論水質科學與工程及21世紀水處理科技
對(dui)(dui)水(shui)(shui)(shui)工(gong)(gong)業(ye)發(fa)(fa)展(zhan)(zhan)規(gui)律(lv)的(de)(de)正確認識(shi),無(wu)疑有(you)(you)助(zhu)于水(shui)(shui)(shui)質(zhi)科(ke)(ke)學(xue)(xue)(xue)(xue)與工(gong)(gong)程(cheng)學(xue)(xue)(xue)(xue)科(ke)(ke)的(de)(de)發(fa)(fa)展(zhan)(zhan)。使這(zhe)(zhe)一學(xue)(xue)(xue)(xue)科(ke)(ke)呼之(zhi)欲出并(bing)打上時(shi)代烙印的(de)(de)并(bing)不(bu)(bu)是所(suo)謂高科(ke)(ke)技,而是人們(men)(men)對(dui)(dui)水(shui)(shui)(shui) - 這(zhe)(zhe)種我(wo)(wo)們(men)(men)曾經認為(wei)是取之(zhi)不(bu)(bu)盡且可(ke)自(zi)來的(de)(de)而如今(jin)卻(que)日漸減少(shao)的(de)(de)資(zi)(zi)源(yuan)(yuan) - 的(de)(de)重新認識(shi)。誠然,高科(ke)(ke)技可(ke)以使不(bu)(bu)用筆即可(ke)畫圖,可(ke)以不(bu)(bu)入實驗(yan)(yan)室即可(ke)做試(shi)驗(yan)(yan),或(huo)許也(ye)(ye)可(ke)以幫(bang)助(zhu)找(zhao)到解決某(mou)種水(shui)(shui)(shui)質(zhi)問題的(de)(de)方法(fa),總之(zhi),它(ta)能(neng)加(jia)速(su)來水(shui)(shui)(shui)質(zhi)科(ke)(ke)學(xue)(xue)(xue)(xue)與工(gong)(gong)程(cheng)學(xue)(xue)(xue)(xue)科(ke)(ke)發(fa)(fa)展(zhan)(zhan)的(de)(de)步(bu)伐,但它(ta)不(bu)(bu)能(neng)從根本(ben)上改變人們(men)(men)對(dui)(dui)水(shui)(shui)(shui)的(de)(de)認識(shi)。如果人們(men)(men)對(dui)(dui)水(shui)(shui)(shui)的(de)(de)觀念改變了,不(bu)(bu)再視之(zhi)為(wei)理(li)所(suo)當然免費(fei)用品,如果形成并(bing)尊重水(shui)(shui)(shui)資(zi)(zi)源(yuan)(yuan)應可(ke)持續利用的(de)(de)自(zi)然倫(lun)理(li),制訂水(shui)(shui)(shui)資(zi)(zi)源(yuan)(yuan)有(you)(you)償使用的(de)(de)社會法(fa)律(lv)法(fa)規(gui),加(jia)強對(dui)(dui)水(shui)(shui)(shui)資(zi)(zi)源(yuan)(yuan)的(de)(de)管理(li),那才是催(cui)生(sheng)水(shui)(shui)(shui)質(zhi)科(ke)(ke)學(xue)(xue)(xue)(xue)與工(gong)(gong)程(cheng)學(xue)(xue)(xue)(xue)科(ke)(ke)并(bing)促進其發(fa)(fa)展(zhan)(zhan)的(de)(de)動力。而事實上,這(zhe)(zhe)也(ye)(ye)正是我(wo)(wo)們(men)(men)所(suo)面臨的(de)(de)現實。所(suo)以關于水(shui)(shui)(shui)的(de)(de)倫(lun)理(li)、價值、法(fa)律(lv)法(fa)規(gui)、管理(li)等等也(ye)(ye)應該包含在水(shui)(shui)(shui)質(zhi)科(ke)(ke)學(xue)(xue)(xue)(xue)與工(gong)(gong)程(cheng)學(xue)(xue)(xue)(xue)科(ke)(ke)之(zhi)中(zhong)。
許保玖先(xian)生8月10日發(fa)(fa)(fa)表題為《論(lun)水(shui)(shui)質科(ke)學(xue)(xue)(xue)與工(gong)程兼論(lun)21世紀的(de)(de)水(shui)(shui)處理科(ke)技(ji)》的(de)(de)論(lun)文。在這(zhe)篇文章中,許先(xian)生高屋建瓴,積其多(duo)年之豐富學(xue)(xue)(xue)識與經(jing)驗,以其對水(shui)(shui)工(gong)業(ye)和(he)水(shui)(shui)質科(ke)學(xue)(xue)(xue)與工(gong)程學(xue)(xue)(xue)科(ke)的(de)(de)深刻認(ren)識與理解,對這(zhe)門學(xue)(xue)(xue)科(ke)的(de)(de)發(fa)(fa)(fa)展(zhan)進行了哲學(xue)(xue)(xue)層次上(shang)的(de)(de)精辟的(de)(de)論(lun)述。無疑(yi),先(xian)生的(de)(de)觀(guan)點(dian)對我國的(de)(de)水(shui)(shui)工(gong)業(ye)和(he)水(shui)(shui)質科(ke)學(xue)(xue)(xue)與工(gong)程學(xue)(xue)(xue)科(ke)未來的(de)(de)發(fa)(fa)(fa)展(zhan)會有指導意(yi)義和(he)啟發(fa)(fa)(fa)促進作用。
