁度可低于國家標準的兩個量級、一般的物化指標低于一個量級、致實變物未檢出、有關(guān)重金屬和有害物指標均達到或有的超過歐共體水質(zhì)標準。
　　在上述過程中視情況必要時再經(jīng)過膜技術(shù)，例如根據(jù)上述水質(zhì)，要去除某一離子狀物質(zhì)時，可部分用之?，F(xiàn)將膜技術(shù)做一闡述。
　　國際上利用膜技術(shù)處理飲用水稱之為近十年來的重要技術(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上所知是1987年開始以研制低壓過濾膜應(yīng)用到生活飲用水處理方面上來，據(jù)報導全世界截止到目前共有75個這樣的水處理廠，其中地面水占65％，地下水占35％，至于小型水處理裝置廠家就更多了。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)學公式表示稱之道爾頓(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，即可實現(xiàn)國際上現(xiàn)在稱之為“零排放、無污染”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、環(huán)境和社會效益，是節(jié)約淡水資源的一條有效途徑

　　分質(zhì)供水的實施不但是一項新的工作，也是宣傳和教育人們向?qū)Ｋ畬Ｓ?、好水好用、移風移谷的工作。因此，要以強有力的政策與管理和高新科學技術(shù)相結(jié)合，在我市靠近污水處理廠較近(水源有保證、工程投資少)規(guī)劃住宅新區(qū)建設(shè)綜合凈化廠示范工程，其規(guī)模超凈水10000m3／日供住宅新區(qū)4—6萬人及已有住宅部分居民和工廠企業(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充，亦使供水標準有所改善。參照我市供水狀況進行收費和測算為：
　　1.超凈水按70一100升／人·日供水，收費為0.239—0.341元。
　　2.再生水按50—100升／人·日供水，收費為0.05—0.10元。
　　這兩種水費三口之家每月水費30元左右在經(jīng)濟上是可以承受的，其利潤每年達500萬元，投資回收近3年左右，具有明顯的經(jīng)濟效益。
　　我市近幾年，高日供水量幾乎徘徊在123一150萬m3／日，供中心區(qū)350萬人用水。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(由自來水補充的水)由再生水所取代進行測算，我市中心區(qū)高日供水150萬m3/日，就可節(jié)約淡水50％以上，這樣的分質(zhì)供水系統(tǒng)是一個新的技術(shù)突破，其環(huán)境和社會效益亦是目前任何途徑都無法取代的。
　　引灤給天津輸水總計達138億立方米，平均每年輸水8.63億立方米，使已有的年份達到或超過中央分配給天津的指標。市領(lǐng)導在紀念引灤通水座談會上指出：“沒有引灤就沒有我們天津的今天，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，使它恢復再生價值所創(chuàng)造的財富則是無限的。
　　為使城市可持續(xù)發(fā)展，保護本地區(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有力的水政策和管理與科學技術(shù)結(jié)合。這方面較為突出的是水文學和水處理的提高，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)以科學為依據(jù)，充分建立恢復水的“再創(chuàng)造價值”觀念，使水這個母體資源真正起到再生的機能，恢復水的自身再生能力。從實現(xiàn)水在滿足本地區(qū)可持續(xù)發(fā)展供、需平衡的條件下，做到水的增有余。以此實現(xiàn)碧水長流，恢復母親河——海河青春永駐的再生機能。