［摘要］新加坡水資源匱乏，人均水資源量?jī)H為中國(guó)的1/10，在這種形勢(shì)下他們通過(guò)不斷發(fā)展水處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了經(jīng)過(guò)處理可以直接飲用的“新生水”技術(shù)。文中介紹了新加坡水資源概況及水處理的背景，
探討了新生水的技術(shù)環(huán)節(jié)以及值得國(guó)內(nèi)借鑒的經(jīng)驗(yàn)。
探討了新生水的技術(shù)環(huán)節(jié)以及值得國(guó)內(nèi)借鑒的經(jīng)驗(yàn)。
［關(guān)鍵詞］新加坡；水處理；新生水
1新加坡水資源概況
新加坡是東南亞的一個(gè)島國(guó)，也是一個(gè)城市國(guó)家。該國(guó)位于馬來(lái)半島南端，毗鄰馬六甲海峽南口，其南面有新加坡海峽與印尼相隔，北面有柔佛海峽與馬來(lái)西亞相望，土地面積為710km2，人口為508萬(wàn)，年均降雨量為2400mm。
新加坡的水資源十分匱乏，人均水資源量211m3，
僅為中國(guó)的1/10。目前，新加坡國(guó)內(nèi)水資源主要來(lái)源有本地降水、
從鄰國(guó)馬來(lái)西亞引入外購(gòu)水、利用高科技反滲透膜技術(shù)生產(chǎn)新生水以及海水淡化。其中前兩部分為主要來(lái)源，約占總水資源來(lái)源的70%，其余兩部分占30%左右。
2新生水發(fā)展背景
今天的新加坡景色優(yōu)美、供水充足，但是在大約40年前，情況完全不同。那時(shí)的新加坡水資源匱乏、洪水頻發(fā)、公共基礎(chǔ)設(shè)施薄弱、河流水質(zhì)污染嚴(yán)重、公共健康狀況堪憂。
為了應(yīng)對(duì)這種形勢(shì)，新加坡從20世紀(jì)70年代就開(kāi)始研發(fā)污水再生技術(shù)，即回收生活廢水加以循環(huán)利用。污水回收再利用有堅(jiān)實(shí)的科學(xué)原理支撐，開(kāi)始于20世紀(jì)30年代。當(dāng)時(shí)，第一個(gè)污水回收利用處理廠建筑于美國(guó)加州，然而，當(dāng)時(shí)再生水只應(yīng)用于非飲用目的，例如，農(nóng)業(yè)灌溉和機(jī)械制造等。2002年8月初，
新加坡新生水技術(shù)的研發(fā)正式宣告成功，政府同時(shí)宣布，今后新加坡人的飲用水將是新生水和自來(lái)水的混合水。
新生水的生產(chǎn)采用了逆滲透薄膜和超聲波科技兩項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，先用微過(guò)濾程序把污水中的粒狀物和細(xì)菌等體積較大的雜質(zhì)過(guò)濾出來(lái)，然后用高壓將污水?dāng)D壓透過(guò)反向滲透隔膜，將已溶解的鹽分、藥物、化學(xué)物質(zhì)和病毒等較小雜質(zhì)過(guò)濾出來(lái)，最后再經(jīng)過(guò)紫外線消毒，就得到了可循環(huán)利用的新生水。經(jīng)過(guò)專家鑒定，
新生水各項(xiàng)指標(biāo)都優(yōu)于目前使用的自來(lái)水，清潔度至少比世界衛(wèi)生組織規(guī)定的國(guó)際飲用水標(biāo)準(zhǔn)高出50倍。