雖然本人對先生的(de)很多觀點(dian)十分認同,但也想在此借題發(fa)揮,進(jin)一(yi)步提出一(yi)些對水(shui)工業和(he)水(shui)質科學(xue)與工程學(xue)科的(de)看法(fa)。
1,關于(yu)水質科學與工程學科的學術領域的界定范圍(wei)
水(shui)(shui)(shui)(shui)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)科(ke)(ke)(ke)(ke)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)與(yu)工程(cheng)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)科(ke)(ke)(ke)(ke),如果應(ying)該有這(zhe)樣一個(ge)(ge)獨立的(de)(de)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)科(ke)(ke)(ke)(ke)定(ding)(ding)位的(de)(de)話(hua),我想(xiang)應(ying)該是(shi)(shi)針對某種用(yong)途(tu)(tu)的(de)(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)回答(da)一下幾個(ge)(ge)簡單而(er)基本(ben)的(de)(de)問題:水(shui)(shui)(shui)(shui)中(zhong)有什么(me)和(he)處(chu)于什么(me)狀態?有多少?是(shi)(shi)否需要去(qu)除(chu)或轉化?能否或怎么(me)去(qu)除(chu)?花多大(da)代價去(qu)除(chu)到什么(me)程(cheng)度?前(qian)三個(ge)(ge)問題是(shi)(shi)水(shui)(shui)(shui)(shui)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)科(ke)(ke)(ke)(ke)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)問題,在很(hen)大(da)程(cheng)度上和(he)分(fen)(fen)(fen)(fen)析技(ji)術(shu)(shu)的(de)(de)發展及人們的(de)(de)生(sheng)活水(shui)(shui)(shui)(shui)平(ping)和(he)思想(xiang)水(shui)(shui)(shui)(shui)平(ping)相關(guan)。后兩個(ge)(ge)問題是(shi)(shi)水(shui)(shui)(shui)(shui)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)工程(cheng)(水(shui)(shui)(shui)(shui)處(chu)理(li)技(ji)術(shu)(shu))和(he)管(guan)理(li)問題。先生(sheng)在文中(zhong)對水(shui)(shui)(shui)(shui)工業和(he)水(shui)(shui)(shui)(shui)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)科(ke)(ke)(ke)(ke)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)與(yu)工程(cheng)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)科(ke)(ke)(ke)(ke)的(de)(de)定(ding)(ding)義(yi)高度概括(kuo),但在解釋(shi)這(zhe)一定(ding)(ding)義(yi)時,著(zhu)重(zhong)(zhong)強調了水(shui)(shui)(shui)(shui)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)工程(cheng)(處(chu)理(li)技(ji)術(shu)(shu)),對水(shui)(shui)(shui)(shui)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)科(ke)(ke)(ke)(ke)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)和(he)水(shui)(shui)(shui)(shui)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)工程(cheng)管(guan)理(li)方面的(de)(de)著(zhu)墨卻很(hen)有限(雖然(ran)也談了水(shui)(shui)(shui)(shui)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)概念的(de)(de)重(zhong)(zhong)要性(xing))。