21世纪给水技术展望

    前言：本文应友人之约，谈论了一些想法。不过这个题目大了，又那么深远。本人没有“展望”未来的雄心，也没有“展望”未来的能力，只是藉“展望”之名，抛砖引玉。
    摘要：21世纪是人类科学技术飞跃发展的时期。给水技术的发展必然与社会发展相一致。一些已经出现和正在探索的适应水处理特点的新技术，如：自动连续检测技术、计算机人工智能技术、纳米技术、生物芯片、基因技术等等，将会在水源防护、水净化处理、水厂运行管理、管网调度运行中逐步得到应用。

水资源保护得到高度重视
    社会的发展、人口的增长，对水的需求越来越高。而地球上可供使用的水资源却日趋贫乏，工业化进程造成的水污染问题日益严重，更加剧了水资源的需求矛盾，这一切已越来越为人们所重视。因此对水资源的保护和再生利用会提出更高的要求。人类只有自身保护，才能获得一个良好的生存环境。
    水资源的保护是有效的防治污染，应从污染源头抓起，而不是被动的招架。为保证相关法律会严格的实施，必须建立有效的监察机制。而对污染源和水源广泛采用连续自动监测，是技术发展到21世纪所能采取的必要手段。而且可以通过对水源的连续自动监测，实施水源水质预警，确保饮用水水源水质的万无一失。
    各类污水的再生利用技术将得到发展，实现污水处理达到排放标准后的合理分类利用，或进行深度再处理，实现污水资源化。同时经过净化处理的再生水应有相当一部分让其回归自然，继续参与大自然的生态循环，恢复更多的“天然水”，保持良好的生态平衡。
污水资源化应与城乡一体化的城乡规划、工农业规划功能区的合理安排一并考虑，从而实现生活饮用水、生活使用水、绿化用水、工业用水各得其所的分质供水体系。分类分质供水将在缺水地区得到推广应用。
    在充分挖掘节水潜力和污水资源处理后回用的基础上，科学合理地从水资源富裕地区调水补充缺水地区的不足，才是最经济，最可行的调水方案。且又能把调水对生态的影响降低到最小的程度。

水质标准将更加完善
    人类理性认识的提高，对饮用水水质标准将有一个审慎的态度，对水质的安全度将会给出符合人体健康要求的评价。而不是现在让商业炒作和科学研究混杂一起，“饮水”天下已经大乱，人们给搅得晕头转向。符合生活饮用水卫生标准的自来水也被恶意贬低。必须区分水体污染与饮用水水源污染的界限。因此，何谓符合人体身体健康的饮用水水质，应该提出科学合理的安全度。美国曾公布了《总大肠菌规则》，《地面水处理规则》，目标为把风险控制到每年万分之一。即使实现这些《规则》，细菌学指标的风险仍大于有毒有害物资。有毒有害物的指标值一般掌握到人终身(按70年计)饮用无觉察的健康风险，对致癌或可疑致癌物质，一般掌握到人终身(按70年计)饮用，每十万人增加一个病例。我国可在该基础上适当降低风险度，提出符合我国实情的指标。但不能光凭想象，任意夸大曲解。同时在调整水质指标时也要注意效益和投入的分析。为此，在采用何种水处理工艺时，在考虑成本与水质的关系时，应以保证水质标准为前提，并适度地降低成本。
    在检测技术水平的提高情况下，过去无法检测的微量有害物质（有机和无机的），可以在有可靠检测方法的前提下，不断补充新的水质标准和列入检测项目，使饮用水水质标准更加保障人们的身体健康和符合人类繁衍的需要。

