暢談未來(lái) | 崔福義:去偽存真,談?wù)勶嬘盟踩募賳?wèn)題與真挑戰(zhàn)
崔福義
本文根據(jù)嘉賓發(fā)言內(nèi)容整理。
成就與矛盾:我們走到了哪一步?
過(guò)去二十多年,我國(guó)在飲用水安全領(lǐng)域投入了大量資金和人力。從“十五”期間的863水專項(xiàng)開(kāi)始,到后續(xù)三個(gè)五年規(guī)劃的國(guó)家水重大專項(xiàng)持續(xù)推進(jìn),我們?nèi)〉昧岁P(guān)鍵技術(shù)突破,完善了技術(shù)體系,并產(chǎn)生了大量成果。但是還有大量的問(wèn)題需要研究解決。
當(dāng)前,飲用水行業(yè)仍面臨兩大核心需求:水質(zhì)安全與低碳節(jié)能。
低碳方面,清華大學(xué)的研究表明,城市供水與“雙碳”目標(biāo)密切相關(guān)——我國(guó)城市供水每立方米能耗約為0.29千瓦時(shí),溫室氣體排放量達(dá)0.213千克二氧化碳當(dāng)量(2011年數(shù)據(jù))。未來(lái),如何在保障水質(zhì)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)低碳運(yùn)行,是行業(yè)必須回答的問(wèn)題。
水質(zhì)方面,一個(gè)值得關(guān)注的現(xiàn)象是,許多國(guó)際大都市如紐約、巴黎、倫敦,早在幾十年前就實(shí)現(xiàn)了龍頭水直飲,而我國(guó)至今沒(méi)有一個(gè)城市公開(kāi)承諾這一點(diǎn)。雖然很多城市都宣稱水質(zhì)達(dá)標(biāo),即達(dá)到國(guó)家生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(GB5749)要求,但是為了實(shí)現(xiàn)“直飲”,各地還要推出“優(yōu)質(zhì)水”“高品質(zhì)水”工程,甚至提高地方標(biāo)準(zhǔn)。這種矛盾背后,是標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行不力?是管網(wǎng)輸配環(huán)節(jié)的二次污染?還是公眾認(rèn)知與行業(yè)宣傳的錯(cuò)位?
針對(duì)上述現(xiàn)象,需要思考其背后的挑戰(zhàn)及解決方案。
十大核心問(wèn)題:困惑與挑戰(zhàn)
問(wèn)題1:水質(zhì)安全及評(píng)價(jià)
什么是安全飲用水?檢出污染物是否等于不安全?隨著檢測(cè)技術(shù)進(jìn)步,水中可檢出物質(zhì)從幾百種增至數(shù)千種,是否意味著污染加劇?還是認(rèn)知水平提升的結(jié)果?對(duì)此,我們需要了解,國(guó)際上普遍采用“相對(duì)安全”概念,沒(méi)有絕對(duì)的安全;檢出污染物與“不安全”之間的等號(hào),也并非絕對(duì)。
問(wèn)題2:《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》的管控節(jié)點(diǎn)?