本(ben)人認(ren)為,水(shui)(shui)(shui)(shui)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)化驗分(fen)(fen)(fen)(fen)析、監測、不同水(shui)(shui)(shui)(shui)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)不同用(yong)途(tu)(tu),對生(sheng)物、環境和(he)社會發展的(de)(de)影(ying)響,水(shui)(shui)(shui)(shui)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)工程(cheng)管(guan)理(li)等等都應(ying)該包括(kuo)在水(shui)(shui)(shui)(shui)工業和(he)水(shui)(shui)(shui)(shui)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)科(ke)(ke)(ke)(ke)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)與(yu)工程(cheng)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)科(ke)(ke)(ke)(ke)之中(zhong),是(shi)(shi)這(zhe)一學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)科(ke)(ke)(ke)(ke)的(de)(de)有機的(de)(de)不可分(fen)(fen)(fen)(fen)割的(de)(de)組成(cheng)部分(fen)(fen)(fen)(fen),而(er)且與(yu)水(shui)(shui)(shui)(shui)處(chu)理(li)技(ji)術(shu)(shu)同等重(zhong)(zhong)要。
水(shui)(shui)(shui)質(zhi)(zhi)化驗(yan)(yan)(yan)分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)和(he)(he)(he)(he)監測(ce)(ce)(ce)(ce)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)重要(yao)性(xing)是(shi)(shi)(shi)不(bu)言(yan)而喻的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de),是(shi)(shi)(shi)知(zhi)道水(shui)(shui)(shui)里(li)有(you)(you)什么和(he)(he)(he)(he)有(you)(you)多(duo)(duo)少的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)手(shou)段(duan)。現(xian)代(dai)水(shui)(shui)(shui)質(zhi)(zhi)分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)技(ji)(ji)術(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)展可(ke)(ke)謂(wei)一日(ri)千(qian)里(li),新(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)方(fang)(fang)法(fa)、儀(yi)(yi)器(qi)(qi)(qi)設備、試劑材(cai)料不(bu)斷(duan)涌現(xian),這(zhe)一點(dian)看(kan)看(kan)關于(yu)水(shui)(shui)(shui)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)學(xue)(xue)術(shu)雜志里(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)廣告和(he)(he)(he)(he)儀(yi)(yi)器(qi)(qi)(qi)或材(cai)料試劑生(sheng)(sheng)產和(he)(he)(he)(he)供(gong)(gong)應(ying)商(shang)從(cong)水(shui)(shui)(shui)工(gong)業中所(suo)攫(jue)取(qu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)利潤就(jiu)(jiu)再(zai)清(qing)楚不(bu)過了(le)。