摘要：當(dāng)市政供水壓力不足，需要建筑給水加壓，提升供水壓力才能滿足使用要求?，F(xiàn)代建筑幾乎無例外地采用離心泵加壓。眾所周知，當(dāng)水泵的額定轉(zhuǎn)速一定，水泵加壓所能達(dá)到的壓力由水泵的外特性曲線（當(dāng)n一定時(shí)的H：fcQ特性曲線）所制約。也就是說，給水加壓系統(tǒng)的最高壓力受離心泵的外特性曲線限制，加壓系統(tǒng)不會(huì)超過水泵所能達(dá)到的最高壓力。

　　當(dāng)市政供水壓力不足，需要建筑給水加壓，提升供水壓力才能滿足使用要求。現(xiàn)代建筑幾乎無例外地采用離心泵加壓。眾所周知，當(dāng)水泵的額定轉(zhuǎn)速一定，水泵加壓所能達(dá)到的壓力由水泵的外特性曲線（當(dāng)n一定時(shí)的H：fcQ特性曲線）所制約。也就是說，給水加壓系統(tǒng)的最高壓力受離心泵的外特性曲線限制，加壓系統(tǒng)不會(huì)超過水泵所能達(dá)到的最高壓力。

　　在使用過程當(dāng)中，當(dāng)水泵突然開、停、止回閥突然開、閉，電磁閥快速開、關(guān)等等，在管網(wǎng)系統(tǒng)中可能出現(xiàn)水錘沖而。在發(fā)生水錘時(shí)，在管網(wǎng)系統(tǒng)中可能形成很高的壓力，引起管網(wǎng)爆裂。應(yīng)當(dāng)指出，發(fā)生水錘與多種因素有關(guān)，很難在設(shè)計(jì)階段確定。在系統(tǒng)調(diào)試時(shí)如果發(fā)生水錘，則應(yīng)采取針對(duì)性的措施進(jìn)行解決。

　　由此可見，對(duì)于給水加壓系統(tǒng)而言，在通常情況下，系統(tǒng)不會(huì)出現(xiàn)超壓，在不發(fā)生水鍾的情況下，其最高壓力不會(huì)超過水泵的最高壓壓力。設(shè)離心泵的額定壓力為P2；按水泵樣本，在零流量下的最高壓力通常為Pmax≤1.3P2.為確保安全給水管網(wǎng)和設(shè)備必須能承受Pmax而不致于損壞；在設(shè)計(jì)上無必要設(shè)置安全閥等防超壓措施。

　　應(yīng)當(dāng)指出，用設(shè)置安全閥來防水錘超壓是不可靠的。水錘通常是通過調(diào)試來發(fā)現(xiàn)并合理解決；在設(shè)計(jì)階段通常不予考慮。我們認(rèn)為，管網(wǎng)系統(tǒng)為不能承受離心泵在零流量下的最高壓力Pmax是不安全的。

　　綜上所述，我們認(rèn)為對(duì)于給水系統(tǒng)無必要設(shè)置安全閥，管網(wǎng)和設(shè)備應(yīng)能承受離心泵在零流量出現(xiàn)的最高壓力（對(duì)于有駝蜂H=f（Q）外特性的離心泵，其最高壓力可能在某一小流量下出現(xiàn)）。

　　隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，中國的給水形勢日益嚴(yán)峻。在此基礎(chǔ)上，中國政府提出了以水質(zhì)問題為中心的《中國2000年水工業(yè)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略》。它的一個(gè)內(nèi)涵是，隨著水質(zhì)問題的突出，傳統(tǒng)的給水排水工藝技術(shù)與工程技術(shù)已經(jīng)不能完全滿足新的要求。雖然“七五”、“八五”期間，通過國家科技攻關(guān)等科研計(jì)劃的實(shí)施，對(duì)水工業(yè)科學(xué)技術(shù)開展了廣泛的研究，但由于縱深發(fā)展不夠，集成化水平低，使得我國水工業(yè)科學(xué)技術(shù)總體水平仍然較低。在對(duì)水污染進(jìn)行新的理解的基礎(chǔ)上，本文從凈水工藝的有限性出發(fā)，提出突破大系統(tǒng)式水質(zhì)觀，建立新型水質(zhì)觀，靠人工智能等先進(jìn)科技手段實(shí)現(xiàn)一種從整體？亡把握的新水質(zhì)保障思想，從而達(dá)到給水服務(wù)水平的根本提高。

　　1.從兩種水廠管理自動(dòng)化意見談起

　　經(jīng)過多年努力，我國水廠自動(dòng)化控制水平現(xiàn)在已有了很大發(fā)展，如在大型水廠已較為普遍地采用了自動(dòng)加礬、自動(dòng)加氯、水泵自動(dòng)變速、全廠的生產(chǎn)運(yùn)行監(jiān)測和濾池自動(dòng)沖洗等工藝。但水廠自動(dòng)化程度的提高，也給設(shè)計(jì)、施工、使用帶來一系列問題，褒貶不一。

