供水行业发展趋势与饮用水深度处理技术讲解稿.pdf

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1、一供水行业经历了怎样的发展历程?十八届三中全会以来，国有企业改革的力度和政府公共服务提升的力度，整个社会都有目共睹，其中PPP 就是一个不可忽视的“推手”。整体上看，PPP 在中国分为三个发展阶段：（1）80 年代发改委所主导的“6 个基础设施项目建设”，其中就包括供水，排水设施。（2）从 2003 年-2015 年，建设部推动市政设施六项改革，是到目前为止整个市政基础行业受影响最大的阶段，直到今天为止，发改委谈 PPP 仍然主要针对的还是市政基础设施，而“市政”两个字就代表了地方政府。（3）2013 年以来，财政部发起了国家基本国策的 PPP 改革大潮，及之相应，发改委也随后从地方政府的财务

2、控制上，同时推动地方政府在市政基础设施投资方面进行调整，这不仅在法规方面，而且金融机构在基础设施投资融资中也受到了影响。当前，PPP 在供水行业发展变化的源头在十八届三中全会，其决议中有关于资源配置市场化和国际定位的相关描述。如前文所述的（2）阶段，虽然 2007 年，2008 年，PPP 在中国供水行业有所弱化，只有少数企业要上市，实现市场化，但是 2013 年以来，十八届三中全会以后，国家在推动公共服务的市场化过程中，或推动地方政府的基础设施建设到公共服务的转变时，供水行业的发展仍然受到很大的影响，虽然目前看来，供水行业还是以公益为主，但是在改革大潮中，或者未来十年，现在的看法还是有点保守

3、了。目前财政部通过大数据建设，已经积累了 9 万亿项目，并且通过多次筛选和省级和国家级的示范性项目的评定，已经获得很大的一个数据，可估算，地方政府建设资金投资中间至少 30%以上会在这个大数据库中被追踪，而且可能被大数据赋予各种融资的助力。什么是 PPP?PPP 的发展，为企业带来了多项资金，也为金融机构带来了盈利，公共服务的资本成本降低了，有了盈利的条件，在供水领域，企业同样获益。总而言之，经历了三个阶段：（1）幼年期，自来水公司成立的较早，但是很多事情还要找政府要钱，是报销制，整个企业对员工的绩效考核，对整个企业的战略发展也没有权利做很大的决定，还是需要依赖政府的补贴。（2）少年期，为了上

4、市跟政府签订协议，跟政府有清晰的责权约定，有服务的边界，有价格的补偿机制和明确的价格体系，并且有了资金的融资体系。走到少年之后并没有完全得到发展机会，发展机会必须来自混合所有制。（3）青年期，走混合制发展路线，企业可以上市，从一个供水公司扩张，上市之后及政府之间有相对独立的决策权，同时公司自身的智力结构日趋完善，意义重大，而且也改变了整个行业的格局。二企业成长及市场发展是怎样的关系?从图图 1 1 中可以看出，在 2006 到 2015 年间，生产供水能力也伴随着城市的建设也节节提高，人们对水有了更多的消费需求，用水量不断提高。城镇公共供水设施负荷率？图图 2 2，3 3 中可见城镇公共供水设

5、施负荷率在不断提高，58%的负荷率其实带来的是供水行业的资产负债表，该问题在不同地区差别较大。在东部供水负荷率达到了 60.5%，西部相对欠发达地区只有 53.5%，为为什么？什么？因为中国西部地区，由于受老模式影响更容易产生一个过量的现象。在城市化建设中，人口从西部流动到东部，这一原因也导致了东部供水好于西部的情况。图图 4 4 城镇公共供水总量及漏损水量。城镇公共供水总量及漏损水量。供水漏损总量是在逐年攀升，但值得注意的是这里的漏损量还包括了一部分供水但未计量的部分，不全为漏失的水量。图图 5 5 城镇管网漏损率城镇管网漏损率第 1 页综合来看，国际上的单位管长漏损率都要好于中国，虽然这两

