一、 水处理技术的发展现状及其存在模式

1 水处理技术的发展现状

我国有文字记载的给水处理从明矾净水开始，而比较完整的现代自来水厂是创建于1882 年的上海杨浦水厂。此后净水技术经历了简单沉淀，慢滤处理，依靠外国专家“照搬照抄”新建大型水厂，采用平流池、双层过滤技术以及絮凝、消毒等。20 世纪 60 年代以后，城市供水普及，给水处理从苏联模式中走了出来，在学术理论、规范制定、人才培养、设备供应等方面逐渐形成了自己的体系。如在水处理中开始注重投药后的混合，采用静态管道混合器等“细节”，推广应用了絮凝等技术，在减少水头损失、提高絮凝效果、降低药量消耗等方面进行了许多研究；引进浅层沉降理论，对平流池的设计进行了改进，对滤池配水有了相应的研究，对混凝剂有了应用。

20 世纪 80 年代以后，随着改革开放的深入，给水处理引进吸收了外国先进技术和设备，提高了絮凝加药的自动化水平，开始了提高水质和微污染水源处理技术的发展，广泛使用并呈多样化趋势，供水管网水质实现了自动检测，常规水处理技术得到加强。

目前，对于经济发展带来的水源污染的生物预处理技术及臭氧活性炭等水的深度处理技术在向实用化发展中，小型膜处理设备也已应用于高品质饮用水处理系统之中。

与此同时，在工业给水处理上也进行了许多研究和应用，如用混凝沉淀和过滤方式进行工业用水的预处理，用离子交换、软化、除铁等进行锅炉用水的处理，但是在工业循环水处理上由于缺乏自主技术，早期沿用了外国自来水处理中水质稳定的概念，片面地以控制 CaCO3 结垢为主，忽略了结垢的其他盐类和化合物，对工业水温度变化的特点和水的腐蚀以及水中菌、藻等引起的微生物黏泥的影响未予以考虑，走了弯路。目前工业循环水处理上则主要以投加缓蚀剂、阻垢剂、杀菌剂等化学药剂为手段来控制水的腐蚀、结垢和微生物黏泥。

然而，近年来由于磷的随水排放又引起了水域富营养化而产生“赤潮”公害，各国已纷纷提出禁磷或限磷要求，因而有机系列的钼系、钨系、硅系等无公害水处理缓蚀剂相继得到开发并逐渐推广应用。

阻垢剂方面，曾用木质素、淀粉类及腐植酸类，目前应用最广的为有机磷酸盐和高分子聚羧酸类。

在废(污)水处理上，目前主要采用中和、沉淀、曝气、生物处理、混合稀释和过滤等手段，处理的目的是基本满足排放水质的要求，并且，总体处理率不是很高。

养殖水处理方面，自 20 世纪 60 年代以来，一些国家如日本、美国、德国、加拿大、丹麦等，已经先后不同程度地开展了循环水养殖水处理技术的研究。目前，国外已将臭氧、紫外线与生物滤器等水处理技术和设施广泛应用于水产养殖，而且向机械化、现代化方向发展。我国在这方面起步较晚，但近些年来发展比较迅速，在广大科技工作者的一致努力下，已经取得了一系列的成就，发展了各种各样的循环养殖水处理设施。

   世界上许多地区正面临着最严重的缺水。据世界银行的统计，全球80%的国家和地区都缺少民用和工业用淡水。随着资源成本不断上升和环保意识逐渐增强，许多企业开始运用绿色技术，降低碳排放，尽量减少废物产生。其中水处理技术就是其中非常重要的一项绿色技术。

   根据联合国统计，到2025年，三分之二的世界人口可能会面临水资源短缺，因此水处理技术将会越来越得到重视，这包括了水资源管理和污水处理。例如：在北美尤其在加拿大，水管理及污水处理设施的面临的问题十分急切。63%的目前运行的设施都在超期运行，他们的平均运行时间已经达到18.3年。其中52%污水处理设施在超期运行。在美国的干旱地区，对海水淡化技术的需求越来越高。海水淡化技术主要局限在于效率，而随着淡水的短缺，这些局限逐渐被淡化和忽视。水处理技术的发展拥有巨大的前景，许多国家都在实施水处理的政策和项目。根据全球知名增长咨询公司的预测，至2010年，全球水资源管理和污水处理技术市场规模预计将达到3，500亿美元。

