在市政水處理領域，近年來有兩個典型的案例吸引了眾人的目光――上海世博園區(qū)的直飲水系統(tǒng)和北京奧運會北小河污水再生工程。它們的特殊之處在于，在給水和排水方面采用的不是傳統(tǒng)的處理方法如過濾、消毒等，而是采用了21世紀的高新技術――膜技術。膜技術較傳統(tǒng)水處理方法的優(yōu)勢何在？發(fā)展是否已成熟？是否迎來了大規(guī)模推廣的時機？這已經(jīng)成為膜行業(yè)內(nèi)專家學者、企業(yè)家和市政水界人士最為關注的話題。
    　　
    　　
    飲用水標準追隨國際水平  一二代處理技術無法勝任
    　　
    　　
    據(jù)了解，目前我國廢水、污水排放量以每年18億噸的速度增加。預計到今年底，中國的污水排放將達到640億噸。而根據(jù)國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù)顯示，“十一五”期間，我國在供水、污水處理、中水回用和排水、水污染防治等方面的總投資超過1萬億元，全國新建污水處理廠1000多座。到今年底，我國城市污水處理率將達70%以上。但目前的問題是，我國城市水處理市場迫切需要新技術變革。
   

　　中國工程院院士、哈爾濱工業(yè)大學教授李圭白介紹說，我國第一代水凈化工藝（混凝―沉淀―過濾―氯消毒）發(fā)明于20世紀初，可解決飲用水的傳染病生物安全性問題；第二代凈水工藝（第一代工藝+臭氧―顆粒活性炭）研發(fā)于20世紀70年代，可解決有機物等化學安全性問題。但隨著20世紀末新出現(xiàn)的“兩蟲”（賈第鞭毛蟲和隱孢子蟲）問題和藍綠藻問題，導致前兩代工藝都無法勝任，迫切需要開發(fā)新的第三代凈水工藝。此外，新國標《生活飲用水衛(wèi)生標準》（GB5749-2006）已于2007年7月1日開始執(zhí)行。新國標要求的飲用水檢測指標由過去的35項增加至106項，質(zhì)量標準大大提高，已經(jīng)達到歐盟標準。根據(jù)住房和城鄉(xiāng)建設部規(guī)劃要求，新國標將于2012年開始強制執(zhí)行。因此飲用水處理技術升級換代已迫在眉睫。
   

　　同濟大學環(huán)境科學與工程學院教授于水利認為，當前市政水體系是統(tǒng)一化、通用化的水利用模式，例如飲用水、洗漱用水、沖廁用水等均采用統(tǒng)一的處理方式。以達標排放為目標的開放式水處理系統(tǒng)已經(jīng)不能適應市政水處理的要求。實現(xiàn)市政水的循環(huán)利用，是解決市政水問題的有效途徑。所以應該根據(jù)不同的用途，構建多元的市政水體系，不要大馬拉小車，也不要小馬拉大車。這就迫切需要更先進的技術來實現(xiàn)。
   

　　中國膜工業(yè)協(xié)會秘書長劉憲秋接受CCIN記者采訪時說：“國務院已經(jīng)確定了36個大中城市應該達到‘全收集、全處理’的目標，而北京這樣的缺水城市還提出了首都污水‘全收集、全處理、全回用’的‘三全’目標。污水深度處理可供選擇的方法不多，其中膜法是比較理想的選擇。以膜法為核心的水處理技術，正以不可阻擋之勢引起水處理技術的重大變革。膜法市政水處理將迎來一個大發(fā)展的高潮。城市讓生活更美好，化工膜技術讓城市更美好。”
   

　　此外，全球淡水資源十分有限，而海水資源極其豐富。因此將海水淡化后供飲用，也是世界各國一直在探索的領域。中國工程院院士、國家海洋局杭州水處理技術中心研究員高從?杲檣芩擔?早在20世紀50年代，為解決水危機，美國從1952年起專設鹽水局，不斷推進水資源和脫鹽的技術進步。日本的水再生90計劃、水膜21計劃和水膜21新計劃大力促進膜科技的研究和進步。歐洲通過BRITE計劃和尤里卡計劃等推動膜技術的發(fā)展。隨著飲用水法規(guī)越來越嚴格和水資源的短缺，以及膜技術的不斷進步，膜法在飲用水處理方面的優(yōu)勢越來越明顯，發(fā)揮的作用也越來越大。膜技術以其無相變、高效節(jié)能、適應范圍廣、操作簡便等特點在分離和凈化領域已廣泛應用，在飲用水凈化方面的優(yōu)勢和潛力也已成為共識。

