科 技 動 態(tài)
第 四 期
青島水務集團有限公司科技中心 2013年11月
水質(zhì)提升?？?span>
1、自來水提標改造三代工藝發(fā)展之路
2012年7月1日起 ,新國標《生活飲用水衛(wèi)生標準》（GB5749-2006）將開始強制執(zhí)行，明確要求生活飲用水需達到106項水質(zhì)檢測標準。但是，目前我國95%以上的自來水水廠是在現(xiàn)行水質(zhì)標準頒布之前設計建造的，也就是說，我國大多數(shù)自來水廠現(xiàn)有處理工藝不適應提標以后的水質(zhì)標準，這些自來水廠的水處理工藝流程都必須及時進行改進，來應對水質(zhì)標準提高的要求。隨著提標改造限期的臨近，自來水廠的提標改造問題或?qū)⒊蔀樯鐣浾摷百Y本市場關注的焦點。
目前，在飲用水安全形勢嚴峻，原水污染嚴重的情況下，全國大部分水廠的凈水工藝已不能適應中國水質(zhì)的現(xiàn)狀。就技術路線而言，總的思路就是添加深度處理工藝。
生物安全性和化學安全性問題
20世紀初,研發(fā)出了混凝-沉淀-過濾-氯消毒凈水工藝,稱為第一代城市飲用水凈化工藝。第一代工藝使水介烈性細菌性傳染病的流行得到有效控制,為人類社會的發(fā)展作出了重大貢獻。20世紀70年代，由于水環(huán)境污染，在城市飲用水中發(fā)現(xiàn)了種類眾多的對人體有害的微量有機污染物和氯化消毒副產(chǎn)物，而第一代工藝不能對其有效去除和控制，使水的化學安全性堪憂，某些水中微量有機污染物能使人致癌、致畸、致突變（三致物）。在這個背景下研發(fā)出第二代城市飲用水凈化工藝，即在第一代工藝后面增加臭氧-活性炭深度處理工藝。第二代工藝能比較有效地去除和控制水中的有機污染物和氯化消毒副產(chǎn)物，使水的安全性得到提高。20世紀末葉，水中發(fā)現(xiàn)了新的致病原生動物-藍氏賈第蟲和隱孢子蟲（“兩蟲”），出現(xiàn)了藻類大量繁殖以及藻毒素、嗅味、水的生物穩(wěn)定性、有害水生生物-劍水蚤和紅蟲等重大微生物安全問題。由于水環(huán)境污染加劇，導致湖、庫水體富營養(yǎng)化，藻類大量滋生，藻含量可達上千萬、甚至上億個/升。這樣高的藻含量，常會堵塞濾池，使水處理產(chǎn)生困難。第一代和第二代工藝難以將水中藻類徹底去除，藻類問題已經(jīng)成為城市水廠普遍關注的難題。在新的生物安全性問題背景下，膜處理工藝作為其后續(xù)工藝可解決生物安全性問題，為第三代自來水處理工藝。截止目前，北京郭公莊、上海羅涇、濟南玉清、鵲華、分水嶺等多個水廠均采用膜技術實施自來水工藝升級改造。
膜分離技術引領第三代處理工藝
膜分離技術代表著未來水處理發(fā)展的時代潮流，被稱為21世紀的凈水技術。水處理中常用的膜技術包括微濾、超濾、納濾、和反滲透4種。微濾膜對水體中的懸浮物、顆粒物的去除效果不錯，因不能完全去除細菌和病毒，在飲用水處理中的應用受到限制；納濾膜對有機物的去除效果不錯，但因驅(qū)動壓力高，運行費用高，在自來水廠應用不多；反滲透主要應用在海水淡化、苦咸水淡化、純水制造等領域。
超濾將成為第三代城市飲用水凈化工藝的核心技術
超濾技術幾乎能夠完全去除水體中的細菌、病毒、致病原生動物，與傳統(tǒng)工藝比較，超濾膜應用于自來水處理還具有以下突出的優(yōu)勢：超濾膜出水水質(zhì)穩(wěn)定，出水濁度幾乎不受原水水質(zhì)影響；超濾膜出水微生物安全性高，超濾可完全截留水體中的賈第蟲、隱孢子蟲、細菌、病毒等；消毒副產(chǎn)物生成量低；超濾水廠供水規(guī)模靈活，僅需要增減超濾膜組件即可，適用于任何規(guī)模供水量的凈化處理，并且改擴建容易；占地面積小，施工周期短。膜系統(tǒng)的標準化、模塊化與相對集約化，使傳統(tǒng)水廠的施工周期縮短，占地面積大為減少。
因此，與傳統(tǒng)水處理工藝相比，超濾工藝更能確保飲用水的水質(zhì)安全性，并且具有綠色、高效、節(jié)能、工藝簡便、過程易控制等優(yōu)點，是新一代飲用水凈化工藝的較佳選擇?？梢钥吹?，城市水廠的膜時代已經(jīng)到來，超濾將成為第三代城市飲用水凈化工藝的核心技術。（摘自：水業(yè)專家網(wǎng)）
2、膜優(yōu)化組合 助自來水廠應對新國標
隨著飲用水新國標的全面實施，飲用水安全問題一度引起人們的關心和熱議，飲用水凈化技術也受到業(yè)內(nèi)人士的高度關注。目前，我國地表水水質(zhì)狀況總體上沒有發(fā)生根本變化，為了保證供水安全，多數(shù)城市的自來水廠正緊鑼密鼓地進行升級改造。膜技術被列為“十二五”國家水專項飲用水安全保證技術，且很多水廠在升級改造過程中也都在進行膜技術相關研發(fā)工作，包括膜系統(tǒng)工藝以及膜和傳統(tǒng)技術的集成組合工藝。大量工程研究表明，通過膜的優(yōu)化組合可使水質(zhì)達到飲用水106項的水質(zhì)指標的要求。
成本問題是膜技術規(guī)?；茝V應用的關鍵問題
膜技術規(guī)模化推廣應用，成本是關鍵問題。隨著工藝進一步優(yōu)化，投資、運營管理的進一步提升，成本也會隨之降低。
