供水行業(yè)發(fā)展趨勢與飲用水深度處理技術(shù)講解稿

1、一 供水行業(yè)經(jīng)歷了怎樣的發(fā)展歷程?十八屆三中全會以來，國有企業(yè)改革的力度和政府公共服務(wù)提升的力度，整個社會都有目共睹，其中PPP就是一個不可忽視的“推手”。整體上看，PPP在中國分為三個發(fā)展階段：（1）80年代發(fā)改委所主導的“6個基礎(chǔ)設(shè)施項目建設(shè)”，其中就包括供水，排水設(shè)施。（2）從2003年-2015年，建設(shè)部推動市政設(shè)施六項改革，是到目前為止整個市政基礎(chǔ)行業(yè)受影響最大的階段，直到今天為止，發(fā)改委談PPP仍然主要針對的還是市政基礎(chǔ)設(shè)施，而“市政”兩個字就代表了地方政府。（3）2013年以來，財政部發(fā)起了國家基本國策的PPP改革大潮，與之相應，發(fā)改委也隨后從地方政府的財務(wù)控制上，同時推動地方政

2、府在市政基礎(chǔ)設(shè)施投資方面進行調(diào)整，這不僅在法規(guī)方面，而且金融機構(gòu)在基礎(chǔ)設(shè)施投資融資中也受到了影響。當前，PPP在供水行業(yè)發(fā)展變化的源頭在十八屆三中全會，其決議中有關(guān)于資源配置市場化和國際定位的相關(guān)描述。如前文所述的（2）階段，雖然2007年，2008年，PPP在中國供水行業(yè)有所弱化，只有少數(shù)企業(yè)要上市，實現(xiàn)市場化，但是2013年以來，十八屆三中全會以后，國家在推動公共服務(wù)的市場化過程中，或推動地方政府的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)到公共服務(wù)的轉(zhuǎn)變時，供水行業(yè)的發(fā)展仍然受到很大的影響，雖然目前看來，供水行業(yè)還是以公益為主，但是在改革大潮中，或者未來十年，現(xiàn)在的看法還是有點保守了。目前財政部通過大數(shù)據(jù)建設(shè)，已經(jīng)積

3、累了9萬億項目，并且通過多次篩選和省級和國家級的示范性項目的評定，已經(jīng)獲得很大的一個數(shù)據(jù)，可估算，地方政府建設(shè)資金投資中間至少30%以上會在這個大數(shù)據(jù)庫中被追蹤，而且可能被大數(shù)據(jù)賦予各種融資的助力。什么是PPP?PPP的發(fā)展，為企業(yè)帶來了多項資金，也為金融機構(gòu)帶來了盈利，公共服務(wù)的資本成本降低了，有了盈利的條件，在供水領(lǐng)域，企業(yè)同樣獲益?？偠灾?jīng)歷了三個階段：（1）幼年期，自來水公司成立的較早，但是很多事情還要找政府要錢，是報銷制，整個企業(yè)對員工的績效考核，對整個企業(yè)的戰(zhàn)略發(fā)展也沒有權(quán)利做很大的決定，還是需要依賴政府的補貼。（2）少年期，為了上市跟政府簽訂協(xié)議，跟政府有清晰的責權(quán)約定，有服

4、務(wù)的邊界，有價格的補償機制和明確的價格體系，并且有了資金的融資體系。走到少年之后并沒有完全得到發(fā)展機會，發(fā)展機會必須來自混合所有制。（3）青年期，走混合制發(fā)展路線，企業(yè)可以上市，從一個供水公司擴張，上市之后與政府之間有相對獨立的決策權(quán)，同時公司自身的智力結(jié)構(gòu)日趨完善，意義重大，而且也改變了整個行業(yè)的格局。二 企業(yè)成長與市場發(fā)展是怎樣的關(guān)系?從圖1中可以看出，在2006到2015年間，生產(chǎn)供水能力也伴隨著城市的建設(shè)也節(jié)節(jié)提高，人們對水有了更多的消費需求，用水量不斷提高。城鎮(zhèn)公共供水設(shè)施負荷率？圖2，3中可見城鎮(zhèn)公共供水設(shè)施負荷率在不斷提高，58%的負荷率其實帶來的是供水行業(yè)的資產(chǎn)負債表，該問題在