   目前先进的水管理和污水处理技术及其发展趋势包括了循环用水、反渗透海水淡化和臭氧化等。例如，反渗透海水淡化技术正在迅速占领的大型设施市场，而这一领域过去主要以热工过程设备为主。处理效率的提升和渗透膜价格的回落，促使反渗透海水淡化市场在过去5年中迅速发展，现在应用反渗透海水淡化技术的已不再是小规模的工厂，大型反渗透海水淡化厂已是司空见惯。

   在污水处理方面，澳大利亚的研究人员在生物发电领域提出了一种新的旋转生物电化学接触器，这项技术能够将已经运用于污水处理行业30年的旋转生物污水处理技术的效率提高15%；此外，一种能够处理高污染废水的技术也已经问世，这种技术能够处理污染物浓度超过300，000ppm的污水，而处理成本仅有原先通过储存和化学处理方法的十分之一。这种技术目前被认为是最简单、最易于使用及经济的处理技术.

   中国目前同样也面临巨大的淡水短缺和水污染的问题。作为一个人均拥有水资源量较小的国家，必须采取措施以避免未来严重危机的发生。中国北方缺水问题极度严重，因此国家启动了浩大的“南水北调”工程，整个工程耗资达到几十亿美元，预计2050年建成。污水问题同样困扰着中国，估计有3亿人口的饮用水是被污染的。2004年至2008年，污水排放量年增长率达到18%，从482亿吨增长至572亿吨。预计在2010年，中国的污水排放将达到640亿吨。中国持续的工业化、城市化进程和经济的快速增长，是导致污水排放量连年上升的主要原因；而与此相对的是，中国的污水处理厂却基本上未能实现满负荷的运行。以2008年为例，中国污水处理厂的处理污水量仅仅达到的设计负荷的64%，主要的原因在于运营费用过高。在这种情况下，中国的污水处理行业将需要更多的投资和更先进的技术。在第11个5年计划之间（2006年至2010年），政府预计在水处理方面投入超过3000亿元。截至2009年，中国一共有1572座污水处理厂，同时2063家在建。

   随着社会经济和城市化进程的发展，水资源紧缺和水环境污染已成为本世纪全球性问题并且日趋严重。甚至有人认为：水的问题有可能超过能源问题而成为 21 世纪世界上重要的问题。因此，必须对水的问题予以高度重视。而正确掌握和合理利用现有水处理技术并研究新的水处理技术是解决水环境污染和合理利用水资源的重要途径，作为水处理工作者，更有责任直面问题，积极探索和正确把握未来水处理技术的发展动向。鉴于此，通过对我国水处理技术发展现状的回顾和当前水处理常用模式及所面临问题的分析，对我国水处理技术的发展趋势进行了展望。

      生活饮用净水工程（反渗透系统）

      生活饮用净水工程的核心技术根据原水水质及用户的要求，采取不同的工艺流程。但多半还是采用反渗透工艺。反渗透（Reverse Osmosis）简称RO,其原理是：在压力驱动下，溶液通过半透膜进入膜的低压侧，而溶液中的其他杂质（如盐类、微细颗粒及有机物等）被阻挡在膜的高压侧，并随浓缩水排出，从而达到达到淡化、净化、浓缩分离的目的。由于反渗透膜的膜孔径非常小，因此能将较小的水中溶解盐类，胶体，微生物，有机物等去除，去除率可达98%。该技术是目前水质深度净水的一种先进、经济并广泛使用的工艺。

      主要用于：矿井水深度处理，饮用纯水的制取，苦咸水淡化，锅炉用水软化，除盐及超纯水的制取等，产水量可根据用户需求确定。