天津膜天膜科技股份有限公司總工戴海平日前介紹了兩組節(jié)省運行成本的新型膜技術－連續(xù)膜過濾（CMF）和浸沒式膜過濾（SMF）。CMF工藝是以中空纖維超/微濾膜組件為中心處理單元，其技術核心是高性能抗污染膜組件以及與之相配合的獨特膜清洗技術。（SMF）工藝是超低壓中空纖維膜技術與CMF技術相結(jié)合而派生出來的一種新型的膜過濾處理工藝。它使用開放式中空纖維膜組件，將膜直接置于充滿待處理水的膜池之中，通過泵的負壓抽吸和大氣壓力，使水透過膜表面，從中空纖維膜內(nèi)側(cè)抽出，達到過濾凈化的目的。這兩種工藝均可采用常用工業(yè)化學藥劑進行系統(tǒng)清洗，節(jié)省運行成本。同時，標準化和模塊化設計使設備使用起來非常的簡單方便，維護起來也比較容易。
超濾組合工藝 飲用水凈化中試研究
目前，膜技術在飲用水凈化方面還沒有達到非常理想或完全成熟的狀態(tài)，還有很大的優(yōu)化空間。新型水廠提標改造需要進行中試實驗，其考核的內(nèi)容是水質(zhì)凈化效果。不同水廠提升改造的目標不同，如：超濾技術主要是考核濁度、微生物和有機物指標，另外更多的是考核整個膜系統(tǒng)的情況，如系統(tǒng)運行參數(shù)、系統(tǒng)的能耗、通量穩(wěn)定性、清洗周期和清洗方式等，其中，系統(tǒng)的能耗由于其直接關系到后期工程運行成本，所以是業(yè)主非常關心的問題。通過這些中試試驗研究可以為后期大型改造提供很好的參考。
超濾組合工藝 在水廠升級改造中的應用
戴海平在“2012水業(yè)技術論壇”上介紹了CMF和SMF技術在自來水廠升級改造工程中應用情況。其中，一個項目是2011年6月完成安裝調(diào)試，投入運行的，該項目采用“調(diào)蓄預沉＋加氯預氧化＋氣浮除藻＋炭砂濾池＋壓力式超濾”的工藝流程，產(chǎn)水規(guī)模為50000m3/d，設計為8個機臺，每個機臺設計產(chǎn)水量為6250m3/d，每個機臺設計100支UOF4d超濾膜元件，膜設計通量為65LMH。另外一個項目是同年9月完成安裝調(diào)試，并投入運行的，該項目采用“調(diào)蓄預沉+加氯與氧化+折板絮凝平流沉淀池＋浸沒式超濾”的工藝流程，設計參數(shù)為17000m3/d，設計通量為37L/m2.h。目前這兩個系統(tǒng)都運行良好，出水水質(zhì)達到新標準，106項指標全部合格。
借我國水環(huán)境安全形勢依然嚴峻之勢，膜技術在水處理市場中憑借其處理效果的獨特優(yōu)勢迅速發(fā)展，隨著其技術、工藝的不斷優(yōu)化創(chuàng)新，成本也會不斷降低，膜處理技術將會在水處理行業(yè)擁有更大的應用空間。
3、陶氏超濾技術助力深圳水務優(yōu)質(zhì)飲用水項目
陶氏化學公司旗下的陶氏水處理及過程解決方案事業(yè)部是全球水處理行業(yè)的領導者，采用創(chuàng)新性的產(chǎn)品，通過過濾、凈化和分離技術以確保水資源更加安全、清潔并易于獲取。該事業(yè)部近期宣布與深圳水務集團就沙頭角地區(qū)市政水處理系統(tǒng)升級項目簽訂合同，為當?shù)鼐用裉峁﹥?yōu)質(zhì)飲用水。升級后的系統(tǒng)將能夠每天提供4萬噸優(yōu)質(zhì)飲用水以充分滿足該地區(qū)的生活用水需求。
沙頭角水廠采用超濾膜技術的水處理系統(tǒng)進行升級改造。其中，陶氏將提供336套DowTMSFP-2880超濾膜元件，并負責整個超濾膜凈水系統(tǒng)的工程設計、制造、成套供貨和安裝調(diào)試指導。
沙頭角優(yōu)質(zhì)飲用水項目中所使用的全套超濾設備及其輔助設備系統(tǒng)均實現(xiàn)自動運行模式。通過陶氏最先進的超濾技術凈化后的水質(zhì)將不僅滿足新國標對藍氏賈第鞭毛蟲和隱孢子蟲的衛(wèi)生要求，還會在濁度、顆粒、細菌去除率等方面達到更高標準。
陶氏水處理及過程解決方案事業(yè)部是如今唯一一家能夠提供包括超濾（UF）、反滲透膜（RO）、離子交換樹脂技術（IER）和電除鹽（EDI）在內(nèi)一整套產(chǎn)品的制造商。其超濾組件擁有外壓式中空纖維超濾膜，樹立了超濾預處理、獨立式飲用水生產(chǎn)、廢水處理和再利用的標準。其先進的技術為人們生活提供了更潔凈的家庭及商業(yè)用水。在沙頭角項目之前，該事業(yè)部還為內(nèi)蒙鄂爾多斯的市政水處理系統(tǒng)工程提供了超濾及納濾組件產(chǎn)品。
4、芬蘭干凈的自來水怎樣練成的？
芬蘭素有“千湖之國”的美譽，國土上18多萬個的水上湖泊星羅棋布，水澤海域里有數(shù)不清的島嶼點綴期間。雖有諸多工業(yè)，南部也有人口密集地區(qū)，但芬蘭的水到處都清澈見底，全無污染，甘甜可口。芬蘭人不喝燒開的水，而是直接飲用自來水。因為在芬蘭，自來水比瓶裝水更干凈。
在現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展中，芬蘭的水資源也曾一度遭遇污染，現(xiàn)在卻看不到一絲污染痕跡，芬蘭是如做到的呢？記者走訪芬蘭，探訪芬蘭的水處理和水保護，不斷創(chuàng)新技術、強化環(huán)保意識、嚴格法規(guī)等是主要因素。
比瓶裝水還干凈的“龍頭水”