6、年国内的情况有些许波动，但是基本上没有得到有效的下降，当前国家也一直在推动这一情况的好转为什么现在注重管网漏损率为什么现在注重管网漏损率?据统计，整个中国的淡水资源总量是 28000 亿立方米，全国每年缺水大约 400 亿立方，而城镇漏损量约为87 亿立方，占到整体损失的 20%，因此大幅度降低漏损量确实是供水企业的责任，也是供水企业发展的契机。（引出后面所提到的智慧水务话题）（引出后面所提到的智慧水务话题）什么是智慧水务？什么是智慧水务？智慧水务：通过数据采集终端、无线网络、水质水压表等在线监测设备实时感知城市供排水系统的运行状态，并同地理信息 GIS 紧密结合，采用可视化的方式有机整合水务

7、管理部门及供排水设施，形成“城市水务物联网”并可将海量水务信息进行及时分析及处理，做出相应的处理结果辅助决策建议，以更加精细和动态的方式管理水务系统的整个生产、管理和服务流程，从而达到智慧的状态。案例：深圳水务集团在智慧水务上的应用（1）饮用水安全保障预警系统主要功能：采用生物监测技术，水质一旦发生异常，系统可自动将异常信息发送给相关人员。（2）应急指挥调度系统主要功能：实时将爆管抢修，路面塌陷，路面水淹等突发事故现场以视屏的方式发到指挥调度中心。（3）消防栓智能监控系统主要功能：实时监测消火栓偷水，漏水，无水，水压异常，被撞，被盗等多种异常情况。（4）排水井盖智能监控及报警系统主要功能：直观

8、显示易淹易涝点位置，实时采集和传输地下水位信息，对于水位异常及时报警。（5）管网维护系统主要功能：利用智能终端实时掌握一线人员的位置和历史轨迹；及时发现问题，处理，解决问题，信息透明对称。（6）智能水表管理系统主要功能：基于 NB-IOT 窄带物联网的远程抄表及数据分析，监控；通过移动终端实现抄表，工单，查违等功能。（7）水质信息管理系统（LIMS）主要功能：实现了水质检测工作流程化，办公无纸化。（8）数据中心主要功能：数据中心是水务企业的数据仓库；对生产，管网，客服等分散数据集中管理，数据抽取，清洗；对数据挖掘和分析。大数据系统的开发来指导企业的生产和发展。第二章第二章 饮用水深度处理技术饮

9、用水深度处理技术一一为什么采用饮用水深度处理技术为什么采用饮用水深度处理技术我国我国 20152015 年环境公报长江流域水质一览年环境公报长江流域水质一览饮用水生活卫生标准发展饮用水生活卫生标准发展第 2 页饮用水的水质直接影响到人类的身心健康，如果水质达标或良好，水就能正常参及人体的一切新陈代谢活动，人体从而就会产生应有的一切生理生化效应。反之，饮用了受污染的水，人体就会产生各种疾病。随着我国经济发展和人民生活水平的不断提高，我们对饮用水质的要求也越来越高，同时由于现代监测分析技术水平和监测能力也在不断增强，使原来我们未能分辨的有害物质逐渐被检测出来。为此，生活饮用水卫生标准的内容和限值在

10、不断进行修改，完善和提高。2006 年，国家新颁布了饮用水水质标准生活饮用水卫生标准（GB5749-2006），其在检测指标和限值上的严格程度远远超越生活饮用水卫生标准（GB5749-1985），检测项目由 35 项增至 106 项，增加了 71 项，新增指标主要是针对由工业化带来的有机污染物等有害物质。其中微生物学指标由 2 项增至 6 项；饮用水消毒剂由 1 项增至 4 项；毒理学指标中无机化合物由 10 项增至 22 项，同时还修订了砷，铅，镉，硝酸盐，四氯化碳等限值；有机化合物指标由 5 项增至 53 项；感官性状和一般理化指标则有 5 项增至 21 项，并修订了浊度限值。总体来看，新