十年前,GC/MS在(zai)(zai)中國絕對(dui)(dui)是(shi)(shi)(shi)從(cong)事水(shui)(shui)(shui)質(zhi)(zhi)科學(xue)(xue)與工(gong)程學(xue)(xue)科研(yan)(yan)究人(ren)員的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)奢侈品,而現(xian)在(zai)(zai),不(bu)但(dan)研(yan)(yan)究所(suo)和(he)(he)(he)(he)大(da)學(xue)(xue)里(li)有(you)(you),很(hen)(hen)多(duo)(duo)水(shui)(shui)(shui)處(chu)理(li)企業里(li)都(dou)配備了(le),是(shi)(shi)(shi)很(hen)(hen)平常的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)甚(shen)至(zhi)是(shi)(shi)(shi)必(bi)不(bu)可(ke)(ke)少的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)儀(yi)(yi)器(qi)(qi)(qi)了(le)。有(you)(you)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)甚(shen)至(zhi)裝備了(le)HPLC/MS和(he)(he)(he)(he)ICP/MS。有(you)(you)了(le)這(zhe)些先進的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)儀(yi)(yi)器(qi)(qi)(qi)方(fang)(fang)法(fa),過去(qu)很(hen)(hen)多(duo)(duo)難(nan)以(yi)測(ce)(ce)(ce)(ce)定(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)質(zhi)(zhi)指標和(he)(he)(he)(he)參數(shu)(shu),現(xian)在(zai)(zai)變(bian)得(de)(de)簡(jian)單快速。有(you)(you)了(le)這(zhe)些水(shui)(shui)(shui)質(zhi)(zhi)化驗(yan)(yan)(yan)分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)和(he)(he)(he)(he)監測(ce)(ce)(ce)(ce)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)(fang)法(fa),對(dui)(dui)水(shui)(shui)(shui)處(chu)理(li)技(ji)(ji)術(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)展也(ye)(ye)是(shi)(shi)(shi)極大(da)地支持和(he)(he)(he)(he)促(cu)進,沒(mei)有(you)(you)GC/MS檢測(ce)(ce)(ce)(ce)厭氧(yang)微生(sheng)(sheng)物的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)代(dai)謝產物,沒(mei)有(you)(you)電子顯微鏡,很(hen)(hen)難(nan)想象污水(shui)(shui)(shui)厭氧(yang)凈化處(chu)理(li)技(ji)(ji)術(shu)理(li)論能(neng)發(fa)展到(dao)今天這(zhe)樣。沒(mei)有(you)(you)GC/MS,如(ru)(ru)何去(qu)簡(jian)單快潔地分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)飲用(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)中消毒副產物?新(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)技(ji)(ji)術(shu)也(ye)(ye)是(shi)(shi)(shi)原來(lai)不(bu)為(wei)(wei)人(ren)們所(suo)知(zhi)道的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)質(zhi)(zhi)參數(shu)(shu)得(de)(de)以(yi)重視,如(ru)(ru)水(shui)(shui)(shui)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)藻(zao)毒素,雌激素(內分(fen)(fen)(fen)泌干擾物)可(ke)(ke)以(yi)用(yong)(yong)HPLC/MS或生(sheng)(sheng)化分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)方(fang)(fang)法(fa)(如(ru)(ru)ELISA方(fang)(fang)法(fa))得(de)(de)以(yi)分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)和(he)(he)(he)(he)鑒定(ding)(ding)等等。再(zai)比如(ru)(ru)被動采(cai)樣技(ji)(ji)術(shu)(PASSIVE SAMPLER)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)誕生(sheng)(sheng),使得(de)(de)測(ce)(ce)(ce)(ce)定(ding)(ding)水(shui)(shui)(shui)中匹(pi)克量級(ji)物質(zhi)(zhi)變(bian)得(de)(de)更加容易。