在芬蘭赫爾辛基的街頭，每天最晚打烊的永遠是咖啡店、餐廳，坐在店里享受生活的人們，半數(shù)以上喝的不是各類飲料，是直接從水龍頭接來的自來水。記者在芬蘭的數(shù)天里，每次吃飯時餐桌上都會擺放有裝滿自來水的容器，人們隨意飲用，喝瓶裝礦泉水或純凈水的人很少。
“因為這里的自來水比瓶裝水更干凈。”芬蘭最大化工企業(yè)凱米拉技術專家楊森一語道破原因。之后記者在芬蘭的幾天里，每天的喝水都是直接在水龍頭里接水。天天飲用后發(fā)現(xiàn)，自來水感官上非常剔透，口味還有些甘甜。他表示，芬蘭的飲用水標準很高，其中幾乎不含有任何有害物質(zhì)。而瓶裝水由于要運輸、生產(chǎn)環(huán)節(jié)，難免滋生出現(xiàn)一些微生物。而且瓶裝水是“死水”，不如自來水新鮮。
除了自來水，芬蘭人很多人飲用水來自自家的井水。住在赫爾辛基不遠市郊的芬蘭華僑馬丁就告訴記者，他家的飲用水是自家的一口井。“每年都會有人來監(jiān)測我家的井水，芬蘭的井水是沒有污染過的，由于富含礦物質(zhì)，比自來水還要健康。”
化學品處理飲用水卻無有害殘留
芬蘭環(huán)境科技中國項目委員會（FECC）商務開發(fā)總監(jiān)王宇告訴記者，芬蘭有很多環(huán)境指數(shù)都是全球第一，水也不例外，曾被評為全球第一的水指數(shù)及水質(zhì)指數(shù)（相比于列入聯(lián)合國世界水資源評估項目的122個國家）。芬蘭的自來水質(zhì)為何如此好呢？他認為主要得益于芬蘭世界一流飲用水、工藝用水處理技術。
芬蘭的自來水處理主要采用化學品處理，不過在使用化學藥劑后，基本沒有殘留，其中多余的無害物質(zhì)也被要求低于0.07毫克每升。芬蘭的自來水輸水管道雖然采用銅或鐵，但都做了防銹處理。最終到居民口中的自來水，有害殘留是絕對不容許存在的。楊森透露，前兩年，某歐洲品牌藥膏的一款產(chǎn)品中含有某種藥劑，現(xiàn)有技術無法處理其含有的成份，隨即被禁止使用。在芬蘭一家公司的研究中心，技術人員還專門簡單演示了下化學藥劑處理飲用水的過程，先從河里面罐裝了一瓶混濁的河水，在加入化學藥劑后，2分鐘內(nèi)這瓶水分成了兩部分，一部分凝結(jié)成黑色的固體沉淀，另外一部分變成了清澈的飲用水。“下面處理出的是有害物質(zhì)，上面的水已經(jīng)可以直接喝了。”
芬蘭的水處理技術在世界上處于尖端地位，這得益于芬蘭有各種創(chuàng)新、研發(fā)機構，除了各個高校和企業(yè)的自主研發(fā)外，還有如芬蘭國家創(chuàng)新局、環(huán)境研究所、水論壇、芬蘭技術研究中心（VTT）等科研機構。芬蘭國家創(chuàng)新局水務負責人告訴記者，他們的目標是建立強大的網(wǎng)絡，創(chuàng)新技術?，F(xiàn)在就提供了9000多萬歐元支持水研發(fā)，支持了63個公司項目，23個公共研發(fā)項目，很多擁有某項技術研發(fā)能力中小型公司甚至可以無償獲得研發(fā)資金。作為北歐最大應用研發(fā)中心的VTT也有專門的水務部門，最近便在進行高達12億歐元投資的水處理合作研發(fā)項目。
地下水百年后是否污染提前預警
好的自來水需要的好的水源？芬蘭現(xiàn)在無論湖泊還是河流，水質(zhì)都非常好。首都赫爾辛基使用湖泊作為飲用水水源。為了確保水質(zhì)，芬蘭花費3.6億歐元建立120公里的管道，選擇了百里之外一個湖泊作為水源。輸水管道鋪設在地下36米地下的深度，采用各種技術防止水在運輸中被污染，而為了不浪費管道水源輸送產(chǎn)生的能量，在管道中間段還開設個地下發(fā)電站，發(fā)電能力為730兆/時。
芬蘭的地下水更是純凈，在芬蘭百分百禁止污染地下水。芬蘭地質(zhì)研究中心專家告訴記者，赫爾辛基由于人口眾多采用湖泊水，其實芬蘭居民的自來水60％是來自地下水，地下水質(zhì)量很好，居民主要利用土壤以下的地下水。專家透露，芬蘭很多家庭使用自家的水井，這些水的質(zhì)量也要不斷監(jiān)測，鎳每升含量只能是20微克以下，砷的風險評估是每升10微克以下，超標的水井和土壤不能使用。
為了能夠監(jiān)測全國地下水的現(xiàn)在和未來質(zhì)量，該中心一直對有害物質(zhì)的流動進行觀察。如某區(qū)域地下水上方有個射擊場，長期的槍林彈雨讓土壤中鉛超標，存在地下水被土壤中超標鉛污染的可能。該研究中心會研究該區(qū)域土壤中鉛到地下水的流動速度和100年后的地下水鉛含量為多少。
誰污染水源誰負責清理干凈
其實芬蘭的水也曾遭遇過污染，造紙工業(yè)是芬蘭的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)。上世紀六七十年代，芬蘭造紙工業(yè)污染問題十分嚴重，影響了全國湖泊、河流的生態(tài)環(huán)境，引起社會廣泛關注，公眾對此反應強烈。70年代中期，芬蘭拉赫提地區(qū)的一個著名的“水湖”還曾暴發(fā)過大規(guī)模的藍藻，當時25公里長的湖面都被綠色黏稠狀的藍藻所覆蓋。