早在2000年5月，新加坡政府就以650萬(wàn)新元建造了一個(gè)試驗(yàn)性的新生水廠，采用過(guò)濾、反向滲透法和紫外線輻射消毒三步驟來(lái)凈化廢水。到2003年，勿洛和克蘭芝兩座新生水廠正式投入生產(chǎn)，每天可以生產(chǎn)1400萬(wàn)加侖的新生水。目前新加坡有5座新生水廠，其中最新的樟宜新生水廠建成于2010年，是新加坡最大的新生水廠。新加坡的目標(biāo)是到2020年新生水滿足全國(guó)總需水量的40%。
3新生水工藝流程
新加坡的科學(xué)家用了30年的研究和艱苦工作，終于研制成了多道過(guò)程，層層凈化回收污水的辦法。具體步驟如下所述。
水生態(tài)環(huán)境
3.1前處理
第一道過(guò)程就是傳統(tǒng)的污水處理過(guò)程，作用是從污水中除去淤泥和泥沙成分，新加坡的水回收工廠利用激活淤泥的過(guò)程做初始準(zhǔn)備工作，很多從這些工廠處理的水已經(jīng)被其他行業(yè)使用于非飲用的目的，但仍有很大一部分經(jīng)過(guò)處理后的水進(jìn)入新水生處理程序。
1新加坡水資源概況
新加坡是東南亞的一個(gè)島國(guó)，也是一個(gè)城市國(guó)家。該國(guó)位于馬來(lái)半島南端，毗鄰馬六甲海峽南口，其南面有新加坡海峽與印尼相隔，北面有柔佛海峽與馬來(lái)西亞相望，土地面積為710km2，人口為508萬(wàn)，年均降雨量為2400mm。
新加坡的水資源十分匱乏，人均水資源量211m3，
僅為中國(guó)的1/10。目前，新加坡國(guó)內(nèi)水資源主要來(lái)源有本地降水、
從鄰國(guó)馬來(lái)西亞引入外購(gòu)水、利用高科技反滲透膜技術(shù)生產(chǎn)新生水以及海水淡化。其中前兩部分為主要來(lái)源，約占總水資源來(lái)源的70%，其余兩部分占30%左右。
2新生水發(fā)展背景
今天的新加坡景色優(yōu)美、供水充足，但是在大約40年前，情況完全不同。那時(shí)的新加坡水資源匱乏、洪水頻發(fā)、公共基礎(chǔ)設(shè)施薄弱、河流水質(zhì)污染嚴(yán)重、公共健康狀況堪憂。
為了應(yīng)對(duì)這種形勢(shì)，新加坡從20世紀(jì)70年代就開(kāi)始研發(fā)污水再生技術(shù)，即回收生活廢水加以循環(huán)利用。污水回收再利用有堅(jiān)實(shí)的科學(xué)原理支撐，開(kāi)始于20世紀(jì)30年代。當(dāng)時(shí)，第一個(gè)污水回收利用處理廠建筑于美國(guó)加州，然而，當(dāng)時(shí)再生水只應(yīng)用于非飲用目的，例如，農(nóng)業(yè)灌溉和機(jī)械制造等。2002年8月初，
新加坡新生水技術(shù)的研發(fā)正式宣告成功，政府同時(shí)宣布，今后新加坡人的飲用水將是新生水和自來(lái)水的混合水。
新生水的生產(chǎn)采用了逆滲透薄膜和超聲波科技兩項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，先用微過(guò)濾程序把污水中的粒狀物和細(xì)菌等體積較大的雜質(zhì)過(guò)濾出來(lái)，然后用高壓將污水?dāng)D壓透過(guò)反向滲透隔膜，將已溶解的鹽分、藥物、化學(xué)物質(zhì)和病毒等較小雜質(zhì)過(guò)濾出來(lái)，最后再經(jīng)過(guò)紫外線消毒，就得到了可循環(huán)利用的新生水。經(jīng)過(guò)專家鑒定，