5、不同地區(qū)差別較大。在東部供水負荷率達到了60.5%，西部相對欠發(fā)達地區(qū)只有53.5%，為什么？因為中國西部地區(qū)，由于受老模式影響更容易產(chǎn)生一個過量的現(xiàn)象。在城市化建設(shè)中，人口從西部流動到東部，這一原因也導致了東部供水好于西部的情況。圖4 城鎮(zhèn)公共供水總量與漏損水量。供水漏損總量是在逐年攀升，但值得注意的是這里的漏損量還包括了一部分供水但未計量的部分，不全為漏失的水量。圖5 城鎮(zhèn)管網(wǎng)漏損率綜合來看，國際上的單位管長漏損率都要好于中國，雖然這兩年國內(nèi)的情況有些許波動，但是基本上沒有得到有效的下降，當前國家也一直在推動這一情況的好轉(zhuǎn)為什么現(xiàn)在注重管網(wǎng)漏損率?據(jù)統(tǒng)計，整個中國的淡水資源總量是28000

6、億立方米，全國每年缺水大約400億立方，而城鎮(zhèn)漏損量約為87億立方，占到整體損失的20%，因此大幅度降低漏損量確實是供水企業(yè)的責任，也是供水企業(yè)發(fā)展的契機。（引出后面所提到的智慧水務(wù)話題）什么是智慧水務(wù)？智慧水務(wù)：通過數(shù)據(jù)采集終端、無線網(wǎng)絡(luò)、水質(zhì)水壓表等在線監(jiān)測設(shè)備實時感知城市供排水系統(tǒng)的運行狀態(tài)，并同地理信息GIS緊密結(jié)合，采用可視化的方式有機整合水務(wù)管理部門與供排水設(shè)施，形成“城市水務(wù)物聯(lián)網(wǎng)”并可將海量水務(wù)信息進行及時分析與處理，做出相應的處理結(jié)果輔助決策建議，以更加精細和動態(tài)的方式管理水務(wù)系統(tǒng)的整個生產(chǎn)、管理和服務(wù)流程，從而達到智慧的狀態(tài)。案例：深圳水務(wù)集團在智慧水務(wù)上的應用（1） 飲用

7、水安全保障預警系統(tǒng)主要功能：采用生物監(jiān)測技術(shù)，水質(zhì)一旦發(fā)生異常，系統(tǒng)可自動將異常信息發(fā)送給相關(guān)人員。（2） 應急指揮調(diào)度系統(tǒng)主要功能：實時將爆管搶修，路面塌陷，路面水淹等突發(fā)事故現(xiàn)場以視屏的方式發(fā)到指揮調(diào)度中心。（3） 消防栓智能監(jiān)控系統(tǒng)主要功能：實時監(jiān)測消火栓偷水，漏水，無水，水壓異常，被撞，被盜等多種異常情況。（4）排水井蓋智能監(jiān)控與報警系統(tǒng)主要功能：直觀顯示易淹易澇點位置，實時采集和傳輸?shù)叵滤恍畔?，對于水位異常及時報警。（5） 管網(wǎng)維護系統(tǒng)主要功能：利用智能終端實時掌握一線人員的位置和歷史軌跡；及時發(fā)現(xiàn)問題，處理，解決問題，信息透明對稱。（6） 智能水表管理系統(tǒng)主要功能：基于NB-IO

8、T窄帶物聯(lián)網(wǎng)的遠程抄表及數(shù)據(jù)分析，監(jiān)控；通過移動終端實現(xiàn)抄表，工單，查違等功能。（7） 水質(zhì)信息管理系統(tǒng)（LIMS）主要功能：實現(xiàn)了水質(zhì)檢測工作流程化，辦公無紙化。（8） 數(shù)據(jù)中心主要功能：數(shù)據(jù)中心是水務(wù)企業(yè)的數(shù)據(jù)倉庫；對生產(chǎn)，管網(wǎng)，客服等分散數(shù)據(jù)集中管理，數(shù)據(jù)抽取，清洗；對數(shù)據(jù)挖掘和分析。大數(shù)據(jù)系統(tǒng)的開發(fā)來指導企業(yè)的生產(chǎn)和發(fā)展。第二章 飲用水深度處理技術(shù)一 為什么采用飲用水深度處理技術(shù) 我國2015年環(huán)境公報長江流域水質(zhì)一覽飲用水生活衛(wèi)生標準發(fā)展飲用水的水質(zhì)直接影響到人類的身心健康，如果水質(zhì)達標或良好，水就能正常參與人體的一切新陳代謝活動，人體從而就會產(chǎn)生應有的一切生理生化效應。反之，飲用了

9、受污染的水，人體就會產(chǎn)生各種疾病。隨著我國經(jīng)濟發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，我們對飲用水質(zhì)的要求也越來越高，同時由于現(xiàn)代監(jiān)測分析技術(shù)水平和監(jiān)測能力也在不斷增強，使原來我們未能分辨的有害物質(zhì)逐漸被檢測出來。為此，生活飲用水衛(wèi)生標準的內(nèi)容和限值在不斷進行修改，完善和提高。2006年，國家新頒布了飲用水水質(zhì)標準生活飲用水衛(wèi)生標準（GB5749-2006），其在檢測指標和限值上的嚴格程度遠遠超越生活飲用水衛(wèi)生標準（GB5749-1985），檢測項目由35項增至106項，增加了71項，新增指標主要是針對由工業(yè)化帶來的有機污染物等有害物質(zhì)。其中微生物學指標由2項增至6項；飲用水消毒劑由1項增至4項；毒理學

