分质供水是节约淡水资源的一条有效途径

天津市给排水研究院
翟砚章

　　水是生命的源泉，是人类生存和发展不可替代的资源，水资源紧缺现己成为世界性的问题。天津市依水而立、饮水而兴，有着水陆通达、工商业兴旺的历史，也曾饱偿缺水之苦。当今，合理开发利用保护水资源已成为改善人们生活用水质量，保证天津市国民经济可持续发展的重要任务。在“节约用水”之际，我们应该了解合理开发和保护水资源的必要性和迫切性。为节约淡水献计献策。

　　一、污水资源化、生活饮用水超净化是目前发达国家和地区所关注的问题

　　我市地处水资源匮乏地区，人均水资源占有量为270m3／年，居于世界上最严重缺水中东地区的沙特阿拉伯与约旦这两个国家之间。天津在水资源保护、控制污染付出了极大的努力，但由于本市是老工业城市、污染治理欠帐较多，水环境面临着自身污染和污水下泄的双重压力，致使大部分河流严重受污染，并带来了农田污染和近海域的污染。为此，污水资源化、生活饮用水超净化、做为保证我市经济可持续发展重要战略决策，并与强有力的管理政策和现代科学技术紧密地结合起来。有计划地向好水好用，实施分质供水方面的转化。

　　二、分质供水的构思

　　把天津建设成“现代化港口城市和我国北方重要经济中心”，水是可持续发展的关键因素。保护水资源、节约淡水资源是一套系统的、多门类的科学，可有多种途径：合理配置、防止污染，保护湿地、沼泽地带和水域，植树、种草，改良农、畜牧业以及开发海洋等。下面只是在合理配置、防止污染、探索污水资源化、开拓生活饮用水超净化、提高人们用水质量、使用人们自觉地实现好水好用的习俗，达到节约淡水、改善水环境和生态的目的。
　　1.污水资源化
　我市污水处理率较高，在己建成的纪庄子、东郊两座污水处理厂的处理能力高达66万吨／日，然而利用率很低，甚至还没有利用起来，又已开始筹建其它新污水处理厂。要解决这种只建厂不利用的情况，我们前几年在山西大同市“九五”及“二零—零”年城市污水回用发展规划及净化工程中，针对纪庄子污水处理厂二沉池出水做了实验和研究，其结论是稍加处理，。即可供工业生产粗制用水和冷却用水，生活冲厕和杂用，消防、景观，施工以及农灌、浇洒用水等。处理后的水质标准具有世界发达国家的水平，每立方米的成本也不过几角钱。
　　充分开发利用污水这一再生的资源是节约淡水、实行分质供水的前提，为城市供水新辟途径。
　　2.生活饮用水超净化
　　水体受污染这已是全球化带有普遍性的问题。据统计在工业发达国家和地区每年投入市场有上千种新化学品，致使新型微污染物质进入天然水体。从水中发现有机污染物达数千种，这些化学品与氯产生反应而形成大量有毒、有害的化学物质。70年代中期美国环境保护局公布了美国自来水中发现66种致癌物。到80年代后期又发现有害人体健康的隐孢囊(cryptosporidium)病原体。据哈里斯(Harris)等人宣称：“癌症与饮用水成相关性”。DDT和其它一些有机化合物质以前在饮用水中很少涉及到，现已证明它对人体是有害的，这些物质的潜伏期如果是20—30年这个量级，那么今天的饮用水中的这些物质就可致癌了。类似这样的有害作用不是—些短期措施就能克服的。
　　从文献得知在发达国家地区鉴于自来水的普及和用量从当前的技术和经济上考虑。例如美国自来水的平均耗量为605.6升／人·日，其中属于住宅范畴水量占40％(242.2升)这当中用于盥洗室、沐浴、洗衣服、刷餐具和其它杂用水又占去95％(其中用于冲厕约90升)以上，而用于饮用和烹调用水实际不到5％((12升)，而这其中作为人们日常喝的水仅为1.89升／人·日，这也是瓶装水充斥市场的主要起因。国内上海市每天供应自来水高达500多万吨，从权威部门统计指出其中用于人们生活用水仅仅是很小的一部分，也不过0.5％。
　　国内外人们做这些工作，就是解决当今水源污染日益严重，直接危害人们健康的问题。随着时代的发展，人们饮水观念发生了质的变化，渴望把饮用水与健康紧密结合起来，为此，发达国家和地区使人们能够用上1.89升／人。日、12升／人·日，甚至100升／人·日的高质量饮用水，提出生活饮用水题净化的深度处理。这也是当前制取自来水(却除泥砂、胶体、细菌)传统的沉淀、过滤和消毒基础上的深化，提高到在确保微生物安全的前提下，去除大量的无机污染物和有机污染物，尤其是后者(致畸、致癌、致突变物质)是超净水处理的主要对象。
　　在这方面，我们经过六年多的试验和生产实践取得了良好的效果，其处理方式以城市自来水为水源经过深度净化、生化、氧化和物化处理即可到用户。实践证明：其出水浊度可低于国家标准的两个量级、一般的物化指标低于一个量级、致实变物未检出、有关重金属和有害物指标均达到或有的超过欧共体水质标准。
　　在上述过程中视情况必要时再经过膜技术，例如根据上述水质，要去除某一离子状物质时，可部分用之。现将膜技术做一阐述。
　　国际上利用膜技术处理饮用水称之为近十年来的重要技术突破，膜处理并非是新技术，早在二次大战期间以电渗析膜发展到反渗透膜已用于海水淡化和工业上制取高纯水。作为生活饮用水从文献上所知是1987年开始以研制低压过滤膜应用到生活饮用水处理方面上来，据报导全世界截止到目前共有75个这样的水处理厂，其中地面水占65％，地下水占35％，至于小型水处理装置厂家就更多了。处理饮用水的膜主要有微滤(microfiltration-MF)，超滤 (ultrafiltration-UF)和钠滤(Nanofiltration-NF)膜。其截留分子量(mo1ecular weight cut-off—MWCO)的单位以数学公式表示称之道尔顿(Dalton)＝氧原子的1／16＝l.65×10-24克。利用膜这一性能在处理生活饮用水方面可以下列图表说明。