現(xiàn)行國(guó)標(biāo)管控的是龍頭水,而非出廠水。但許多地方混淆了出廠水與龍頭水的水質(zhì)差別,甚至將出廠水與國(guó)標(biāo)直接掛鉤。在輸送過(guò)程中,管網(wǎng)老化、二次供水設(shè)施等問(wèn)題會(huì)導(dǎo)致水質(zhì)在輸送過(guò)程中下降。對(duì)此,近期住建部相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)修訂明確提出:出廠水水質(zhì)必須優(yōu)于國(guó)標(biāo),唯有如此,才能為管網(wǎng)輸送留出安全余量。
問(wèn)題3:現(xiàn)行《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》的科學(xué)性
部分城市自行提高地方標(biāo)準(zhǔn),但提標(biāo)依據(jù)何在?若國(guó)標(biāo)已達(dá)到安全水平,為何還要提標(biāo)?將地標(biāo)個(gè)別指標(biāo)提到嚴(yán)于國(guó)標(biāo),是否就提升了安全性水平?此外,必須區(qū)分“研究層面的安全”與“公眾宣傳的安全”,科學(xué)研究總要尋找問(wèn)題、追求更好,面向公眾則是依法依規(guī)進(jìn)行宣傳,若將兩者混淆,只會(huì)制造恐慌。
問(wèn)題4:正確的水質(zhì)安全科普宣傳
科普宣傳需科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)。例如,硬度問(wèn)題:商家渲染“水垢有害”,但鈣鎂實(shí)為人體所需元素;燒水壺結(jié)垢雖影響能耗及感官體驗(yàn),卻對(duì)健康無(wú)害,甚至可能緩解老年人缺鈣問(wèn)題。行業(yè)應(yīng)引導(dǎo)公眾理性認(rèn)知,而非遷就錯(cuò)誤觀點(diǎn)。
問(wèn)題5:水源水質(zhì)問(wèn)題
許多論文開(kāi)篇即稱“水源污染日益嚴(yán)重”,這既不客觀也不負(fù)責(zé)。環(huán)境公報(bào)顯示,我國(guó)七大流域水質(zhì)整體改善。所謂“新污染物”,實(shí)為檢測(cè)技術(shù)進(jìn)步后的新認(rèn)知,而非新出現(xiàn)的污染。例如,全氟化合物等痕量物質(zhì)早已存在,只是過(guò)去無(wú)法檢出、缺乏認(rèn)識(shí)。
問(wèn)題6:水源工程與應(yīng)急供水問(wèn)題
為應(yīng)對(duì)突發(fā)污染等問(wèn)題,許多城市斥巨資建設(shè)應(yīng)急或備用水源。但突發(fā)污染是小概率事件,且應(yīng)急系統(tǒng)啟動(dòng)復(fù)雜、能耗高昂,與“雙碳”目標(biāo)背道而馳。更務(wù)實(shí)的策略應(yīng)是優(yōu)化監(jiān)測(cè)預(yù)警體系,而非不計(jì)代價(jià)的“熱備”。
問(wèn)題7:水處理工藝優(yōu)化——全流程水處理工藝?
部分地區(qū)和項(xiàng)目推崇“全流程工藝”,將預(yù)處理、臭氧活性炭、膜技術(shù)等層層堆砌。這種“土豪式”工藝看似萬(wàn)無(wú)一失,卻忽略了經(jīng)濟(jì)性與必要性。工藝優(yōu)化應(yīng)基于具體風(fēng)險(xiǎn)分析,而非盲目延長(zhǎng)流程。
問(wèn)題8:管網(wǎng)的水質(zhì)保持如何做?
管網(wǎng)水質(zhì)問(wèn)題的現(xiàn)象在管網(wǎng)、根源在水廠。若出廠水缺乏化學(xué)穩(wěn)定性與生物穩(wěn)定性控制,管網(wǎng)再努力也無(wú)濟(jì)于事。當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)未納入穩(wěn)定性指標(biāo),導(dǎo)致水廠責(zé)任模糊。
問(wèn)題9:低碳與節(jié)能——管網(wǎng)如何節(jié)能?
許多地區(qū)管網(wǎng)為降低漏損大量采用減壓閥,但減壓閥本身是耗能元件,并非節(jié)能良策。真正的節(jié)能需綜合施策:優(yōu)化管網(wǎng)布局、合理設(shè)計(jì)水流主流向、合理設(shè)置加壓泵站等,適當(dāng)使用減壓閥。
問(wèn)題10:智慧水務(wù)——任務(wù)目標(biāo)是什么?
