立升是制膜行業(yè)的老兵，二十多年來(lái)一直專注于超濾膜技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用。從最早做飲料食品應(yīng)用到污水處理，再到現(xiàn)在把最主要的力量放在給水領(lǐng)域，可見其發(fā)展變遷的歷程。6月28日，海南立昇凈水科技實(shí)業(yè)有限公司董事長(zhǎng)陳良剛在2018(第三屆)供水高峰論壇現(xiàn)場(chǎng)，就立升的發(fā)展以及對(duì)供水領(lǐng)域的思考和展望與參會(huì)嘉賓作了深入分享。

海南立昇凈水科技實(shí)業(yè)有限公司董事長(zhǎng) 陳良剛

本文根據(jù)嘉賓內(nèi)容整理，未經(jīng)本人審閱。

下圖是一個(gè)近幾年國(guó)內(nèi)超濾膜水廠的初步統(tǒng)計(jì)，2018年超濾膜在國(guó)內(nèi)水廠的應(yīng)用規(guī)模將近600萬(wàn)噸/天，立升占其中的近300萬(wàn)噸，占比已接近50%。而在國(guó)際上，目前日本已采用立升超濾技術(shù)建立了超過(guò)2000家小水廠，在美國(guó)、在歐洲、在澳洲都有使用立升核心技術(shù)的水廠運(yùn)行。

2015-2018超濾膜水廠統(tǒng)計(jì)

我們的初心——解決什么問(wèn)題?

今天大家都在談不忘初心，把膜應(yīng)用在給水領(lǐng)域到底是為什么?我們的初心是為了發(fā)展科技嗎?不是，是為了人民的幸福生活。那么給水行業(yè)希望通過(guò)膜解決什么問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)哪些進(jìn)步?

微生物安全性。陳良剛認(rèn)為，膜用在給水上最典型的應(yīng)用就是解決微生物安全性。現(xiàn)在普遍采取的自來(lái)水工藝有消毒環(huán)節(jié)，但存在消毒劑無(wú)法滅除的微生物，比如說(shuō)隱孢子蟲，“兩蟲問(wèn)題”有諸多報(bào)道。另一方面是病毒問(wèn)題。即使當(dāng)下物聯(lián)網(wǎng)、智能檢測(cè)飛速發(fā)展，但不能做到微生物及時(shí)檢測(cè)，因?yàn)槟壳皺z驗(yàn)生物的辦法還需要48h的培養(yǎng)。另外病毒對(duì)水安全的危害也鮮有人提及。

濁度問(wèn)題。目前國(guó)內(nèi)的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)為1NTU，部分地區(qū)甚至提出了0.1NTU的要求。陳良剛認(rèn)為，濁度不僅是一個(gè)感官問(wèn)題，而是自來(lái)水里最綜合的一個(gè)指標(biāo)，濁度低，就意味著微生物、細(xì)菌、有機(jī)物等各項(xiàng)指標(biāo)均會(huì)很低。濁度達(dá)到一定程度的時(shí)候，很多設(shè)備都沒法正常使用。比如高濁度可能造成管網(wǎng)堵塞，輸送水時(shí)就有快有慢。傳統(tǒng)的工藝努力能實(shí)現(xiàn)0.5NTU，0.3NTU，是否足夠值得探討。濁度如果能夠達(dá)到一個(gè)更高的標(biāo)準(zhǔn)，自來(lái)水就能有更大的安全空間。最近在農(nóng)村的案例顯示，平時(shí)的濁度只有十幾度，到下雨的時(shí)候達(dá)到上千度。相對(duì)來(lái)說(shuō)，膜解決這個(gè)問(wèn)題更加容易。