　　對(duì)于水廠的自動(dòng)化，目前還存在不同意見。一種是極力主張，如劉燦生教授等人認(rèn)為，隨著水環(huán)境污染加劇和人們對(duì)于水質(zhì)日益提高的要求，水凈化處理操作控制單靠手工難以達(dá)到，考慮到凈水工作的可靠性，考慮到降低電耗、藥耗、減少人員等問題，自控將成為水廠必不可少的系統(tǒng)。

　　國外專家持不同意見，如美國德克薩斯州奧斯汀的給水研究專家Susan K.Booth等人認(rèn)為飲用水處理正變得越來越復(fù)雜，必須有人作用于其中。理由是水處理工作需要隨時(shí)調(diào)整，哪怕藝術(shù)級(jí)的（state-of-the-art equipment）給水裝備，使其具有類似于人的訓(xùn)練，也不足以優(yōu)化整個(gè)水廠的運(yùn)行。他們認(rèn)為，正是操作者知道什么時(shí)候處理過程可能要出問題，需要人來評(píng)價(jià)周圍環(huán)境，作出各種運(yùn)行決策，采取正確行動(dòng)。在此思想指導(dǎo)下，他們發(fā)展的是輔助性技術(shù)工具，如PAS（process assistance system）。這種工具系統(tǒng)所要達(dá)到的是，通過給出水廠運(yùn)行信息，提供解決問題的一些線索，幫助人們了解水廠運(yùn)行狀況，提高人們的決策技能，使操作者能更加獨(dú)立、有效地工作。

　　劉燦生等人則認(rèn)為，自動(dòng)化控制水平的提高必然促進(jìn)水處理工藝及構(gòu)筑物的發(fā)展，從而使人工不能控制的復(fù)雜高效的工藝得以產(chǎn)生，甚至?xí)耆淖儸F(xiàn)有的凈化工藝流程。由此，水廠運(yùn)行可以向智能化方向發(fā)展。應(yīng)該講，這就沒有完全局限在現(xiàn)有水廠水處理的技術(shù)框架內(nèi)，而是看出了智能化努力的本身，將可能改變水處理，甚至整個(gè)技術(shù)構(gòu)架。

　　當(dāng)然，上述僅是國內(nèi)外兩種代表性觀點(diǎn)。Susan等人感覺到在現(xiàn)有水處理技術(shù)框架內(nèi)人的作用無法取代，自動(dòng)化天地極為有限。這也是有道理的，因?yàn)椤皬纳现料隆钡默F(xiàn)有水處理技術(shù)構(gòu)架本身就是基于人而不是機(jī)器起主要作用而構(gòu)筑的，在這種技術(shù)框架內(nèi)，根本沒有辦法實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)化的水廠運(yùn)行管理。Susan等人觀點(diǎn)之所以得出，畢竟從某種意義上反映出了現(xiàn)有水處理技術(shù)構(gòu)架或水處理思想本身的局限；劉燦生等人從具體技術(shù)工藝的智能化問題需要入手，提出了整個(gè)水廠的智能化的發(fā)展方向，并且。認(rèn)為智能化工作可能對(duì)凈水工藝的整個(gè)流程都能予以改變。

　　上述兩種意見或觀點(diǎn)都是在凈水思想框架內(nèi)認(rèn)識(shí)自動(dòng)化，沒有從水處理所面臨的根本問題或水質(zhì)技術(shù)根本發(fā)展的要求來考慮可能容涵或需要發(fā)展整個(gè)自動(dòng)化或智能化工作。從對(duì)水廠自動(dòng)化存在不同觀點(diǎn)這一現(xiàn)實(shí)情況來看，至少說明已有自動(dòng)化工作和目前的自動(dòng)化努力還沒有與水工業(yè)發(fā)展的根本問題緊密聯(lián)系起來，以致使自動(dòng)化工作方向成為了一個(gè)問題。

　　我們的觀點(diǎn)是，水廠自動(dòng)化或智能化發(fā)展，與水處理技術(shù)根本性發(fā)展緊密聯(lián)系在一起，或者可以說為后者所內(nèi)在需求。沒考慮到水處理技術(shù)的根本發(fā)展，就搞不清給水自動(dòng)化或智能化發(fā)展的真正必要及整體發(fā)展朝向。總言之，只有在對(duì)現(xiàn)行水處理技術(shù)思想是否應(yīng)該予以根本突破的研究過程中，才能看出水廠或整個(gè)給水系統(tǒng)智能化的根本發(fā)展思路或前景。而若想搞清這一點(diǎn)，首先就應(yīng)該從現(xiàn)有水處理技術(shù)到底存在哪些根本局限入手。