新生水各項(xiàng)指標(biāo)都優(yōu)于目前使用的自來(lái)水，清潔度至少比世界衛(wèi)生組織規(guī)定的國(guó)際飲用水標(biāo)準(zhǔn)高出50倍。
早在2000年5月，新加坡政府就以650萬(wàn)新元建造了一個(gè)試驗(yàn)性的新生水廠，采用過(guò)濾、反向滲透法和紫外線輻射消毒三步驟來(lái)凈化廢水。到2003年，勿洛和克蘭芝兩座新生水廠正式投入生產(chǎn)，每天可以生產(chǎn)1400萬(wàn)加侖的新生水。目前新加坡有5座新生水廠，其中最新的樟宜新生水廠建成于2010年，是新加坡最大的新生水廠。新加坡的目標(biāo)是到2020年新生水滿足全國(guó)總需水量的40%。
3新生水工藝流程
新加坡的科學(xué)家用了30年的研究和艱苦工作，終于研制成了多道過(guò)程，層層凈化回收污水的辦法。具體步驟如下所述。
水生態(tài)環(huán)境
3.1前處理
第一道過(guò)程就是傳統(tǒng)的污水處理過(guò)程，作用是從污水中除去淤泥和泥沙成分，新加坡的水回收工廠利用激活淤泥的過(guò)程做初始準(zhǔn)備工作，很多從這些工廠處理的水已經(jīng)被其他行業(yè)使用于非飲用的目的，但仍有很大一部分經(jīng)過(guò)處理后的水進(jìn)入新水生處理程序。
3.2微過(guò)濾
初步處理后的污水滲透通過(guò)微過(guò)濾的纖維，粒徑大于0.2μm的顆粒都被過(guò)濾了出來(lái)。這個(gè)過(guò)程中，懸浮的固體物質(zhì)、大部分膠質(zhì)微粒、細(xì)菌和原生動(dòng)物被濾除，水的混濁度降低，以確保水質(zhì)的逐漸提高和防止下一階段的沉淀發(fā)生。
初步處理后的污水滲透通過(guò)微過(guò)濾的纖維，粒徑大于0.2μm的顆粒都被過(guò)濾了出來(lái)。這個(gè)過(guò)程中，懸浮的固體物質(zhì)、大部分膠質(zhì)微粒、細(xì)菌和原生動(dòng)物被濾除，水的混濁度降低，以確保水質(zhì)的逐漸提高和防止下一階段的沉淀發(fā)生。
3.3反滲透過(guò)程
包括使用壓力使水通過(guò)半透明膜，濾除非有機(jī)物質(zhì)，例如重金、硝酸鹽、氯化物和硫化物等，有機(jī)組織，例如顆粒類碳水化合物、殺蟲(chóng)劑和病毒也會(huì)被濾除。反滲透的孔徑在0.0001μm以內(nèi)，通過(guò)這個(gè)過(guò)程，大約95％的溶解固體被濾除干凈。
包括使用壓力使水通過(guò)半透明膜，濾除非有機(jī)物質(zhì)，例如重金、硝酸鹽、氯化物和硫化物等，有機(jī)組織，例如顆粒類碳水化合物、殺蟲(chóng)劑和病毒也會(huì)被濾除。反滲透的孔徑在0.0001μm以內(nèi)，通過(guò)這個(gè)過(guò)程，大約95％的溶解固體被濾除干凈。
3.4紫外線消毒
為確保水的純度，對(duì)從反滲透膜滲出的水進(jìn)行紫外線消毒，以消除剩余的細(xì)菌和病毒。為了使水能被安全飲用，加一些堿性物質(zhì)中和水的酸堿平衡。
4幾點(diǎn)體會(huì)
新加坡水利事業(yè)的進(jìn)步除了表面的技術(shù)應(yīng)用，是否還有深層次的內(nèi)在原因？以下是一些技術(shù)層面之外的粗淺思考。
1）