為了恢復水質(zhì)，芬蘭上世紀70年代開始不斷立法和建立監(jiān)機制。芬蘭外交部前水務顧問文圖拉表示，根據(jù)芬蘭制定的法規(guī)，污染處罰無上限，如果誰污染了河流或湖泊，他要負責到底，直到永久恢復。如果污染給其他人造成損失，排放企業(yè)也是索賠對象。芬蘭各級水資源管理與環(huán)保部門依據(jù)法規(guī)，重點對嚴重污染水源與空氣的造紙、紙漿、化工與金屬工業(yè)企業(yè)進行綜合治理，規(guī)定相關企業(yè)必須建立污水與廢液處理系統(tǒng)。這些措施使工業(yè)廢水排放量得到有效控制，湖泊、河海水的質(zhì)量有明顯改善。“現(xiàn)在造紙企業(yè)排放出來的水，有的比供給企業(yè)的水還干凈。”文圖拉表示，嚴禁工業(yè)企業(yè)不能讓任何重金屬等有害物質(zhì)排入自然。在水保護“重典”下，現(xiàn)在芬蘭的造紙企業(yè)已經(jīng)全面采用“生物精煉”技術，生產(chǎn)過程最后不會再產(chǎn)生污染物質(zhì)。
芬蘭環(huán)境研究所專家表示，現(xiàn)在芬蘭政府有15個國家部門，其中8個部門是和水是相關的，包括環(huán)境部、農(nóng)業(yè)和林業(yè)部、就業(yè)和經(jīng)濟部等，建立了責任分明的全面管理體制。而且在已經(jīng)污染的湖泊修復上面，也取得成功。芬蘭治理藍藻除了從源頭進行截污外,同時采用生物處理方法，如把一種喜歡在湖底淤泥中尋找食物的魚（類似泥鰍）打撈出來移到其他地方，避免因其覓食攪動淤泥而加重湖水的富營養(yǎng)化。還會投放可以釋放氧氣的藥物?，F(xiàn)在曾被污染的“水湖”已經(jīng)恢復，并成為當?shù)鬲毦咛厣穆糜雾椖俊?span>
“深埋”地下的赫爾辛基污水處理廠
除了飲水水，為了避免污染，芬蘭的污水處理也備受重視。記者實地探訪了北歐最大的污水處理廠——赫爾辛基污水處理廠。記者走進該污水處理廠時，聞不到一般污水處理廠特有的臭味，也看不到任何和傳統(tǒng)污水處理廠相關的設備，只看到一排漂亮的紅色歐式建筑和一大片樹林綠化，感覺到了一個度假村。
原來，這個大型污水處理廠居然建設10多米的地下。記者隨后走入地下，赫爾辛基地區(qū)的巖石地貌讓這個處理廠的通道猶如掩體設施，幾個污水處理池也被封閉，主要是防止臭氣散發(fā)。這里的臭氣會被統(tǒng)一收集，然后通過一個高達82米的煙囪排放出去。雖然每秒有120噸氣體通過煙囪排放，但周邊已經(jīng)聞不到臭氣。因為收集的臭氣排出前，會被進行處理。專家組還會定期到這里進行考察，來確定是否有異味，并收集空氣進行監(jiān)測。由于污水處理廠周邊沒有臭味，環(huán)境良好，現(xiàn)在周邊甚至修建起了不少居民區(qū)。
該廠技術專家告訴記者，污泥的處理比污水更加重要，不然等于好不容易把污水處理干凈后，再次用污泥去污染環(huán)境。該廠每天會產(chǎn)生污泥2400噸，首先用來產(chǎn)生沼氣發(fā)電、發(fā)熱，發(fā)熱已經(jīng)足夠該廠在芬蘭漫長的冬季供暖，而發(fā)電也可以讓污水處理廠自給自足。最終留下的污泥會變成肥料，地下有八個處理線來生產(chǎn)污泥肥料。該專家表示，今年前半年該廠的肥料已經(jīng)全部賣完?？梢哉f污水進入該廠后，不會再產(chǎn)生其他污染附屬品。
芬蘭要求居民居住地一定要和污水管道鏈接，對于20％居住偏遠而沒有污水管道的人家，也要有家庭污水設施，主要是一個簡單的污水處理池，有進行油污預處理的功能。污水處理機構會定期過來清理，把家庭污水拉到污水處理廠。
5、發(fā)達國家不銹鋼水管飲用水中的應用
1 日本自來水供水管步入標準化軌道
1955年以前 日本東京的自來水供水管道普遍使用的是鍍鋅管材。1955～1980年間，大量使用的是塑料管和鋼塑復合管。盡管鍍鋅管的水質(zhì)問題和漏水問題得到部分解決，但是東京供水管網(wǎng)漏水現(xiàn)象仍十分嚴重，滲漏率在 70年代曾達到令人難以接受的40%～45%，而且 “隱患水”的問題也逐步反映出來，塑料管和鋼塑復合管不能達到環(huán)保的基本要求。
東京供水局對漏水問題進行了10多年大量的試驗研究，據(jù)分析，60.2%的漏水是因為水管材料強度不足受外力的作用造成的，24.5%的漏水是因為管道接頭設計不合理造成的，8.0%的漏水是由于塑料類膨脹率過高而導致管道線路設計不合理造成的。為此，日本水道協(xié)會建議改進水管材料和連接方式。從1980年 5月開始，從輸水輔助干線到水表之間，凡直徑 50mm以下的供水管道全部采用不銹鋼管、管接頭、彎管和水龍頭，結(jié)果從根本上解決了漏水問題。1982年，日本又開發(fā)了不銹鋼波紋管，管道用戶可以很容易地彎成任意角度 ，大大減少了接頭數(shù)量甚至可以完全省去接頭，節(jié)約了安裝時間和成本。
如今在日本東京，不銹鋼供水管普及率幾乎已達 100%，所有住宅區(qū)全部安裝了不銹鋼管道，大大改善了水質(zhì)，增強了抗震能力。而且，大量雙重用途的輸水橋 (既作輸水管道又用作通行橋)也廣泛采用 304或316不銹鋼建造，自1983年以來已建造了近 3000座不銹鋼輸水橋。
日本使用不銹鋼管材至今已有 40年歷史?，F(xiàn)在不銹鋼管材已經(jīng)被日本人公認為“最佳飲用水容器材料”。
2 美國政府推動不銹鋼水管發(fā)展