砂濾廢水問(wèn)題。砂濾池反沖洗產(chǎn)生的廢水量驚人。對(duì)于幾千噸的水廠，可能才幾十噸廢水而已，但是對(duì)于幾萬(wàn)、幾十萬(wàn)、或是更大的水廠，這意味著將是幾百、幾千到幾萬(wàn)的數(shù)據(jù)，相當(dāng)于一個(gè)縣級(jí)、市級(jí)水廠規(guī)模。在國(guó)內(nèi)，常規(guī)砂濾反沖洗廢水的回收方法是：砂濾廢水沉淀后，上清液回流至前面的混合絮凝區(qū);或是直接排放。我國(guó)對(duì)自來(lái)水廠排放“污水”并沒有實(shí)行收費(fèi)。對(duì)比在美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家，砂濾反洗水是不允許直接返回前端的，需要經(jīng)過(guò)處理，更不會(huì)直接排放，因?yàn)樯盀V反洗水對(duì)他們而言是三筆錢(水源費(fèi)、處理費(fèi)、排污費(fèi))。另外，有一些研究表明，砂濾反洗水直接回收至原水處可能導(dǎo)致隱孢子蟲卵囊濃度都升高、增大水力負(fù)荷、富集有機(jī)物金屬離子等，威脅飲用水健康。

藻類問(wèn)題，也是消毒副產(chǎn)物的問(wèn)題。目前藻類的常規(guī)處理方法是氧化，以破壞本體特性。很多生物或有機(jī)物經(jīng)過(guò)氧化后，會(huì)釋放一些有毒物質(zhì)。例如藻類被氧化后，會(huì)生成消毒副產(chǎn)物——藻毒素，帶來(lái)許多隱患。陳良剛強(qiáng)調(diào)，未來(lái)水廠對(duì)藻類的去除，不應(yīng)該采用氧化法去除，而是不破壞藻類的性能，用物理方法處理。

水源波動(dòng)大。水源條件變化波動(dòng)，在城市自來(lái)水可能不是很嚴(yán)重，但是在中小水廠可以說(shuō)是非常嚴(yán)峻。一些市政大水廠人員配備齊全、技術(shù)能力強(qiáng)、技術(shù)手段多、工藝相對(duì)先進(jìn)，從而能根據(jù)原水的變化，做出相應(yīng)的應(yīng)急處理;而現(xiàn)在主要是一些中小型水廠，人員配備不全，技術(shù)能力差、工藝抗沖擊負(fù)荷差，有的地方根本沒有處理工藝，山泉水自流到清水池，消毒后泵輸出，但是遇到下雨季，根本無(wú)法達(dá)標(biāo)，因此出現(xiàn)了一些小水廠存在看天吃飯的情形。

環(huán)境不友好性?傳統(tǒng)的處理工藝需要投放大量的絮凝劑，每天給自然界帶來(lái)很多的藥水。那么給水行業(yè)是否對(duì)環(huán)境友好，這個(gè)問(wèn)題值得商榷。膜法不需要添加藥劑，相比之下可能對(duì)環(huán)境更友好。

原址提標(biāo)改造困難。中國(guó)90年代建造的一些傳統(tǒng)水廠，在運(yùn)行了20多年后，逐步出現(xiàn)了需要通過(guò)降低負(fù)荷來(lái)實(shí)現(xiàn)水質(zhì)達(dá)標(biāo)情況，而這些老水廠往往位于市區(qū)，隨著城市化進(jìn)程的發(fā)展，水廠無(wú)法往外擴(kuò)建，需要在原址內(nèi)完成提高水量、水質(zhì)目標(biāo)。膜法或其他新的技術(shù)可能對(duì)解決這個(gè)問(wèn)題有所幫助。

分散人口飲用水問(wèn)題。分散性人口的飲用水問(wèn)題，不光是中國(guó)的問(wèn)題，是全世界都很難解決的問(wèn)題。該問(wèn)題的特點(diǎn)主要集中在以下兩方面：一方面是人口分散，管網(wǎng)鋪設(shè)太貴;另一方面是人口管理能力差。立升在近幾年用更大的精力花在這上面，到現(xiàn)在為止已經(jīng)建了超過(guò)3000個(gè)的村鎮(zhèn)水廠，其中有2000個(gè)是一戶的。對(duì)于分散人口，傳統(tǒng)工藝在技術(shù)上沒問(wèn)題，但在經(jīng)濟(jì)上會(huì)有問(wèn)題，而且越分散越嚴(yán)重。

無(wú)機(jī)物超標(biāo)問(wèn)題。某些地區(qū)存在無(wú)機(jī)物(如硬度、氟、砷)超標(biāo)的問(wèn)題，傳統(tǒng)的工藝沒有辦法，通常采用反滲透或納濾予以去除，全部規(guī)模進(jìn)入反滲透，投資過(guò)大，且通常說(shuō)經(jīng)過(guò)反滲透的水是純水，將水體中有益人體健康的離子也去除。因此問(wèn)題在于既不超標(biāo)，但保持合適的離子濃度。

過(guò)去，立升做了什么?又解決了什么?