    　　廣東恩平市綠源環(huán)境工程技術有限公司采用微孔濾膜技術研發(fā)的凈水器。 （李明湛 攝）

      “工業(yè)腎臟”發(fā)力市政主戰(zhàn)場  貴族產(chǎn)品進入尋常百姓家
    　　
    　　
      專家們口中的膜，不同于我們?nèi)粘Ｉ钪杏玫降乃芰媳∧ぃ且环N高分子聚合物。它強度高、柔韌性好，具有很強的選擇分離性，被稱為21世紀的“工業(yè)腎臟”。膜產(chǎn)品性能優(yōu)良已是公認的。不過在此前很長一段時間內(nèi)，它被認為是貴族產(chǎn)品，無法進入尋常百姓家，因此在市政領域的應用很少。膜技術最早用于對水質(zhì)要求極高的工業(yè)領域，例如半導體、電子、制藥超純水、工業(yè)純水、高壓鍋爐補給水等，后來逐步應用于各種工業(yè)廢水處理。現(xiàn)在由于水源污染加劇和飲用水水質(zhì)標準提高的雙重壓力，膜技術也過渡到市政領域的自來水、中水、回用水等涉及國計民生的水處理主戰(zhàn)場。專家們表示，膜產(chǎn)品現(xiàn)在已經(jīng)逐步走向平民化，產(chǎn)品價格大幅下降，大規(guī)模的應用業(yè)績也初步顯現(xiàn)。
   

　　上海市政工程設計研究總院資深總工程師沈裘昌認為，膜技術是高新技術領域發(fā)展最快的領域之一。多個具有標志意義的大型膜法市政水務工程、污水回用工程、海水淡化工程的建成，標志著我國膜工業(yè)正在不斷發(fā)展壯大。近20年來我國采用聚氯乙烯材料開發(fā)出了優(yōu)質(zhì)的超濾膜，使超濾處理工藝的建設和運行成本有了很大幅度的下降。由于超濾工藝的建設和運行成本已接近傳統(tǒng)工藝成本，引起了業(yè)界的廣泛關注。以5萬噸/天的水廠為例，采用超濾―納濾工藝（60％采用納濾膜），其工程造價7230萬元，運行成本1.14元/立方米。與常規(guī)水廠已基本相當。如果能解決膜的運行壽命問題，則運行成本還可進一步下降。從現(xiàn)在已經(jīng)進行的工程看，目前膜法市政水處理已經(jīng)到了可以大規(guī)模推廣應用的時候。
   

　　清華大學環(huán)境科學與工程系教授黃霞說：“膜應用推廣的形勢一片大好。膜生物反應器技術處理出水水質(zhì)良好、裝置容積負荷大、占地省；有利于各類微生物截留，污染物去除能力強；可強化脫氮除磷效果。我國膜生物反應器從1990年開始，經(jīng)歷了實驗室小試、中試研究、小規(guī)模示范階段，以及數(shù)百噸/天規(guī)模的實際工程；2003年出現(xiàn)了數(shù)千噸/天規(guī)模的城市污水、工業(yè)廢水處理實際工程；2006年出現(xiàn)了萬噸/天以上規(guī)模的工程，如2006年5月投入運行的北京市密云縣4.5萬立方米/天膜生物反應器工程。”
   

　　黃霞介紹說，截至2009年底，我國規(guī)模在1萬噸/天以上的膜生物反應器工程約有30個，其中最大規(guī)模的是湖北省十堰市神定河膜生物反應器工程（設計能力11萬噸/天）。2010年已有7個大型膜生物反應器在建，累計處理能力大于33萬噸/天。2011年數(shù)個大型膜生物反應器工程已簽約。但膜生物反應器能否長期、安全、穩(wěn)定運行是關系著膜產(chǎn)業(yè)能否長期發(fā)展的關鍵。
   