美國不銹鋼管材的使用，開始于上世紀 60年 代，盛行于上世紀 90年代。美國環(huán)保署 (EPA)對水管材料選擇做出硬性規(guī)定，管材的選擇必須滿足高水質(zhì)、低維護、長壽命的要求。美國政府根據(jù) 1996 年凈水法制定的國家標準／國家衛(wèi)生基金國際標準 ANSI／NSF61-1997a明確規(guī)定：“用于飲用水的金屬管道，只允許使用不銹鋼和球墨鑄鐵管。”城市自來水供水管網(wǎng)，凡干管改造，一律選用不銹鋼管和球墨鑄鐵；進入高樓的供水管，首選不銹鋼水管。最新的 2003版美國國際標準委員會的水管和住宅標 準再次包括了這方面的內(nèi)容，說明不銹鋼水管的使用已正式得到美國官方批準。其他國家如加拿大衛(wèi)生部、荷蘭衛(wèi)生鑒定委員會和世界衛(wèi)生組織也確認了這一標準?，F(xiàn)在越來越多的國家要求飲用水系統(tǒng)的管道和系統(tǒng)部件必須符合上述標準，以此作為健康保證的基礎，符合該標準要求的第一批材料有304／304L、316／316L不銹鋼。
美國之所以選擇不銹鋼，完全是基于經(jīng)濟和健康兩個角度的考慮，不銹鋼材料符合環(huán)保署 (EPA) 準則，常常用于對水質(zhì)要求較高和難于更換、要求低維護、使用壽命長的場合。盡管第一次材料成本比鍍鋅管高約 20%～50%，但由于不銹鋼優(yōu)異的耐腐蝕性，安裝和加工費用大大降低，管線的日常運營維護費用也大幅降低，而且水系統(tǒng)的使用壽命可長達100年，因此在整個壽命期內(nèi)的總成本是最低的。
3 歐洲不銹鋼水管逐漸普及
歐洲一些古老城市的供水主管道是石棉水泥管和鑄鐵管道，由于滲漏造成的水損失高達 40%。從1980年開始，德國在自來水系統(tǒng)開始大量使用不銹鋼材料，以節(jié)約水資源。德國Mapress公司為歐洲最大的管件生產(chǎn)企業(yè)，年生產(chǎn)管件 4000萬只。2001年銷售數(shù)字顯示，不銹鋼管件占其管件銷售量的51%，碳鋼管件為銷售量的44%，銅管件僅僅為銷售量的5%。作為世界上最受矚目的體育賽事之一的2006年世界杯足球賽賽場——德國慕尼黑安聯(lián)足球場，其供水系統(tǒng)絕大部分采用了不銹鋼水管，因為不銹鋼具有最穩(wěn)定可靠的性能，清潔衛(wèi)生，完全能滿足德國建設標準規(guī)定的輸送飲用水的水管必須至少具有 5O年壽命的要求。
1995年起意大利各城市普遍采用一種不用挖溝的技術將輸水主管道更換成不銹鋼管道，經(jīng)驗表明不銹鋼管道耐腐蝕，強度高，能夠耐地面下沉和地震，壽命至少為 7O年，比塑料管等代用管材更經(jīng)濟。
瑞典Karls Koga市經(jīng)過 l0年試驗，球墨鑄鐵和PVC埋地供水主管道已經(jīng)全部更換為 316不銹鋼管道。
英國的醫(yī)院(蘇格蘭)過去采用的是銅水管，但蘇格蘭偏軟的水質(zhì)導致銅水管的腐蝕和失效，發(fā)生嚴重的漏水。政府花費了巨資研究失效原因和解決方案，后來冷熱水管道全部更換成不銹鋼水管和接頭。使用了十多年后，將冷熱水管道拆開對不銹鋼管道和接頭的使用情況進行考察，結(jié)果表明不銹鋼管道和接頭的狀況極好，沒有絲毫腐蝕的跡象。
6、世界各地飲用水情況調(diào)查：哪里的自來水能直接喝？
【德國】自來水嬰兒都可直飲大城市每年檢測上萬次
在德國，打開水龍頭流出的水是否可以直接喝？柏林自來水廠媒體部負責人史蒂芬·納茨先生給了記者肯定的答案。
據(jù)了解，德國《飲用水條例》對于飲用水的標準做了明確而且嚴格的規(guī)定。德國所有自來水管中流出的水都必須符合飲用水標準。“這是世界上最嚴格的食品健康法，雖然各個地區(qū)的水質(zhì)會因為環(huán)境因素而有所不同，但它們絕對都是健康安全的，柏林的自來水甚至嬰兒都可以直接飲用。”納茨介紹說。在德國，對于飲用水標準的規(guī)定比對礦泉水還要全面。
在德國，自來水廠中的水質(zhì)凈化主要采取預防性手段，即污水處理和自然與水資源保護受到格外重視。德國《水利法》根據(jù)污水處理廠的規(guī)模及其排放流域的不同對其排放的化學氧化指數(shù)、生物氧化指數(shù)和氮含量等有明確的規(guī)定標準。政府對污水處理廠的監(jiān)管也十分嚴格，對于不符合要求的地方會予以警告并勒令整改。
在此前提下，自來水生產(chǎn)中的水質(zhì)處理基本只需采取自然手段。以柏林為例，該地區(qū)飲用水全部來自地下水，其鐵和錳的含量較高，柏林自來水公司采取通風和沙濾手段去除高含量的鐵和錳，無需再添加其他化學制劑。在使用地表水作為飲用水源的地區(qū)還可以使用氯、臭氧或者紫外消毒等方式。
除了水的質(zhì)量標準，《飲用水條例》還對水質(zhì)檢測有嚴格的規(guī)定。其中，地表水、地下水、水廠水質(zhì)處理環(huán)節(jié)、自來水管網(wǎng)以及用戶的水龍頭都被這一高密度采樣網(wǎng)絡所涵蓋。在柏林，每50公里要有一個水質(zhì)檢測點，全市共有180個定點用戶監(jiān)測地，位于幼兒園、老人院、醫(yī)院等公共機構中，每周會有人上門進行水質(zhì)檢測。水質(zhì)檢測由自來水公司負責執(zhí)行，地區(qū)的健康部門負責監(jiān)督。水質(zhì)檢測的頻率與用戶數(shù)量有關。一個小村子可能每年只需一次水質(zhì)檢測，而在像柏林這樣的大城市每年則要檢測上萬次。