“兩蟲”微生物和病毒的去除。如下表所示，超濾膜處理工藝與傳統(tǒng)工藝相比，在對(duì)“兩蟲”的去除效果中，提升了好幾個(gè)對(duì)數(shù)級(jí)。新的微生物、新的病毒出現(xiàn)，一定會(huì)領(lǐng)先于人類的智能化發(fā)展，需要通過(guò)新技術(shù)來(lái)解決。

濁度的降低。傳統(tǒng)的常規(guī)工藝，在運(yùn)行良好的情況下，可將濁度由1NTU，降低到0.3-0.5NTU，而超濾膜則能夠?qū)岫冉档偷?.05NTU，相比傳統(tǒng)工藝10倍的去除率，水質(zhì)安全性極大地提高。一個(gè)真正成熟的超濾膜在剛使用時(shí)應(yīng)該能實(shí)現(xiàn)0.01NTU以下。在降低濁度的方面，立升的核心技術(shù)已經(jīng)成功應(yīng)用到20萬(wàn)噸、30萬(wàn)噸的水廠中。并且，立升的實(shí)驗(yàn)表明，經(jīng)過(guò)超濾膜的低濁水會(huì)使管網(wǎng)的堵塞大大降低，因?yàn)楹z質(zhì)更少，管網(wǎng)中的堆積會(huì)逐漸減輕脫落。

砂濾反沖洗廢水回收。砂濾反沖洗水處理在北京有三處應(yīng)用，最大的是北京水源九廠。陳良剛分析，砂濾反沖洗水處理為什么在國(guó)內(nèi)推行不暢?其一是國(guó)內(nèi)不收排污費(fèi)，其二是大中小水廠產(chǎn)生的廢水量差距大，管理方法也不盡相同。所以推動(dòng)這個(gè)更需要商業(yè)模式的創(chuàng)新。

季節(jié)性高藻的控制，抗沖擊負(fù)荷強(qiáng)。立升在東營(yíng)的南郊水廠很好地解決了季節(jié)性高藻的問(wèn)題，也是國(guó)家示范項(xiàng)目。在佛山的某飲水安康工程，立升解決了水中微生物、濁度波動(dòng)大等問(wèn)題，造福300余名農(nóng)村居民。

無(wú)絮凝劑的水廠。陳良剛希望未來(lái)的水廠可以減少投放藥劑甚至不加藥，實(shí)現(xiàn)“綠色工藝”。廣州的花都水廠已經(jīng)運(yùn)營(yíng)三年多，非常穩(wěn)定，立升也希望逐步擴(kuò)大這種規(guī)模和實(shí)驗(yàn)。

花都梯面水廠

提標(biāo)改造。廣東肇慶的水廠，將1萬(wàn)m3/d無(wú)閥濾池改造為2萬(wàn)m3/d浸沒式膜車間，沒有做大的改動(dòng)。改造后的優(yōu)勢(shì)非常明顯，水廠的產(chǎn)量翻番，水廠的出水水質(zhì)提高，而且充分利用膜池與清水池間的液位差，實(shí)現(xiàn)抽吸虹吸運(yùn)行。

肇慶大旺水廠

農(nóng)村分散供水。現(xiàn)在我國(guó)農(nóng)村的飲水水質(zhì)普遍較差，且農(nóng)村基本都是以戶和村為單位，傳統(tǒng)集中式供水方式在農(nóng)村地區(qū)優(yōu)勢(shì)無(wú)法凸顯。采用立升超濾膜技術(shù)為核心的分散供水系統(tǒng)具有低成本、易管理、有效保障飲水質(zhì)量等優(yōu)勢(shì)，已成功應(yīng)用于海南農(nóng)村膜法飲水安康工程，安全可靠。