所(suo)以(yi)水(shui)(shui)(shui)質(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)化驗(yan)(yan)(yan)和(he)(he)(he)(he)監測(ce)(ce)(ce)(ce)是(shi)(shi)(shi)水(shui)(shui)(shui)質(zhi)(zhi)科學(xue)(xue)與工(gong)程學(xue)(xue)科中不(bu)可(ke)(ke)缺少的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)部分(fen)(fen)(fen)。水(shui)(shui)(shui)質(zhi)(zhi)化驗(yan)(yan)(yan)分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)和(he)(he)(he)(he)監測(ce)(ce)(ce)(ce)技(ji)(ji)術(shu)越(yue)(yue)先進,對(dui)(dui)水(shui)(shui)(shui)處(chu)理(li)技(ji)(ji)術(shu)和(he)(he)(he)(he)工(gong)藝的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)研(yan)(yan)究發(fa)展提供(gong)(gong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)(fang)便(bian)就(jiu)(jiu)越(yue)(yue)多(duo)(duo),當然對(dui)(dui)其要(yao)求(qiu)也(ye)(ye)就(jiu)(jiu)越(yue)(yue)加嚴(yan)格,這(zhe)是(shi)(shi)(shi)辯證的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)關系。水(shui)(shui)(shui)質(zhi)(zhi)分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)監測(ce)(ce)(ce)(ce)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)手(shou)段(duan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)提高也(ye)(ye)使得(de)(de)對(dui)(dui)水(shui)(shui)(shui)質(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)描(miao)述越(yue)(yue)來(lai)越(yue)(yue)精(jing)確,對(dui)(dui)水(shui)(shui)(shui)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)物質(zhi)(zhi)知(zhi)道的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)越(yue)(yue)來(lai)越(yue)(yue)多(duo)(duo),找到(dao)精(jing)確描(miao)述水(shui)(shui)(shui)質(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)參數(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)可(ke)(ke)能(neng)性(xing)就(jiu)(jiu)會大(da)增。比如(ru)(ru),如(ru)(ru)果用(yong)(yong)粒子計(ji)數(shu)(shu)代(dai)替(ti)濁(zhuo)度作(zuo)為(wei)(wei)飲用(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)處(chu)理(li)工(gong)藝中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)控制參數(shu)(shu),那么,避免由原蟲(chong)引起的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)象發(fa)生(sheng)(sheng)在(zai)(zai)美國米爾沃基(MILWAUKEE)流行(xing)病的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)機(ji)會就(jiu)(jiu)會大(da)增。