10、指標中無機化合物由10項增至22項，同時還修訂了砷，鉛，鎘，硝酸鹽，四氯化碳等限值；有機化合物指標由5項增至53項；感官性狀和一般理化指標則有5項增至21項，并修訂了濁度限值?？傮w來看，新修訂的標準具有以下三個特點：（1） 加強了對水中有機物，微生物和水質(zhì)消毒等方面的要求。（2） 統(tǒng)一了城鎮(zhèn)和農(nóng)村飲用水衛(wèi)生標準。在此之前，我國農(nóng)村遵照的是農(nóng)村實施（生活飲用水衛(wèi)生標準）準則，此次將城鎮(zhèn)和農(nóng)村衛(wèi)生標準進行了統(tǒng)一。（3） 實現(xiàn)了與國際的接軌。在新標準中，水質(zhì)檢測項目的選擇和指標限值的最終確定都充分考慮了我國的具體國情，同時也參考了世界衛(wèi)生組織的飲用水水質(zhì)準則。指標限值更加嚴格，與發(fā)達國家的飲用水標準

11、更具可比性。飲用水水質(zhì)標準是水處理行業(yè)的方向標，新標準對我國現(xiàn)有的水處理技術(shù)和水處理工藝提出了巨大的挑戰(zhàn)，同時也極大地的促進了飲用水處理技術(shù)和深度處理工藝的發(fā)展。二 常規(guī)處理工藝局限性飲用水常規(guī)處理工藝包含混凝，沉淀，過濾和消毒幾部分。這種傳統(tǒng)水處理工藝適用于未受有機物質(zhì)污染的水源，主要以去除水中濁度，色度和病原微生物為主，并以出水濁度，色度和細菌總數(shù)為主控指標。當水源水質(zhì)較好時，飲用水常規(guī)工藝可以獲得安全合格的飲用水，當水源水質(zhì)變差，其出水的水質(zhì)難以保證。同時常規(guī)處理工藝對水中有機物，尤其是溶解性有機物的去除能力較差，而且水中大分子有機物在水中呈線性結(jié)構(gòu)，易形成分子聚集體，同時有機物會媳婦在

12、膠體表面，使膠體聚集穩(wěn)定性強，難于去除，最終導致其出水水質(zhì)不達標。受污染原水中的有機物質(zhì)通過常規(guī)工藝處理后，智能去除20%-30%，以增加混凝劑投加量的方法來改善處理效果，不僅增加處理成本，而且會增加水中混凝劑金屬離子濃度，存在超標的風險。同時，常規(guī)處理對于原水中氨氮的去除能力十分有限，通過折點加氯去除會消耗大量的氯，進而極大增加消毒副產(chǎn)物超標的風險。因此在水源水受到有機物，氨氮污染的情況下，常規(guī)水處理工藝受到很大的局限性，其出水無法滿足公眾對水質(zhì)的要求，因此研究與開發(fā)飲用水深度處理新工藝非常的必要。三 飲用水深度處理工藝有哪些?臭氧-活性炭工藝技術(shù)：O3與活性炭聯(lián)合使用,可收到良好的效果。在

13、水處理中使用活性炭,能有效地去除小分子有機物,但對大分子有機物的去除則很有限.如果水中大分子有機物含量較多,會使活性炭的吸附表面加速飽和而得不到充分利用,縮短使用周期.若進水先經(jīng)O3氧化,使水中大分子有機物分解為小分子狀態(tài),就會提高有機物進入活性炭微孔內(nèi)部的可能性,充分利用活性炭的吸附表面,延長其使用周期。同時,后續(xù)的活性炭又能吸附O3氧化過程中產(chǎn)生的大量中間產(chǎn)物,包括O3無法去除的三氯甲烷及其前驅(qū)物,保證了最后出水的化學穩(wěn)定性。臭氧-活性炭工藝發(fā)展歷程：1961年，德國慕尼黑第一次使用臭氧活性炭聯(lián)用技術(shù)，隨后該項技術(shù)被先進發(fā)達國家廣泛應用于飲用水的深度處理工藝中，并取得良好的凈化效果，現(xiàn)今由