一旦水質(zhì)出現(xiàn)問題，將由供水方負責，國家起到監(jiān)督作用。傳統(tǒng)上看，供水方是自來水公司。通常自來水廠每年會對城市1%的管道進行更換，由此推算，鋪設的管道至少應該能夠使用100年。柏林地區(qū)最老的自來水管道已經(jīng)有近350年歷史。城市自來水管道大多使用鑄鐵作為原料。在管道鋪設過程中，需注意管道的深度和安全性，自來水管道通常鋪設在污水管道上方，并保持一定距離，以防止管道破裂污水滲漏造成污染。
值得注意的是，為防止合格的飲用水在建筑內(nèi)最后幾米的運輸中受到污染，自2001年起，房屋的所有者也被列入供水方，因為住房中管道的質(zhì)量是由房屋所有者負責的。從今年開始，房屋所有者需向有關部門上交相關技術鑒定，證明房屋內(nèi)管道符合標準。
【美國】全國每年百億美元改良水質(zhì)多數(shù)家庭仍自備過濾裝置
對于美國自來水是否能直接飲用的問題，記者采訪了一些華盛頓地區(qū)的美國民眾，其中大部分人稱，相信直接喝自來水對健康沒有什么影響，但是絕大多數(shù)美國家庭會在廚房的水龍頭下面安裝過濾水的裝置，進一步提高飲用水的質(zhì)量。
早在1974年，美國國會就通過了《安全飲用水法》，通過從水源地到水龍頭整個過程的保護來確保飲用水安全。該法律由美國環(huán)境保護署及各州的環(huán)保署一起執(zhí)行。美國目前大約有16.1萬個公共供水系統(tǒng)，可為公有或是私有公司。
美國環(huán)保署發(fā)布的報告稱，根據(jù)水源情況不同，美國的自來水公司可選擇合適的工序組合來對付其原水中發(fā)現(xiàn)的污染物。最常見的凈水工序包括凝聚（絮凝及沉淀）、過濾及消毒。有些供水系統(tǒng)也使用離子交換和吸收等方法。
美國的法律規(guī)定，自來水公司有責任讓用戶了解水質(zhì)狀況、飲水中發(fā)現(xiàn)的污染物，以及保證飲水安全所采取的措施。自來水公司需要及時報告任何可能對健康造成危害的水污染事件。所有違反環(huán)保署標準“短期接觸可能對人體健康造成嚴重影響”的事件必須在24小時內(nèi)通知公眾，并及時通報后續(xù)情況。
為保證對自來水檢測結(jié)果的及時、準確，美國環(huán)保署建立了一套對自來水公司水質(zhì)抽檢的程序，規(guī)定了一些污染物的抽檢頻率，例如細菌要根據(jù)水廠規(guī)模大小每月或每季度檢測一次；硝酸鹽、鉛和銅要每年檢測一次；病毒和寄生蟲要每月檢測一次，同時必須連續(xù)檢測濁度等等。如果在抽查中發(fā)現(xiàn)污染物超過最大允許濃度，必須立即通知用戶并采取相應的補救措施。
不過，即使自來水的法規(guī)和檢測標準比較完善，美國的自來水也不時地爆出安全隱患。2009年底，《紐約時報》一篇消息稱，數(shù)千萬美國人的飲用水存在問題。報道說，過去5年，4900萬美國人一直都在喝“臟水”，這些水中不僅含有細菌，還含有砷和鈾等危險的化學物質(zhì)。2010年的一項研究也發(fā)現(xiàn)，全美42個州的至少7400萬人飲用含有受鉻污染的自來水，涉及洛杉磯、華盛頓、芝加哥等大城市。
究其原因，專家分析指出，這是因為美國供水系統(tǒng)的基礎設施年久失修、老化嚴重，一方面，供水系統(tǒng)自身凈化水質(zhì)的能力下降；另一方面，由于它的老化和自身的污染，反而增加了水的污染物含量。
人口增長、城市化以及日益嚴格的水質(zhì)要求，需要政府重建和改造大量的供水設施，而供水系統(tǒng)的維修和改造需要巨大的資金支持。美國環(huán)保署指出，全國飲用水凈水及輸水分配系統(tǒng)的建造已耗資數(shù)千億美元，1995年至2000年間投資于水質(zhì)改良的資金已超過500億美元，平均每年上百億美元。并且，如現(xiàn)有投資不增加，2019年之前資金會嚴重短缺，飲用水安全面臨重大挑戰(zhàn)。
【俄羅斯】自來水管老化嚴重提高水質(zhì)面臨資金困難
俄羅斯雖然擁有世界上將近1/4的淡水資源，然而很多國民卻飲用不到干凈的自來水。俄羅斯副總理茹科夫曾表示，有1100萬俄羅斯人飲用不潔的水。根據(jù)俄聯(lián)邦消費者權益保護和福利監(jiān)督局2011年公布的數(shù)據(jù)，俄羅斯17%的自來水達不到衛(wèi)生標準，約6%的自來水微生物超標。
俄羅斯自來水水質(zhì)不高，主要原因是供水管道老化。俄羅斯的自來水管道大多鋪設于蘇聯(lián)時期，經(jīng)過了幾十年使用后，老化及磨損已經(jīng)非常嚴重。全俄現(xiàn)有66%的自來水管磨損嚴重，38.2%的水管需要更換，此外需要更換的水管還在以1.3%的速度逐年增加。
俄羅斯境內(nèi)的自來水基本上不適于直接飲用，有些地方甚至把水簡單煮沸后對健康依然有害，一方面是因為水質(zhì)過硬，另一方面也因為處理不過關導致某些雜質(zhì)甚至微生物殘留超標。正因為上述原因，俄羅斯的凈水設備銷路比較好，有些人甚至只喝瓶裝水。