傳統污水(shui)(shui)(shui)五(wu)日(ri)生(sheng)(sheng)化需(xu)氧(yang)量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)測(ce)(ce)(ce)(ce)定(ding)(ding)耗時長,難(nan)以(yi)用(yong)(yong)來(lai)進行(xing)工(gong)藝控制,但(dan)是(shi)(shi)(shi)現(xian)在(zai)(zai)不(bu)斷(duan)有(you)(you)人(ren)研(yan)(yan)制新(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)測(ce)(ce)(ce)(ce)定(ding)(ding)方(fang)(fang)法(fa),比如(ru)(ru)用(yong)(yong)生(sheng)(sheng)物芯片,可(ke)(ke)以(yi)是(shi)(shi)(shi)測(ce)(ce)(ce)(ce)定(ding)(ding)時間(jian)大(da)為(wei)(wei)縮(suo)短,使污水(shui)(shui)(shui)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)可(ke)(ke)生(sheng)(sheng)化性(xing)信息迅(xun)速準確地獲得(de)(de),對(dui)(dui)污水(shui)(shui)(shui)生(sheng)(sheng)化處(chu)理(li)工(gong)藝的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)研(yan)(yan)究和(he)(he)(he)(he)控制十分(fen)(fen)(fen)有(you)(you)意義(yi)。
水(shui)(shui)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)物(wu)質(zhi)是(shi)否都要去(qu)除或(huo)轉化?這涉及(ji)到水(shui)(shui)的(de)(de)(de)(de)(de)用(yong)(yong)(yong)途(tu)和標(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun)。對這個問題要有一(yi)個科學(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)認識。不同用(yong)(yong)(yong)途(tu)的(de)(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)要有一(yi)套(tao)與(yu)之(zhi)相應的(de)(de)(de)(de)(de)科學(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)標(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun)。如何建立(li)一(yi)套(tao)適用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)以科學(xue)(xue)(xue)事實為(wei)基礎的(de)(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)質(zhi)標(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun)就是(shi)一(yi)門很大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)學(xue)(xue)(xue)問,這部分無疑也應該是(shi)水(shui)(shui)質(zhi)科學(xue)(xue)(xue)與(yu)工程學(xue)(xue)(xue)科的(de)(de)(de)(de)(de)有機內容(rong)。比(bi)如污水(shui)(shui)回用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)有關標(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun),如果回用(yong)(yong)(yong)到農(nong)(nong)業,則標(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun)制訂過程應考(kao)慮(lv)(lv)回用(yong)(yong)(yong)水(shui)(shui)對土壤的(de)(de)(de)(de)(de)短期和長期影響,對農(nong)(nong)作物(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)影響,對人類和其他使(shi)用(yong)(yong)(yong)這些農(nong)(nong)作物(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)生物(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)影響等(deng)等(deng);如果回用(yong)(yong)(yong)到工業,則應考(kao)慮(lv)(lv)腐蝕、結(jie)垢等(deng)等(deng)因素。水(shui)(shui)質(zhi)標(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun)可以說是(shi)對水(shui)(shui)處理(li)(li)工藝(yi)設(she)計(ji)、運(yun)行和管理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)依據,也是(shi)水(shui)(shui)質(zhi)科學(xue)(xue)(xue)和工程學(xue)(xue)(xue)科研究(jiu)的(de)(de)(de)(de)(de)要達(da)到和逾越的(de)(de)(de)(de)(de)目標(biao)(biao)(biao),其重要性不言(yan)而(er)(er)喻。