　　藍星東麗膜科技（北京）有限公司技術總監(jiān)朱列平與膜打交道近20年了。他接受CCIN記者采訪時說：“以反滲透膜產(chǎn)品為例，現(xiàn)在它在全世界的運用很多，相關項目也越做越大。這與膜產(chǎn)品的性能提高和成本下降直接相關。從最初的膜產(chǎn)品上市到現(xiàn)在，膜的脫鹽率提高了10倍，而操作壓力降低了10倍，因此膜產(chǎn)品的綜合性能改進了100倍。同時由于技術的進步和生產(chǎn)規(guī)模的擴大，膜的制造成本和銷售價格下降了一半以上。再加上高效能源回收裝置等的應用，膜系統(tǒng)運行成本也已經(jīng)下降了一半左右。這就是為什么現(xiàn)在反滲透膜在全世界廣泛運用的原因。”
    　　
   
　　專家警告投資最忌“一窩蜂”  質(zhì)量技術管理環(huán)環(huán)不能松
    　　
    　　
    與工業(yè)領域不同，市政領域的水處理有其特殊性。劉憲秋提醒說，如果說以前膜產(chǎn)品是直接面向工業(yè)和企業(yè)的，那么現(xiàn)在面向市政，就是直接與居民生活相關。這就不允許有半點閃失。試想如果因為膜產(chǎn)品質(zhì)量或技術問題而導致水質(zhì)不達標，對于飲用水來講，這樣的危害是無法估量的。因此，膜企業(yè)面臨著比以前更加嚴峻的考驗，必須在產(chǎn)品、技術、管理上下功夫。
   

　　多位企業(yè)負責人向CCIN記者反映，膜產(chǎn)品進軍市政領域在帶來巨大機遇的同時，也向我們提出了更高的要求和挑戰(zhàn)。我們壓力大得經(jīng)常睡不著覺。
   

　　沈裘昌也表示了同樣的擔心：“盡管目前膜法市政水處理推廣時機成熟了，但是必須要保證質(zhì)量，把好質(zhì)量關。我比較擔心的是市場出現(xiàn)魚目混珠現(xiàn)象，讓膜法在市政領域的應用走了樣。由于膜產(chǎn)品的質(zhì)量很難辨別，國家應該出臺相應政策或采取措施把好準入門檻。假如有部分質(zhì)量不合格產(chǎn)品進入市政領域，就會把整個膜技術給糟蹋掉，影響自己行業(yè)的聲譽，引發(fā)大家對膜產(chǎn)品的信任危機。”
   

　　GE水處理及工藝過程處理公司產(chǎn)品經(jīng)理羅敏說：“市政水處理是個復雜的系統(tǒng)工程，膜材料是系統(tǒng)中的重要部分。就好像膜材料本身是一匹布，在市政中的應用就像把布做成衣服。如果裁縫的手藝不好的話，制作的成衣也不會好。因此提高膜法水處理的系統(tǒng)工程效率也至關重要。”
   

　　李圭白還認為，膜技術一窩蜂式的發(fā)展不會有利于這個行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。在洶涌的發(fā)展浪潮中，大部分項目會成功，也會有小部分的項目面臨失敗。盡管失敗的項目比例小，但是帶來的負面影響是巨大的。同時，一窩蜂式的發(fā)展也勢必會帶來惡性競爭，阻礙膜行業(yè)整體進步。“所以，膜技術發(fā)展需要走持續(xù)發(fā)展道路，需要穩(wěn)扎穩(wěn)打。”李圭白說。
   

　　對于一些前瞻性的問題，業(yè)界也開始考慮。于水利接受CCIN記者采訪時說：“當膜材料開始在市政領域大規(guī)模應用時，還應該考慮膜完成使命后的處理問題。在3~5年的膜使用壽命結束后，更換下來的廢棄膜該怎么處理，這可能也是限制其大規(guī)模應用的因素。因此必須要開展這些前瞻性的研究。”

清華大學的中水處理站采用先進的膜生物反應器技術，每年可減少35萬多噸的污水排放量。 （新華社 供圖）