俄羅斯各地都有統(tǒng)一的供水公司，類似于國內(nèi)的自來水公司，基本上都是國有公司。水質(zhì)問題由地方的衛(wèi)生監(jiān)督部門負責監(jiān)督。若出現(xiàn)水質(zhì)問題，當?shù)貦z察機關會介入調(diào)查，并分析原因，找出責任人。
俄羅斯大部分地區(qū)的自來水處理采用較為傳統(tǒng)的液氯消毒法，但某些大城市已開始使用新方法。莫斯科的水廠今年將由液氯消毒改成由次氯酸鈉消毒。莫斯科供水公司負責人稱俄羅斯對自來水中氯的監(jiān)測標準比歐盟嚴格：俄羅斯的標準是60毫克/升，而歐盟是200毫克/升。
為了加強供水管理，俄羅斯也進行了相關法律的修訂。如2011年杜馬通過了新的供水與排水法案，即將于2013年1月1日生效，其中明確了凈水、排水等概念，規(guī)定應由中央政府制定供水質(zhì)量檢測流程，禁止將中央供水系統(tǒng)出讓給個人，供水單位有義務在出現(xiàn)事故時采取措施消除影響等。
為了改善國內(nèi)不斷老化的供水系統(tǒng)，俄政府于2010年開始實行“潔凈水”計劃，希望于2014年使國民使用的自來水達到合格標準，同時到2017年使85%的國民用上中央供水系統(tǒng)，為此國家財政每年需要撥款200億盧布。
然而實現(xiàn)該計劃的難度不小。籌集資金難度是一方面：圣彼得堡去年5月公布計劃，稱如果要讓市民到2025年喝上可直接飲用的自來水，需要投資3000億盧布（約合100億美元），這些資金基本上都需要市政府和自來水公司籌集。另一方面執(zhí)行力度也是一個問題：俄羅斯審計院院長斯捷帕申5月14日在杜馬預算與稅收委員會會議上表示，由于投資項目準備不周全和合同執(zhí)行效率低，“潔凈水”計劃的資金完全沒有到位。
【香港】嚴格監(jiān)管大廈供水系統(tǒng) 市民可直飲自來水
香港是世界上極少數(shù)由政府直接提供自來水服務的地區(qū)之一，香港水務署承擔了自來水水質(zhì)提供、監(jiān)測和維護的所有責任。
香港水務署介紹，香港自來水符合歐盟生活飲用水標準和世界衛(wèi)生組織所定的《飲用水水質(zhì)準則》，經(jīng)水務署濾水廠處理的自來水，加上妥善的大廈管理，可無須煮沸直接喝。
由于本地資源匱乏，香港淡水水源主要來自廣東東江。東江水占香港水源供應量的近八成，其余兩成則來自本土集水區(qū)。
香港水務署21個濾水廠負責對原水進行凈化處理，每日可處理約480萬立方米淡水。原水先被混入化學品（如明礬和熟石灰）絮凝和沉淀，再流進快速重力濾水池，利用砂和無煙煤過濾。
過濾后的水加入氯氣和熟石灰，消毒及調(diào)節(jié)酸堿度，并加入氟化物，保護居民牙齒。處理后的自來水會含有微量的殘余氯氣，以防止自來水在送往用戶途中受到污染。經(jīng)過近10個步驟的過濾措施，水質(zhì)才達到標準。
市民最終取用的自來水都是經(jīng)管網(wǎng)輸送到住處的，監(jiān)測水質(zhì)質(zhì)量更是其工作的重中之重。
為了保障市民享用安全的自來水，除了嚴格的凈化程序，香港水務署在整個供水及輸水系統(tǒng)中，有關人員會定期從濾水廠、配水庫、輸水干管、供水接駁位置和用戶水龍頭五個地方抽取樣本進行化驗，鑒定項目超過150種。
由于水質(zhì)有保證，香港水務署一向不鼓勵居民使用住宅用濾水器，因為一旦保養(yǎng)不當，濾水器可能成為細菌溫床，反而影響衛(wèi)生及健康。
管網(wǎng)老化造成二次污染，是許多國家和地區(qū)治理自來水時面臨的大難題。香港是如何應對這一問題呢？香港水務署表示，自來水二次污染，是因為過去香港多采用無內(nèi)搪層鍍鋅鋼管，這種水龍頭用上數(shù)年就開始生銹，導致自來水變黃。
為了整治這一情況，從1995年12月23日開始，香港當局已禁止新建大廈使用無內(nèi)搪層鍍鋅鋼管，必須更換為有內(nèi)搪層鍍鋅鋼管、銅管、不銹鋼管或聚乙烯管等。
對于樓齡較長的住宅大廈，水務署會定期檢查水管，點對點的制定更換和維修老化水龍頭計劃，以保障水質(zhì)和防止自來水滲透浪費。除了管網(wǎng)，水務署也強調(diào)大廈水箱的保養(yǎng)，因水箱的污濁也會影響水質(zhì)。水務署會敦促大廈管理處經(jīng)常清洗水箱，并妥善維修及保養(yǎng)大廈的供水系統(tǒng)。
2002年開始，水務署大力推行“大廈優(yōu)質(zhì)食水認可計劃”，住宅和商業(yè)大廈自愿參加。凡大廈的水管系統(tǒng)維修妥善，而自來水樣本測試結(jié)果也符合水務署的水質(zhì)標準，便可獲頒認可證書：自來水可從水龍頭直接飲用。目前，香港已有3540幢大廈取得認可證書，受惠市民人數(shù)超過140萬。
7、活性炭纖維制備及水處理新技術開發(fā)通過鑒定
由中國石油大學（華東）化學工程學院吳明鉑博士為首的課題組完成的活性炭纖維制備及水處理新技術開發(fā)，通過了山東省科技廳組織的專家鑒定，鑒定委員會一致認為，該成果具有創(chuàng)新性、實用性，達到國際先進水平。
