自來水處理工藝經(jīng)過一百多年的發(fā)展，目前國外已歷經(jīng)四代工藝：
第一代是傳統(tǒng)的混凝、沉淀、過濾、加氯消毒四步法工藝，主要以去除原水中的懸浮物、濁度、色度和病原菌為主，對溶解性有機物去除能力極其有限。這一工藝發(fā)明至今已有一百多年的歷史了，它對早年處理以病原菌為主要對象的水質(zhì)凈化廠而言是適用的，一旦水源被污染，則會導致處理效果欠佳。
第二代是以臭氧、活性炭為核心的深度氧化技術，起源于上世紀七十年代，它是在第一代去除效果的基礎上，解決了有毒微量有機物及加氯消毒副產(chǎn)物的危害問題。但它的缺點是吸附了有機物的活性碳為病原菌、藻類等生長提供了富含營養(yǎng)物的溫床，藻類死亡后分解的具有致癌效應的藻毒素可能殘留水中，因此飲用水的安全性仍然受到質(zhì)疑。
第三代是以超濾膜為核心的組合工藝，它是在上世紀九十年代開始應用，在第一代工藝去除效果的基礎上，能有效減少氯代前驅(qū)物，且出水的濁度始終保持在極低的水平，對細菌、兩蟲（隱孢子蟲和賈第鞭毛蟲）、藻類等水生生物的去除率可達到100%, 但它的致命缺點是對有機物的去除幾乎沒有幫助，因此針對目前中國各自來水水源有機物含量超標是主要矛盾的現(xiàn)狀，這一工藝仍存在極大的局限性。
第四代是以納濾技術為核心的新興工藝。納濾是納米技術與過濾技術交叉滲透而創(chuàng)新發(fā)明的介于超濾與反滲透之間的新興技術。它最顯著的特點就是在截留那些能透過超濾的有機物及重金屬的同時又能透濾被反滲透截留的部分礦物質(zhì)。因此納濾能耗比反滲透低，截留效果比超濾好，被譽為21世紀最有前途的水質(zhì)凈化技術。
然而，現(xiàn)在中國的情況是，一方面，國內(nèi)97%的自來水采用第一代的四步法工藝，另一方面，中國的江河湖泊，幾乎所有的水源地有機物污染不斷加重，四步法工藝不但難以去除有機污染物，反而在處理過程中因混凝劑的作用可能増加氯化消毒的前驅(qū)物，從而加氯消毒后會増加致癌的加氯消毒副產(chǎn)物。上述二方面因素的交互作用，是導致目前中國自來水質(zhì)無法達標的根本原因。
綜上所述，針對目前中國水源微污染的現(xiàn)狀以及大量水廠仍然采用傳統(tǒng)的第一代四步法工藝的現(xiàn)實，建議 借鑒國外成功的經(jīng)驗與應用實踐，直接把自來水的處理工藝升級到第四代的納濾反滲透技術工藝。
很多自來水廠不愿意改造，除了怕麻煩，另外一個理由是害怕改造成本太高，會造成水價猛漲。其實，我們測算過，在國家不補貼的情況下，將現(xiàn)有自來水處理工藝從第一代直接升級到第四代，每噸成本最高才增加0.7元，一個三口之家，按毎月用水20噸計算，即使財政不予任何補貼，每月増加15元的成本，在當前的物價條件下，相信大家都可以接受。
從我們作為技術公司的角度看，各種不能改造自來水廠的理由都不能成立。因為作為公共事業(yè)的一部分，自來水改造可動用財政等公共資金支持，真正體現(xiàn)出稅收“取之于民、用之于民”的特征；所以，現(xiàn)有自來水直接升級換代到第四代的納濾技術是完全可行的。而且工期很短，改造方便，難度沒有想象那么大。
下表是一個簡略的測算。
城鎮(zhèn)人口 供水量 改造成本 改造工期 每噸水
增加費用 每戶增加費用（按每月20噸水計算）
10萬人 2萬噸/日 1000萬元 6-8個月 0.7元 14元
50萬人 10萬噸/日 4500萬元 6-8個月 0.6元 12元
100萬人 30萬噸/日 1.2億元 6-8個月 0.5元 10元
我想反復表達的是，自來水直接升級換代到第四代的納濾工藝，只要當?shù)卣敢庾?，技術與工程完全沒有問題，投資也完全沒有問題。
在此，我們提供一個日處理5萬噸自來水的第四代納濾技術的改造范本，讓大家了解自來水改造的可行性與現(xiàn)實性。當然，更精細要求更高的膜改造方法還很多，不一一列舉：
1.自來水廠原工藝流程為：回轉(zhuǎn)式隔板反應斜管沉淀池+雙閥濾池+液氯消毒+清水池+二級泵房。到目前形成的主要設施為：三座絮凝沉淀池、一座雙閥濾池、兩座清水池、一座綜合加藥間、一座二級泵房。制水能力達到5.0萬m3/d規(guī)模。
2.改造方案：保留前處理流程，拆除清水池，在此塊地板上新建清水池，清水池上設置壓力式膜車間，采用納濾組件后的總工藝如下：回轉(zhuǎn)式隔板反應斜管沉淀池+雙閥濾池+（納濾系統(tǒng)） +液氯消毒+清水池+二級泵房。
3.出水水質(zhì)：采用納濾技術處理沉淀池或濾池出水，其最大的特點是對水中微粒、膠體、細菌、病毒、臭味、色度、DBPs前體物及其他有機物質(zhì)能徹底去除，還可以有效的保留礦物資，受進水波動的影響小，出廠水質(zhì)將高于最新頒布的城市供水行業(yè)水質(zhì)標準，達到去除微污染，保留礦物質(zhì)的目的。
考慮到國內(nèi)的自來水凈化工藝老化，檢測手段落后，已經(jīng)無法剔除水體中的有害微污染，我在此呼吁國家通過政府補貼、BOT等方式，逐步而漸進地在自來水廠推廣納濾技術，改造水網(wǎng)，解決城鎮(zhèn)的飲水安全問題。
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