智慧化的前提是感知能力——沒(méi)有精準(zhǔn)數(shù)據(jù),再先進(jìn)的算法也是“盲人摸象”。當(dāng)前業(yè)內(nèi)普遍混淆信息化、數(shù)字化、智能化等概念的差別,個(gè)別企業(yè)熱衷于信息化展示(如豪華大屏幕),卻忽視生產(chǎn)核心過(guò)程的智能化——如水廠運(yùn)行自動(dòng)化、管網(wǎng)調(diào)控實(shí)時(shí)化等。智能化的前提是水質(zhì)等參數(shù)在線實(shí)時(shí)檢測(cè),但是目前技術(shù)水平下,水質(zhì)的在線檢測(cè)項(xiàng)目不足標(biāo)準(zhǔn)的1/3,大量指標(biāo)依賴人工檢測(cè);水質(zhì)、水壓、流量數(shù)據(jù)不完善,調(diào)控滯后。應(yīng)當(dāng)認(rèn)清,智慧水務(wù)是手段工具,而非目標(biāo)。
飲用水安全保障技術(shù)的難點(diǎn)問(wèn)題
在技術(shù)層面,飲用水水質(zhì)安全保障的難點(diǎn)可以梳理為三點(diǎn):
一是非穩(wěn)定工況。水質(zhì)、水量時(shí)刻在變化(如原水濁度從數(shù)NTU驟增至上萬(wàn)NTU),水廠需要在非穩(wěn)定工況的條件下來(lái)運(yùn)行工藝,在動(dòng)態(tài)中時(shí)刻滿足用戶的需求(質(zhì)與量)。并且,工程上是大冗余設(shè)計(jì),即按最不利條件、最大需求設(shè)計(jì)建造,按實(shí)際需要運(yùn)行,通常難以實(shí)現(xiàn)最優(yōu)工況。
二是復(fù)雜體系。天然水源水均為多種物質(zhì)(雜質(zhì))共存的復(fù)雜體系:已經(jīng)檢出的污染物種類就多達(dá)數(shù)千種,傳統(tǒng)常量物質(zhì)與微量新污染物共存。水處理過(guò)程中還產(chǎn)生各種副產(chǎn)物、殘留物。
三是痕量污染物。檢測(cè)技術(shù)的進(jìn)步,將一些污染物檢出濃度從mg/L級(jí)提升至ng/L級(jí),致嗅物質(zhì)、高氯酸鹽、全氟化合物等痕量污染物得到廣泛關(guān)注。但在這個(gè)濃度上,檢測(cè)都很困難,去除及在線監(jiān)測(cè)就更加困難。
解決之路:多學(xué)科交叉融合與智能化
問(wèn)題的解決,需要我們跳出傳統(tǒng)思維模式,采用全新的解決方案。
宏觀層面,必須突破傳統(tǒng)供水技術(shù)的思維定式,在系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)維管理中強(qiáng)化創(chuàng)新。面對(duì)變水量、大冗余的供水系統(tǒng),以及水質(zhì)波動(dòng)劇烈的水質(zhì)情況,根本出路在于多學(xué)科技術(shù)的交叉融合。傳統(tǒng)供水技術(shù)需與現(xiàn)代科技深度結(jié)合——例如智能化調(diào)控、納米材料、分子生物技術(shù)等,而非局限于單一技術(shù)。
以痕量污染物去除為例,當(dāng)前行業(yè)面臨顯著矛盾:傳統(tǒng)工藝(如氧化還原)針對(duì)毫克升級(jí)濃度污染物(以高錳酸鹽指數(shù)表征)雖有效,但要同時(shí)去除一些濃度僅微克升甚至納克升級(jí)的新污染物,需同步去除大量無(wú)害背景物質(zhì),能耗高、效率低,既不合理也不經(jīng)濟(jì)。
實(shí)操層面,供水系統(tǒng)的未來(lái)趨勢(shì)必然是智能化。應(yīng)構(gòu)建基于智能化的飲用水低能耗安全保障系統(tǒng),以自動(dòng)感知、信息化(數(shù)字化)、智能化手段改變水廠運(yùn)營(yíng)模式。此外,還應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注選擇性吸附或降解的技術(shù)及材料等。
飲用水安全既是技術(shù)問(wèn)題,也是民生問(wèn)題。直面矛盾、厘清亂象、科學(xué)施策,才能更好地應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)、贏得信任。上述思考及設(shè)想,供大家參考。
統(tǒng)稿 | 李艷茹
審核 | 許俊儀
統(tǒng)籌 | 未來(lái)新水務(wù)工作組