　　为了提高膜的效能，选择滤后水、低浊度水和地下水用微滤可去除细菌，用超滤可去除病毒。用钠滤再与臭氧或和活性炭组成可得到非常好的饮用水。
　　综上所述，以城市污水资源形成再生水加以利用和生活饮用水超净化提高人们饮用水质量作为分质模式，即可实现国际上现在称之为“零排放、无污染”封闭的水处理和配置系统。其图示为：

　　三、分质供水有明显的经济、环境和社会效益，是节约淡水资源的一条有效途径

　　分质供水的实施不但是一项新的工作，也是宣传和教育人们向专水专用、好水好用、移风移谷的工作。因此，要以强有力的政策与管理和高新科学技术相结合，在我市靠近污水处理厂较近(水源有保证、工程投资少)规划住宅新区建设综合净化厂示范工程，其规模超净水10000m3／日供住宅新区4—6万人及已有住宅部分居民和工厂企业用水。使该居住区的居民生活用水水质提高到超净水的水平，其它用水均以再生水补充，亦使供水标准有所改善。参照我市供水状况进行收费和测算为：
　　1.超净水按70一100升／人·日供水，收费为0.239—0.341元。
　　2.再生水按50—100升／人·日供水，收费为0.05—0.10元。
　　这两种水费三口之家每月水费30元左右在经济上是可以承受的，其利润每年达500万元，投资回收近3年左右，具有明显的经济效益。
　　我市近几年，高日供水量几乎徘徊在123一150万m3／日，供中心区350万人用水。其中工业用水占50％以上，若将工业的粗制用水和冷却水(由自来水补充的水)由再生水所取代进行测算，我市中心区高日供水150万m3/日，就可节约淡水50％以上，这样的分质供水系统是一个新的技术突破，其环境和社会效益亦是目前任何途径都无法取代的。
　　引滦给天津输水总计达138亿立方米，平均每年输水8.63亿立方米，使已有的年份达到或超过中央分配给天津的指标。市领导在纪念引滦通水座谈会上指出：“没有引滦就没有我们天津的今天，要重视珍惜滴水”。一滴水是有限的，而一滴一滴的水节约下来，使它恢复再生价值所创造的财富则是无限的。
　　为使城市可持续发展，保护本地区水环境，要从珍惜—滴水做起，做到精心处理、合理配置用水，最有力的措施是从强有力的水政策和管理与科学技术结合。这方面较为突出的是水文学和水处理的提高，逐步解决和克服在给水规划上只做些供、需平衡的加减，应以科学为依据，充分建立恢复水的“再创造价值”观念，使水这个母体资源真正起到再生的机能，恢复水的自身再生能力。从实现水在满足本地区可持续发展供、需平衡的条件下，做到水的增有余。以此实现碧水长流，恢复母亲河——海河青春永驻的再生机能。