而(er)(er)沒有一(yi)套(tao)有充分科學(xue)(xue)(xue)依據的(de)(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)質(zhi)標(biao)(biao)(biao)準(zhun)(zhun),水(shui)(shui)質(zhi)工程(處理(li)(li))技術的(de)(de)(de)(de)(de)研究(jiu)和發(fa)展就變得盲目,失(shi)去(qu)了具(ju)體的(de)(de)(de)(de)(de)目標(biao)(biao)(biao)和方向。
對水(shui)工業發(fa)(fa)(fa)展規(gui)(gui)律(lv)(lv)的(de)(de)(de)正確認(ren)識,無疑有助于水(shui)質(zhi)(zhi)科(ke)學(xue)與(yu)工程學(xue)科(ke)的(de)(de)(de)發(fa)(fa)(fa)展。使這(zhe)一學(xue)科(ke)呼之(zhi)(zhi)(zhi)欲出并(bing)打上時代烙印的(de)(de)(de)并(bing)不(bu)是(shi)(shi)(shi)所謂高科(ke)技(ji),而(er)是(shi)(shi)(shi)人們(men)(men)對水(shui) - 這(zhe)種我們(men)(men)曾經認(ren)為是(shi)(shi)(shi)取之(zhi)(zhi)(zhi)不(bu)盡且(qie)可(ke)(ke)自來(lai)的(de)(de)(de)而(er)如今卻(que)日漸減少的(de)(de)(de)資源(yuan) - 的(de)(de)(de)重新認(ren)識。誠然,高科(ke)技(ji)可(ke)(ke)以(yi)使不(bu)用筆即(ji)可(ke)(ke)畫圖,可(ke)(ke)以(yi)不(bu)入實(shi)(shi)驗室(shi)即(ji)可(ke)(ke)做試驗,或許也(ye)可(ke)(ke)以(yi)幫助找到(dao)解決(jue)某種水(shui)質(zhi)(zhi)問題(ti)的(de)(de)(de)方法(fa),總(zong)之(zhi)(zhi)(zhi),它能加(jia)速來(lai)水(shui)質(zhi)(zhi)科(ke)學(xue)與(yu)工程學(xue)科(ke)發(fa)(fa)(fa)展的(de)(de)(de)步伐,但它不(bu)能從根本上改變人們(men)(men)對水(shui)的(de)(de)(de)認(ren)識。如果(guo)人們(men)(men)對水(shui)的(de)(de)(de)觀念改變了(le),不(bu)再(zai)視之(zhi)(zhi)(zhi)為理(li)所當然免(mian)費(fei)用品,如果(guo)形(xing)成并(bing)尊(zun)重水(shui)資源(yuan)應可(ke)(ke)持續(xu)利用的(de)(de)(de)自然倫理(li),制(zhi)訂(ding)水(shui)資源(yuan)有償使用的(de)(de)(de)社會(hui)法(fa)律(lv)(lv)法(fa)規(gui)(gui),加(jia)強對水(shui)資源(yuan)的(de)(de)(de)管理(li),那才是(shi)(shi)(shi)催(cui)生水(shui)質(zhi)(zhi)科(ke)學(xue)與(yu)工程學(xue)科(ke)并(bing)促(cu)進其發(fa)(fa)(fa)展的(de)(de)(de)動(dong)力。而(er)事(shi)實(shi)(shi)上,這(zhe)也(ye)正是(shi)(shi)(shi)我們(men)(men)所面(mian)臨的(de)(de)(de)現實(shi)(shi)。所以(yi)關于水(shui)的(de)(de)(de)倫理(li)、價值、法(fa)律(lv)(lv)法(fa)規(gui)(gui)、管理(li)等(deng)(deng)等(deng)(deng)也(ye)應該包含在水(shui)質(zhi)(zhi)科(ke)學(xue)與(yu)工程學(xue)科(ke)之(zhi)(zhi)(zhi)中。
2 關于21世紀的水(shui)處理科技
許先生認為,"對中國來說,21世紀的水處理科技任務極為艱巨",是要"防止由于水資源繼續惡化而對國家經濟的可持續發展產生瓶頸效應。"而且他認為,"在現有的水處理科技水平和資金來源機制的條件下",最終會導致"水資源水質災害",所以要"通過水處理的技術途徑防止這一嚴峻形勢的出現。"本人認為這是給了水處理科技一個"不可能的任務(MISSION IMPOSSIBLE)"。單靠水處理科技不能完全徹底地解決"水資源水質"問題。"在2025年內,開發出具有突破性的水處理新工藝及強化現有工藝的改造技術,使水處理設施的建造和運行費用比現有同樣規模的設施降低約1/4-1/3,甚至更多。",這一點過于樂觀了。從過去國內外幾十年的水處理技術研究發展和應用的歷史看,水處理的成本都不是在下降,而是在上升,這一點我相信水處理設施的規劃、投資、設計、運行和使用管理者(包括行政主管部門)更為清楚。對給水處理來說,隨原水水質的不斷惡化,隨水質標準的不斷提高,處理成本越來越高,這點已經勿庸置疑。新的給水處理技術,如過濾技術(超濾、納濾、反滲透等),臭氧活性碳技術,生物預處理技術,那一項不是增加成本的技術?對污水處理來說,確實在不斷有人研究所謂低投資低運行費的處理技術,但統而言之,這些技術都不完美,占地小的,施工、運行和設備成本會高,運行成本低的,其他方面的投資可能會大,不是處理出水水質標準不高,就是只能應用于某種特定的污水或應用于較嚴格的特定條件下。去除或轉化一定量的污染物就需要一定的能量和物質輸入,這是自然規律。所以在未來25年水處理成本下降的空間可以說十分有限。而且隨環保法規越來越嚴,占到污水處理成本一半的污水廠污泥處理成本幾乎不可能下降。