11、修订的标准具有以下三个特点：（1）加强了对水中有机物，微生物和水质消毒等方面的要求。（2）统一了城镇和农村饮用水卫生标准。在此之前，我国农村遵照的是农村实施（生活饮用水卫生标准）准则，此次将城镇和农村卫生标准进行了统一。（3）实现了及国际的接轨。在新标准中，水质检测项目的选择和指标限值的最终确定都充分考虑了我国的具体国情，同时也参考了世界卫生组织的饮用水水质准则。指标限值更加严格，及发达国家的饮用水标准更具可比性。饮用水水质标准是水处理行业的方向标，新标准对我国现有的水处理技术和水处理工艺提出了巨大的挑战，同时也极大地的促进了饮用水处理技术和深度处理工艺的发展。二二常规处理工艺局限性常规处理工

12、艺局限性饮用水常规处理工艺包含混凝，沉淀，过滤和消毒几部分。这种传统水处理工艺适用于未受有机物质污染的水源，主要以去除水中浊度，色度和病原微生物为主，并以出水浊度，色度和细菌总数为主控指标。当水源水质较好时，饮用水常规工艺可以获得安全合格的饮用水，当水源水质变差，其出水的水质难以保证。同时常规处理工艺对水中有机物，尤其是溶解性有机物的去除能力较差，而且水中大分子有机物在水中呈线性结构，易形成分子聚集体，同时有机物会媳妇在胶体表面，使胶体聚集稳定性强，难于去除，最终导致其出水水质不达标。受污染原水中的有机物质通过常规工艺处理后，智能去除 20%-30%，以增加混凝剂投加量的方法来改善处理效果，不

13、仅增加处理成本，而且会增加水中混凝剂金属离子浓度，存在超标的风险。同时，常规处理对于原水中氨氮的去除能力十分有限，通过折点加氯去除会消耗大量的氯，进而极大增加消毒副产物超标的风险。因此在水源水受到有机物，氨氮污染的情况下，常规水处理工艺受到很大的局限性，其出水无法满足公众对水质的要求，因此研究及开发饮用水深度处理新工艺非常的必要。三三饮用水深度处理工艺有哪些饮用水深度处理工艺有哪些?臭氧臭氧-活性炭工艺技术：活性炭工艺技术：O3及活性炭联合使用,可收到良好的效果。在水处理中使用活性炭,能有效地去除小分子有机物,但对大分子有机物的去除则很有限.如果水中大分子有机物含量较多,会使活性炭的吸附表面加

14、速饱和而得不到充分利用,缩短使用周期.若进水先经 O3氧化,使水中大分子有机物分解为小分子状态,就会提高有机物进入活性炭微孔内部的可能性,充分利用活性炭的吸附表面,延长其使用周期。同时,后续的活性炭又能吸附O3氧化过程中产生的大量中间产物,包括 O3无法去除的三氯甲烷及其前驱物,保证了最后出水的化学稳定性。第 3 页臭氧臭氧-活性炭工艺发展历程活性炭工艺发展历程：1961 年，德国慕尼黑第一次使用臭氧活性炭联用技术，随后该项技术被先进发达国家广泛应用于饮用水的深度处理工艺中，并取得良好的净化效果，现今由于该工艺除污的高效性，已成为当今各国饮用水深度处理的主流工艺，研究表明，该工艺对总有机碳（T

15、OC）的去除率为 30%-70%，氨氮的去除率约为70%-90%，同时其对嗅味也有良好的去除效果。根据该工艺的实际运行情况，总结臭氧-活性炭工艺具有以下几个方面的技术优势：（1）能更加有效的去除溶解性有机物；（2）O 可以提高生物活性炭的吸附容量，延长活性炭的使用寿命；3（3）氨氮通过生物转化的方式得以去除，取代了折点加氯法去除氨氮，避免大量有机氯化物形成；（4）O 总投加量比单独使用要少，比单一使用 O3 或活性炭费用低且效果好；3（5）处理后的水质可全面提高，而且出水水质稳定，运行管理方便，只需投加少量消毒杀菌剂就可保证整个配水系统的全面卫生及生物安全性。膜分离技术：膜分离技术：膜分离技术