該項目得到中國博士后基金和中國石化勝利石油管理局博士后基金的資助。課題組以粘膠基纖維為原料，在較高收率下，制備出具有一定孔隙結(jié)構的活性炭纖維（ACF），并進一步調(diào)控出適于飲用水凈化的高比表面積ACF，粘膠纖維的炭化收率可達44%（接近于理論值44.4%）。闡明了磷酸鹽催化粘膠纖維脫水反應機理；通過改變炭化、活化等工藝條件，實現(xiàn)對活性炭纖維的孔結(jié)構和比表面積的有序調(diào)控。采用適當工藝得到比表面積2685m2/g，總孔容1.39cm3/g的ACF；以自制ACF為吸附材料，開發(fā)了“臭氧氧化+活性炭纖維吸附”飲用水處理新技術，設計、加工了2噸/小時的飲用水深度處理裝置，處理后的出水滿足飲用水最新國家標準（GB5479-2006）；在處理微污染源水的實驗中，ACF對有機污染物有良好的去除效果，出水CODMn在1.0mg/L以下。
ACF對水中鉛、鎘等重金屬亦有良好的去除能力；開發(fā)的ACF配套水處理裝置和ACF凈水器因水質(zhì)好（出水可以直接飲用）、操作方便，具有很好的經(jīng)濟效益。
據(jù)中國石油大學（華東）化學工程學院吳明鉑博士介紹，活性炭技術被公認是飲用水深度處理的有效方法之一。但因吸附量有限、費用高、不易回收等原因，在水處理中的應用受到限制。該項技術采用ACF代替普通活性炭應用于水處理，能大大提高其脫除效率和出水水質(zhì)。ACF對水中有機物等雜質(zhì)具有高的吸附量和吸脫附速率，可直接用于凈水器。ACF因具有好的形態(tài)，使用更加方便，且易于回收、再生和循環(huán)使用，可大幅度降低運行成本。研制的ACF部分替代常規(guī)水處理工藝中的過濾材料，對目前常規(guī)水處理工藝進行簡單改造，即可有望解決目前飲用水中存在的CODMn等超標問題，使飲用水指標達到最新標準。開發(fā)的ACF配套水處理裝置可滿足辦公場所、高檔住宅、賓館、大型體育活動場所、特殊地區(qū)（如鹽堿地）等對高質(zhì)量飲用水的需求；ACF凈水器則可進入千家萬戶，為廣大百姓提供優(yōu)質(zhì)飲用水；“臭氧氧化+活性炭纖維吸附組合技術”可作為水深度處理新技術用于水廠，達到提高出水質(zhì)量的目的。ACF因具有豐富的孔隙結(jié)構和優(yōu)異的選擇性吸附性能，在天然氣凈化脫硫、廢氣處理等領域都具有潛在的應用前景。該課題的研究必將有助于解決目前飲用水中存在的質(zhì)量問題，能大幅度提高飲用水的質(zhì)量和人們的生活質(zhì)量，從而具有重要的社會效益。
8、研究人員發(fā)明飲用水凈化新材料
中國科學院水生生物研究所的研究人員日前發(fā)明一種凝膠離子材料，可用于飲用水的毒素凈化，且比常規(guī)方法更高效、廉價。
發(fā)明者之一中科院水生生物研究所博士生戴國飛說：“新凝膠離子材料凈化水體毒素的效率比活性炭更高”。在相同的使用劑量和初始毒素濃度條件下，新凝膠離子材料在３分鐘內(nèi)取得的毒素凈化效果比活性炭16小時內(nèi)取得的效果高出20%以上。
研究人員以太湖和巢湖水為樣本，使用凝膠離子材料做成的濾膜過濾樣本水發(fā)現(xiàn)，一定濃度的樣水經(jīng)過一次過濾后，其毒素含量都控制在了毒素飲用水安全標準以下，即達到了飲用水的安全標準。
據(jù)介紹，新凝膠離子材料同時可循環(huán)回收使用，價格低廉，在溶液中穩(wěn)定性極高，環(huán)境相容性好，并且材料在體外細胞毒性檢測時幾乎不顯示細胞毒性。
目前，這項主要技術已申報專利。
9、巴安水務：石灰法處理工藝已克服固有缺點
上海巴安水務股份有限公司（簡稱“巴安水務”，下同）先后在上海、北京兩地舉行“中水回用高峰論壇暨行業(yè)新標準發(fā)布會”，著力推動中水石灰法回用工藝在中水回用領域的應用。據(jù)了解，巴安水務經(jīng)過多年的實踐與摸索，自主研發(fā)的中水石灰法回用工藝及其配套的石灰儲存、計量等設備具有出水水質(zhì)優(yōu)良、投資及運行成本較低等優(yōu)點，已在國內(nèi)二十多家發(fā)電廠或其他工業(yè)設施得到應用。近日中國水網(wǎng)針對該工藝的應用情況對國核電力規(guī)劃設計研究院高級工程師陶逢春進行采訪。
中水的石灰法處理技術通過向原水中投加石灰乳，使水中的暫時硬度、堿度、磷酸鹽等離子與石灰乳發(fā)生反應，產(chǎn)生大量沉淀從而達到凈化水質(zhì)的目的，是一種化學法和物理法結(jié)合的處理技術，但存在石灰粉塵飄散、運輸不暢等缺點。陶逢春對巴安水務的中水石灰法回用系統(tǒng)的技術優(yōu)勢做出了肯定，他同時表示，巴安水務的中水石灰法回用系統(tǒng)已經(jīng)幾乎達到全封閉和全自動操作，并通過布袋除塵器等設備有效地控制了粉塵，已經(jīng)克服了中水石灰法處理在操作中因石灰飛揚和運輸苦難所造成的運營管理問題。
陶逢春介紹，華潤河南首陽山電廠作為國內(nèi)使用中水石灰法回用工藝處理循環(huán)冷卻水的成功案例，對于石灰法處理技術的推廣使用有很強的借鑒意義。巴安水務為首陽山電廠提供的中水石灰法回用處理系統(tǒng)不僅達到了電廠循環(huán)冷卻用水的水質(zhì)要求，還達到較高的綜合效益。首陽山地區(qū)由于條件限制電廠循環(huán)冷卻水要使用污水處理廠的二級出水，該系統(tǒng)的出水完全達到了電廠的要求；而且該系統(tǒng)幾乎不產(chǎn)生廢水，產(chǎn)生的廢棄物只有碳酸鈣泥漿，經(jīng)過脫水后廢水返回系統(tǒng)，泥餅直接外運，有較高的環(huán)境效益。