14、于該工藝除污的高效性，已成為當今各國飲用水深度處理的主流工藝，研究表明，該工藝對總有機碳（TOC）的去除率為30%-70%，氨氮的去除率約為70%-90%，同時其對嗅味也有良好的去除效果。根據(jù)該工藝的實際運行情況，總結(jié)臭氧-活性炭工藝具有以下幾個方面的技術(shù)優(yōu)勢：（1） 能更加有效的去除溶解性有機物；（2） O3可以提高生物活性炭的吸附容量，延長活性炭的使用壽命；（3） 氨氮通過生物轉(zhuǎn)化的方式得以去除，取代了折點加氯法去除氨氮，避免大量有機氯化物形成；（4） O3總投加量比單獨使用要少，比單一使用O3或活性炭費用低且效果好；（5） 處理后的水質(zhì)可全面提高，而且出水水質(zhì)穩(wěn)定，運行管理方便，只需投加

15、少量消毒殺菌劑就可保證整個配水系統(tǒng)的全面衛(wèi)生及生物安全性。膜分離技術(shù)：膜分離技術(shù)是20世紀70年代發(fā)展起來的深度處理技術(shù)，該工藝的基本原理是：利用原水中的水分子具有透過分離膜的能力，而溶質(zhì)或其他雜質(zhì)不能透過分離膜，在外力的作用下對原水進行分離，獲得純凈的水，從而達到提高水質(zhì)的目的。與常規(guī)工藝相比，膜分離技術(shù)具有投加量少甚至不投，占地面積小，投資少，節(jié)能，處理效率高，便于實現(xiàn)自動化等優(yōu)點。膜分離技術(shù)分類：微濾(MF)：微濾是一種壓力驅(qū)動的精密過濾技術(shù)，它的孔徑范圍一般為0.05-5m，操作壓力一般小于0.3Mpa,典型操作壓力為0.07-0.2Mpa,可以去除微米級的水中雜質(zhì)。多用于生產(chǎn)高純水的

16、終端處理或超濾，納濾的預處理設(shè)施。超濾（UF）：同樣是以壓力為驅(qū)動力，利用膜的高精度截留性能進行固液分離或使不同分子量物質(zhì)分級。超濾是一種能同時進行的濃縮和分離大分子和膠體物質(zhì)的技術(shù)。其濾膜孔徑為5nm-0.1m，操作壓力為0.1-0.5Mpa,可以去除細菌，病毒和其他微生物。納濾（NF）：納濾是介于反滲透和超濾之間。納濾所需的操作壓力要比反滲透低的多，因此可比反滲透節(jié)約能耗40%-50%，納濾出水在有效保留水中對人體有益的某些小分子物質(zhì)的同時，還能有效去除天然有機物。反滲透（RO）：反滲透膜孔徑僅10-11-10-10m,操作壓力為1-10Mpa，能耗大，由于良好的截留性能將大多數(shù)無機離子（

17、包括對人體有益的礦物質(zhì)）從水中去除，包括各種懸浮物，膠體，溶解性有機物，無機鹽，細菌，微生物等。該工藝師以壓力為推動力，利用反滲透膜智能透過水而不能透過溶質(zhì)的選擇透過性的一種飲用水凈化技術(shù)。但是反滲透膜分離技術(shù)在有效去除水中各種污染物的同時也將對人體有益的微量元素和礦物質(zhì)去除了，長期飲用這種水會引起人體新的“營養(yǎng)”不平衡。因此經(jīng)反滲透處理的水必須再礦化，才能滿足人體的需求。因此綜上所述，微濾膜和超濾膜是低壓驅(qū)動膜，能有效去除水中的顆粒物，濁度，細菌和胞囊，但對有機物的去除能力較低，因此給水處理中，必須與其他工藝相結(jié)合，才能保證出水水質(zhì)。納濾與反滲透法則能去除更廣泛的給水污染物，如消毒副產(chǎn)物，合成有機物等，但反滲透膜分離技術(shù)在有效去除水中各種污染物的同時，也將對人體有益的微量元素和礦質(zhì)元素去除了，長期飲用這種水會引起人體營養(yǎng)不平衡。超聲空化技術(shù)：頻率在15kHz以上的超聲波輻射溶液所引起的化學變化。超聲空化是指水中的微小泡核在超聲波的作用下被激化，表現(xiàn)為泡核的振蕩，生長，收縮及崩潰等一系列動力學過程。超聲空化技術(shù)就是利用聲解，將水中有機物轉(zhuǎn)化為CO2，H2O，無機離子和有機酸等成分。該技術(shù)具有污染小或無污染及設(shè)備簡單等優(yōu)點，同時還伴有殺菌消毒功效，是一種很有潛力的深度處理技術(shù)?，F(xiàn)階段該技術(shù)主要用于小水量的處理研究，尚處于基礎(chǔ)研究階段。光氧化技術(shù) 光