16、是 20 世纪 70 年代发展起来的深度处理技术，该工艺的基本原理是：利用原水中的水分子具有透过分离膜的能力，而溶质或其他杂质不能透过分离膜，在外力的作用下对原水进行分离，获得纯净的水，从而达到提高水质的目的。及常规工艺相比，膜分离技术具有投加量少甚至不投，占地面积小，投资少，节能，处理效率高，便于实现自动化等优点。膜分离技术分类：膜分离技术分类：微滤微滤(MF)(MF)：微滤是一种压力驱动的精密过滤技术，它的孔径范围一般为 0.05-5m，操作压力一般小于 0.3Mpa,典型操作压力为 0.07-0.2Mpa,可以去除微米级的水中杂质。多用于生产高纯水的终端处理或超滤，纳滤的预处理设施。超滤

17、（超滤（UFUF）：）：同样是以压力为驱动力，利用膜的高精度截留性能进行固液分离或使不同分子量物质分级。超滤是一种能同时进行的浓缩和分离大分子和胶体物质的技术。其滤膜孔径为5nm-0.1m，操作压力为 0.1-0.5Mpa,可以去除细菌，病毒和其他微生物。纳滤（纳滤（NFNF）：）：纳滤是介于反渗透和超滤之间。纳滤所需的操作压力要比反渗透低的多，因此可比反渗透节约能耗 40%-50%，纳滤出水在有效保留水中对人体有益的某些小分子物质的同时，还能有效去除天然有机物。反渗透（反渗透（RORO）：）：反渗透膜孔径仅 10-10 m,操作压力为 1-10Mpa，能耗大，由于良好的截留性能将大多数无机离

18、子（包括对人体有益的矿物质）从水中去除，包括各种悬浮物，胶体，溶解性有机物，无机盐，细菌，微生物等。该工艺师以压力为推动力，利用反渗透膜智能透过水而不能透过溶质的选择透过性的一种饮用水净化技术。但是反渗透膜分离技术在有效去除水中各种污染物的同时也将对人体有益的微量元素和矿物质去除了，长期饮用这种水会引起人体新的“营养”不平衡。因此经反渗透处理的水必须再矿化，才能满足人体的需求。因此综上所述，微滤膜和超滤膜是低压驱动膜，能有效去除水中的颗粒物，浊度，细菌和胞囊，但对有机物的去除能力较低，因此给水处理中，必须及其他工艺相结合，才能保证出水水质。-11-10第 4 页纳滤及反渗透法则能去除更广泛的给

19、水污染物，如消毒副产物，合成有机物等，但反渗透膜分离技术在有效去除水中各种污染物的同时，也将对人体有益的微量元素和矿质元素去除了，长期饮用这种水会引起人体营养不平衡。超声空化技术：超声空化技术：频率在 15kHz 以上的超声波辐射溶液所引起的化学变化。超声空化是指水中的微小泡核在超声波的作用下被激化，表现为泡核的振荡，生长，收缩及崩溃等一系列动力学过程。超声空化技术就是利用声解，将水中有机物转化为 CO2，H2O，无机离子和有机酸等成分。该技术具有污染小或无污染及设备简单等优点，同时还伴有杀菌消毒功效，是一种很有潜力的深度处理技术。现阶段该技术主要用于小水量的处理研究，尚处于基础研究阶段。光氧化技术光氧化技术光氧化技术是利用在可见光或紫外光照射作用下，进行复杂反应以深度处理饮用水的技术。光催化氧化技术,是在水中加入一定数量的半导体催化剂(如 TiO2、Fe2O3等),在 UV 辐射下产生强氧化能力的自由基,氧化水中的有机物。该技术的特点是具有极强的氧化能力,有机物去除效率高，对水中有机优先控制污染物也能有效进行分解。光催化氧化法的处理费用高,设备复杂,在经济上还只限于小水量规模的处理.因此处理装置实现简捷、小型化的研究将是今后的重点。光催化氧化的局限性：（1）照射光源寿命短，光源效率低（2）催化剂的效率低，难回收（3）对氧化剂的选择性研究少。且该工艺尚停留在实验室阶段。第 5 页