自上而下對(duì)于水資源的高度重視。新加坡水資源的開(kāi)發(fā)利用與保障，與政府的大力支持是分不開(kāi)的，新加坡第一任總理李光耀早在1977年就呼吁節(jié)水治污，而政府在上世紀(jì)七十年代就嘗試進(jìn)行污水深度處理回用，
目前，新加坡對(duì)于水資源、水環(huán)境、節(jié)水的重視和投資是尋常國(guó)家難以企及的。例如，新加坡政府將全國(guó)管網(wǎng)系統(tǒng)重新進(jìn)行了鋪設(shè)，新鋪設(shè)的管網(wǎng)跑冒滴漏極少，可以正常使用50年，并且在50年后可以更換，這一舉措大大增加了廢污水的回收率，變相增加了水資源量。
2）
對(duì)于國(guó)民節(jié)水意識(shí)的普及提高。無(wú)論是干凈整潔的城市，還是一塵不染的街道，無(wú)論是居民的節(jié)水習(xí)慣，還是對(duì)于缺水的切膚之痛，都向我們昭示著，新加坡的國(guó)民素質(zhì)已經(jīng)達(dá)到了一個(gè)較高的水平。否則應(yīng)用再多的高新技術(shù)，恐怕也難以彌補(bǔ)“浪費(fèi)”這個(gè)無(wú)底洞。
3）
對(duì)于高新技術(shù)的應(yīng)用。早年新加坡對(duì)于新水源迫切的探索，為今后全面大規(guī)模的發(fā)展新水源提供了基礎(chǔ)，對(duì)新加坡的水資源量、水源多樣化乃至水安全起到了至關(guān)重要的作用。
4）
對(duì)于舊有觀念的拋棄。新加坡準(zhǔn)備將新生水作為其主要的飲用水源之一。無(wú)論是在感官、口感，還是技術(shù)指標(biāo)上，新生水都無(wú)可挑剔，但是畢竟是由廢污水回用而來(lái)，心理上的影響還是有的，因此，新加坡居民尤其是年輕人對(duì)于新生水的廣泛接受程度很讓人吃驚。在國(guó)內(nèi)，如何消除這種心理上的厭惡感還需多方揣摩。
5）
對(duì)于教育培訓(xùn)的重視。新加坡的新生水培訓(xùn)中心讓人耳目一新，先進(jìn)的多媒體設(shè)施、技術(shù)原理可視化、
處理過(guò)程實(shí)物化，并且利用電腦模擬技術(shù)將各個(gè)處理單元單獨(dú)模擬，模型栩栩如生、簡(jiǎn)單易懂。
同時(shí)，新加坡還將本國(guó)的水資源發(fā)展史做成展覽館這些對(duì)新生水技術(shù)的推廣、接受程度作用不可估量。
［參考文獻(xiàn)］
［1］MicheleY.C.Chew，ChihiroWatanabe，YujiTou.The
challengesinSingaporeNEWaterdevelopment：Co-evolutionarydevelopmentforinnovationandindustryevolution［J］.Technologyinsociety，2011，33：200-211.［2］Jian-JunQin，KiranArunKekre，GuiheTao，etc.New
optionofMBR-ROprocessforproductionofNEWaterfromdomesticsewage［J］.JournalofMembraneScience，2006，272：70-77.
［3］王軍，王淑燕.水資源開(kāi)發(fā)利用及管理對(duì)策分析———以新加坡為例［J］.中國(guó)發(fā)展，2010，10（3）：19-23.
［4］陳安生.對(duì)新加坡水資源管理的幾點(diǎn)思考［J］.人民長(zhǎng)江，2009，40（14）：1-2.