给水处理技术以回归自然方式得到发展
    水处理技术的发展宜以大自然水体自净的模式，引导水处理技术的研究。我们所做的工作应该是将自然的水体净化过程加速和给予浓缩，来提高净化效率，尽可能避免利用现代工业技术（如超净化处理等）在水处理过程中带来的破坏“天然水”的“生态平衡”问题。纳米技术的深化开发利用，将对给水净化处理技术带来深刻的影响，对低温低浊水、高浊度水及其他特种水的处理，对去除有选择物质的过滤技术都将会有突破性进展。给水处理工作者将日益重视对水中有机污染物处理的研究，相应的处理技术将会应运而生。
    沉淀：由于大多数城市从过去城市基础设施的欠帐太多，到现在基本满足城市和人民生活需要。因而，无须追求沉淀效率的高指标。可适当延长沉淀、澄清时间。亦可以考虑原来曾经使用过的“高效率” 沉淀、澄清技术（如斜管、斜板），降低其“效率”，以确保处理构筑物出口水浊度降低到一个新水平（与目前又流行起来的平流沉淀技术相比）。为防止化学物质对净化过程的“污染”，应继续加强絮凝、沉淀、澄清技术的研究和天然高分子助凝剂的研究与应用，以减少化学混凝剂的用量。生物技术的应用也可能得到一定的推广。微生物型的水处理制剂及创制具有新材料和生物技术两者特点的水处理器将会得到发展。
    过滤：除了均质滤料的的推广应用外，为了降解水中的有机物，生物滤池、慢滤池有可能在遭到有机物污染严重的地区得到应用。创制有利于水处理的构型同时兼有生物处理功能的填料、吸附剂、滤料，直至水处理组件等器材，可以作为可能出现的新材料与生物技术结合利用的例子。多种类型的膜过滤技术将在水处理工艺流程中发挥重要的作用。
    基因技术的发展有可能影响水中有机物污染处理技术的深化。可以通过对水中生物基因的检测，寻找更为有效的药剂对妨害人体健康和有着潜在危险的有机物质进行无害化的改变。无疑这些研究成果有在一段时期内只能应用在对健康有着特殊要求的场合，如优质饮用水、医疗用水的处理。
    消毒：对消毒后产生的二次污染问题，已为人们所重视。因此探讨新的消毒剂和新的消毒方法的技术已日益为人们所重视。滤前加氯除了特殊情况外，一般不再作为处理有机物污染的手段。光消毒技术与生物芯片检测技术的结合，有可能得到重视。将会为水消毒技术带来一次质的飞跃。水网博客——水业思想的集散地！
    饮用水深度处理技术的发展，将有可能从水的微观状态，到水对人体的生命、细胞、生殖、遗传、营养等学科进行更为深入的研究，以求获取更能适合人体健康需要的饮用水。

水质检测技术快速可靠
    随着科技的发展，特别是生物芯片技术的发展，将给我们的水质高效快速检测技术大的飞跃。
    生物芯片用于水生物指标的快速测定：自来水检测用的DNA芯片，它可在几秒钟之内检测出自来水中所含有害细菌和寄生虫类型。比目前传统技术的精确度高1000倍。其价格仅为现有检测方法的1／10，整个监测过程仅需几分钟，甚至几秒钟。
有效测试出水中多种重金属含量的新技术，将更准确、有效地检查出水污染的情况。
在常规的检测中，新的数字化的测试仪器将得到普遍应用。可以同时检测多个水质项目的仪器也会迅速推广，其检测结果也将更为精确和快速。
连续检测技术的研究将按照迅速、可靠的方向发展，为防治水污染和水处理过程的自动控制技术的发展提供技术保证。

水厂控制技术日益提高
    随着计算机控制技术的发展，控制将更加可靠。新型水质在线仪表的得到广泛应用。智能化的运转系统除了实现常规的优化运行外，单体构筑物运行、全系统运行处理还应具备自学习、自调整的存储、分析功能，在经过一段时间的运行后，系统运行处理不断积累、分析、总结“经验”，求得对这一单体对象的最佳控制处理方案，从而使控制性能达到单体个性化的最佳运行。从而使整个系统的可靠性、经济性得到大幅度提高。当处理水质发生突变时，系统可以参照过去处理类似情况取得效果的方法，对突发事件进行快速、准确的最佳化处理能力。
    信息技术的发展同样推动水工业控制技术的进步，数字信息传输加密、防入侵技术的日趋成熟，将使我们有可能充分利用城市的宽带网，为城市供水系统的远距离检测、调度、控制，以及各类信息的传递，提供更为快速、简便、经济、安全、可靠的手段。
 
管网管理技术日趋先进　
    管网运行参数的实时检测（包括用水户的遥测计量），将使智能化管网经济运行优化调度得到一个飞跃。亦可以实现最佳管网调度，并可以有效地判断较大的管道漏水点，从而得到及时维修，降低管网漏失率。
    GPS技术在给水管网规划、设计、运行、维护、管理上的广泛应用，GPS定位将使我们的管网基础档案资料提高到一个精确的水平。为管道施工、管网维护、管道抢修提供准确的定位。
新型管材（如安全卫生的塑料管材、增强玻璃纤维管、薄壁钢筒预应力混凝土管）的推广应用，将会大大降低能耗，方便施工和维修。
    纳米材料防腐涂料的研究将使管道防腐、防垢、抗老化、长效抑制细菌的技术提高到一个新的水平，将会有效地控制管网及水箱的二次污染，还能防止结垢，既保证用户得到可靠的水质，又能提高管道的输水能力。

    21世纪是人类科学技术飞跃发展的时期。人们对“生命之源——水”的认识将会大大提高，作为给水科技工作者的责任，就是要努力向人们提供安全、健康的水。我们一定能完成这个历史使命。

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编辑：王哲晓