　　2.現(xiàn)行水處理技術(shù)的局限

　　從本質(zhì)上講，現(xiàn)有凈水技術(shù)并不是針對(duì)或能夠解決水污染問題，這可以從病毒污染、有機(jī)污染、新型污染和重金屬污染等方面來加以闡述。

　　首先，現(xiàn)有水處理技術(shù)無法解決病毒污染問題。眾所周知，病毒對(duì)人體健康的危害是明顯、嚴(yán)重的，然而在目前“要直接測定水中病原菌（如傷寒、霍亂、痢疾等腸道傳染病，一般均通過飲用水進(jìn)行傳播）并以之作為水質(zhì)分析的例行項(xiàng)目，還不能做到。”也就是說，對(duì)于病毒，目前尚無完善的技術(shù)可供例行檢測。所謂消毒，主要是去除細(xì)菌，現(xiàn)行水處理工藝對(duì)病毒的消除還無能為力。如在西班牙阿爾卑斯河62陸軍營地就曾發(fā)生過因供水受病毒污染，造成500名士兵突然爆發(fā)傳染性肝炎的事例?！犊茖W(xué)美國人（中文版）》1997年第4期上的一篇文章也指出：“目前人類尚對(duì)大多數(shù)生物病毒一籌莫展?！?/P>

　　其次，現(xiàn)有水處理技術(shù)無法解決有機(jī)污染問題。對(duì)此，李圭白院士提出：“以現(xiàn)行城市的自來水廠常規(guī)水處理技術(shù)處理的水，水中仍含有許多有毒、有害物質(zhì)，特別是微量有機(jī)污染物可檢出數(shù)百種，其中有許多是具有‘三致’作用的重點(diǎn)污染物。有相當(dāng)多的城市自來水廠出水的致突變?cè)囼?yàn)（Ames試驗(yàn)）顯示陽性，表明飲用這種水是不安全的……，由于飲用水中出現(xiàn)的污染物種類數(shù)量眾多、多數(shù)濃度極低，無論檢測和去除都十分困難，所以飲用水除污染是一個(gè)涉及多學(xué)科的高科技項(xiàng)目。”

　　第三，現(xiàn)有水處理技術(shù)無法解決似激素作用的污染問題。近年來科學(xué)家們討論內(nèi)分泌紊亂（導(dǎo)致癌癥、不育癥、甲狀腺機(jī)能障礙、先天缺陷、行為障礙、神經(jīng)系統(tǒng)壓抑和生殖器官畸形等）的原因，認(rèn)為人造化學(xué)物質(zhì)可能正在嚴(yán)重破壞人和野生動(dòng)物的激素。過去曾認(rèn)為低水平污染是安全的，現(xiàn)在認(rèn)識(shí)到低水平污染也危害健康。近年來在自然界發(fā)現(xiàn)了不少畸型動(dòng)物，在人類社會(huì)中出現(xiàn)了逐漸增加的癌癥病例，專家們認(rèn)為這是由于近似于生物激素的化學(xué)物質(zhì)引起的，是一種新型環(huán)境污染。美國圖蘭大學(xué)的約翰。麥克拉克倫教授等人在1996年6月發(fā)表的一篇論文中指出，用作殺蟲劑的多種化學(xué)物質(zhì)，每個(gè)個(gè)體物質(zhì)雖然濃度極低，只有幾百億分之一，單個(gè)來看沒有不良影響，但如果混合在一起就會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)于個(gè)體160至1600倍的激素作用。王占生教授指出，如果這個(gè)結(jié)論屬實(shí)，那么它將徹底推翻化學(xué)物質(zhì)的安全標(biāo)準(zhǔn)。

　　第四，現(xiàn)有水處理技術(shù)還不能有效解決重金屬污染問題。隨著中國工業(yè)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，重金屬污染問題日益突出。從國內(nèi)外的研究可知，對(duì)水中重金屬離子的去除，現(xiàn)有的方法多是針對(duì)某種特定形態(tài)存在的重金屬污染物，普遍存在著對(duì)重金屬離子選擇性差的缺點(diǎn)。至今，人們還在尋找一種不受高背景的堿金屬和堿土金屬影響，對(duì)重金屬離子有著較高選擇性的新方法。

　　另外，在污水生物處理方法中，由于廢水中一些成份對(duì)細(xì)菌的抑制作用，即使我們知道了水中某些要除去的污染物，凈化目的也達(dá)不到。那么我們就要問，為什么直到今天，水處理技術(shù)還存在上述問題呢？