［5］屈強(qiáng)，張雨山，王靜，等.新加坡水資源開(kāi)發(fā)與海水利用技術(shù)［J］.海洋開(kāi)發(fā)與管理，2008，25（8）：41-45
為確保水的純度，對(duì)從反滲透膜滲出的水進(jìn)行紫外線消毒，以消除剩余的細(xì)菌和病毒。為了使水能被安全飲用，加一些堿性物質(zhì)中和水的酸堿平衡。
4幾點(diǎn)體會(huì)
新加坡水利事業(yè)的進(jìn)步除了表面的技術(shù)應(yīng)用，是否還有深層次的內(nèi)在原因？以下是一些技術(shù)層面之外的粗淺思考。
1）
自上而下對(duì)于水資源的高度重視。新加坡水資源的開(kāi)發(fā)利用與保障，與政府的大力支持是分不開(kāi)的，新加坡第一任總理李光耀早在1977年就呼吁節(jié)水治污，而政府在上世紀(jì)七十年代就嘗試進(jìn)行污水深度處理回用，
目前，新加坡對(duì)于水資源、水環(huán)境、節(jié)水的重視和投資是尋常國(guó)家難以企及的。例如，新加坡政府將全國(guó)管網(wǎng)系統(tǒng)重新進(jìn)行了鋪設(shè)，新鋪設(shè)的管網(wǎng)跑冒滴漏極少，可以正常使用50年，并且在50年后可以更換，這一舉措大大增加了廢污水的回收率，變相增加了水資源量。
2）
對(duì)于國(guó)民節(jié)水意識(shí)的普及提高。無(wú)論是干凈整潔的城市，還是一塵不染的街道，無(wú)論是居民的節(jié)水習(xí)慣，還是對(duì)于缺水的切膚之痛，都向我們昭示著，新加坡的國(guó)民素質(zhì)已經(jīng)達(dá)到了一個(gè)較高的水平。否則應(yīng)用再多的高新技術(shù)，恐怕也難以彌補(bǔ)“浪費(fèi)”這個(gè)無(wú)底洞。
3）
對(duì)于高新技術(shù)的應(yīng)用。早年新加坡對(duì)于新水源迫切的探索，為今后全面大規(guī)模的發(fā)展新水源提供了基礎(chǔ)，對(duì)新加坡的水資源量、水源多樣化乃至水安全起到了至關(guān)重要的作用。
4）
對(duì)于舊有觀念的拋棄。新加坡準(zhǔn)備將新生水作為其主要的飲用水源之一。無(wú)論是在感官、口感，還是技術(shù)指標(biāo)上，新生水都無(wú)可挑剔，但是畢竟是由廢污水回用而來(lái)，心理上的影響還是有的，因此，新加坡居民尤其是年輕人對(duì)于新生水的廣泛接受程度很讓人吃驚。在國(guó)內(nèi)，如何消除這種心理上的厭惡感還需多方揣摩。
5）
對(duì)于教育培訓(xùn)的重視。新加坡的新生水培訓(xùn)中心讓人耳目一新，先進(jìn)的多媒體設(shè)施、技術(shù)原理可視化、
處理過(guò)程實(shí)物化，并且利用電腦模擬技術(shù)將各個(gè)處理單元單獨(dú)模擬，模型栩栩如生、簡(jiǎn)單易懂。
同時(shí)，新加坡還將本國(guó)的水資源發(fā)展史做成展覽館這些對(duì)新生水技術(shù)的推廣、接受程度作用不可估量。
［參考文獻(xiàn)］
［1］MicheleY.C.Chew，ChihiroWatanabe，YujiTou.The
challengesinSingaporeNEWaterdevelopment：Co-evolutionarydevelopmentforinnovationandindustryevolution［J］.Technologyinsociety，2011，33：200-211.［2］Jian-JunQin，KiranArunKekre，GuiheTao，etc.New
optionofMBR-ROprocessforproductionofNEWaterfromdomesticsewage［J］.JournalofMembraneScience，2006，272：70-77.
［3］王軍，王淑燕.水資源開(kāi)發(fā)利用及管理對(duì)策分析———以新加坡為例［J］.中國(guó)發(fā)展，2010，10（3）：19-23.
［4］陳安生.對(duì)新加坡水資源管理的幾點(diǎn)思考［J］.人民長(zhǎng)江，2009，40（14）：1-2.
［5］屈強(qiáng)，張雨山，王靜，等.新加坡水資源開(kāi)發(fā)與海水利用技術(shù)［J］.海洋開(kāi)發(fā)與管理，2008，25（8）：41-45