全球最大超濾膜水廠之一的臺(tái)灣高雄拷潭高級(jí)凈水廠(日產(chǎn)凈水30萬(wàn)m3)，自2007年采用立升工業(yè)超濾膜組件至今已連續(xù)運(yùn)行長(zhǎng)達(dá)11年之久。這個(gè)案例特別的地方在于它是超濾和反滲透勾兌出水，這是一個(gè)新工藝，解決了硬度高，濁度大、微生物超標(biāo)等問(wèn)題。

未來(lái)水廠展望

從食品醫(yī)療業(yè)務(wù)到工業(yè)水務(wù)，到污水加工技術(shù)到今天把主要精力放在供水行業(yè)，陳良剛認(rèn)為，膜在污水處理中是一個(gè)幫忙的工具，而在供水領(lǐng)域，膜是解決水安全最核心的技術(shù)。

用這樣一個(gè)觀點(diǎn)來(lái)設(shè)想，未來(lái)水廠的目標(biāo)要求首先是安全，要比現(xiàn)有的安全程度高很多，能控制更多的風(fēng)險(xiǎn)和解決新的問(wèn)題。第二是經(jīng)濟(jì)。為什么現(xiàn)在很多的技術(shù)推行不開?其中經(jīng)濟(jì)性是一個(gè)很重要的原因。陳良剛強(qiáng)調(diào)，所有顛覆性的最后體現(xiàn)一定是市場(chǎng)顛覆而不是技術(shù)顛覆，技術(shù)顛覆只是市場(chǎng)顛覆最基礎(chǔ)的條件。因此任何新的技術(shù)應(yīng)用到未來(lái)水廠一定是既安全又經(jīng)濟(jì)。第三是環(huán)境友好。環(huán)境不友好隨時(shí)都會(huì)被打回原點(diǎn)。第四是裝備化。有專家開玩笑打了個(gè)比方，問(wèn)給水行業(yè)是什么?給水行業(yè)就是土建池子加藥劑。所以不僅是水廠的運(yùn)行、維修，而且從服務(wù)管理的角度來(lái)看，裝備化都是未來(lái)的趨勢(shì)。

陳良剛也設(shè)想了未來(lái)水廠的技術(shù)路線：超濾膜+組合工藝+物聯(lián)網(wǎng)+裝備化。陳良剛表示，超濾膜是一個(gè)很安全的技術(shù)，大家總擔(dān)心膜很貴，實(shí)際上綜合成本遠(yuǎn)低于自來(lái)水廠傳統(tǒng)水處理工藝。超濾膜是核心，接下來(lái)是組合工藝。組合工藝解決的是鐵高，錳高，氟高，濁度高，COD高等問(wèn)題。這些污染物濃度的變化可能波動(dòng)很大，因此組合工藝需要既能解決問(wèn)題，又不能被閑置，需要大家共同探索。然后是物聯(lián)網(wǎng)。物聯(lián)網(wǎng)不是目標(biāo)，但是追求目標(biāo)解決問(wèn)題的一個(gè)非常好的方式，一個(gè)好的思維路線。特別是在農(nóng)村的水廠，物聯(lián)網(wǎng)感應(yīng)、監(jiān)測(cè)、遠(yuǎn)程控制等技術(shù)，帶來(lái)極大的便利。例如立升可以實(shí)現(xiàn)在中國(guó)對(duì)澳洲的水廠進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、智能控制。最后是裝備化。隨著現(xiàn)場(chǎng)土建施工成本的逐漸增加，水廠裝備化物聯(lián)網(wǎng)管理，是未來(lái)給水的必然趨勢(shì)。

談到未來(lái)，陳良剛堅(jiān)信能看到未來(lái)水廠嶄新的面貌，立升公司愿意和各位業(yè)界同仁一起推動(dòng)給水事業(yè)的發(fā)展，使其變得更安全、更經(jīng)濟(jì)、更友好，為給老百姓提供安全、經(jīng)濟(jì)的飲用水共同努力。