3,對(dui)水處理技術的再認識
給(gei)水(shui)(shui)技術(shu)理(li)論(lun)(lun)(lun)(lun)比(bi)較(jiao)成熟(shu)和(he)(he)有(you)系統(tong)。因(yin)為(wei)給(gei)水(shui)(shui)技術(shu)理(li)論(lun)(lun)(lun)(lun)所涉及(ji)到的(de)(de)主要是物(wu)理(li)化學現象,涉及(ji)到的(de)(de)基礎學科也(ye)比(bi)較(jiao)成熟(shu),如物(wu)理(li),化學,流體力學等等。傳統(tong)工藝中混凝、沉(chen)淀、過濾和(he)(he)消(xiao)毒等每(mei)個(ge)步驟都有(you)一套(tao)完整的(de)(de)理(li)論(lun)(lun)(lun)(lun)。新的(de)(de)處理(li)工藝單元,如膜技術(shu),活(huo)性(xing)碳吸附(fu),生(sheng)(sheng)物(wu)預處理(li)等,理(li)論(lun)(lun)(lun)(lun)也(ye)比(bi)較(jiao)成熟(shu)。給(gei)水(shui)(shui)水(shui)(shui)質(zhi)指標體系也(ye)越(yue)(yue)來越(yue)(yue)清晰明確,不再模糊(hu)。比(bi)如濁(zhuo)度(du)問題,濁(zhuo)度(du)主要是水(shui)(shui)中膠體尺(chi)度(du)或更大的(de)(de)顆(ke)粒(li)(li)(li)引起的(de)(de),而很多致(zhi)病微(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)(如人(ren)們常引以為(wei)例(li)的(de)(de)原(yuan)蟲)的(de)(de)大小(xiao)都在(zai)這個(ge)尺(chi)度(du)范圍內,所以降低濁(zhuo)度(du),就降低了(le)致(zhi)病微(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)存在(zai)的(de)(de)機會。現在(zai)粒(li)(li)(li)子計數技術(shu)的(de)(de)發展已(yi)經(jing)使得在(zai)線計量(liang)飲用水(shui)(shui)中的(de)(de)粒(li)(li)(li)子數量(liang)成為(wei)可能,雖然(ran)離直接在(zai)線檢測原(yuan)蟲等致(zhi)病微(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)數目和(he)(he)活(huo)性(xing)尚有(you)距離,但使用粒(li)(li)(li)子計數代替濁(zhuo)度(du)已(yi)經(jing)完全可行。對(dui)大腸(chang)桿(gan)菌進行在(zai)線監(jian)測的(de)(de)儀器(最短6小(xiao)時內獲結果)也(ye)以投入商用。現代分析技術(shu)的(de)(de)發展已(yi)經(jing)使應用水(shui)(shui)水(shui)(shui)質(zhi)指標越(yue)(yue)來越(yue)(yue)清晰。
污水處(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)理(li)(li)論很繁雜,這與污水水質成分的(de)(de)(de)多樣性有(you)關。只有(you)借鑒(jian)了生物(wu)化(hua)學(xue)中的(de)(de)(de)酶促反應理(li)(li)論(米門式方(fang)程)的(de)(de)(de)污水生物(wu)處(chu)理(li)(li)理(li)(li)論比較(jiao)成熟和(he)有(you)系統,這一理(li)(li)論至今仍是各種各樣生物(wu)處(chu)理(li)(li)數學(xue)模(mo)型(xing)(包括IAWQ模(mo)型(xing))的(de)(de)(de)核(he)心和(he)基礎。
現有的污水(shui)處(chu)(chu)理(li)技術從(cong)簡(jian)單如化(hua)糞(fen)池、續批(pi)式反應(ying)器(SBR)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)等到(dao)復(fu)雜如三(san)級處(chu)(chu)理(li)、脫氮除(chu)磷等都有。國內污水(shui)處(chu)(chu)理(li)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)的應(ying)用也如時(shi)裝秀一樣,今年流行SRB,明年可能是(shi)生(sheng)物穩定(ding)(ding)塘風行天下,后年說不定(ding)(ding)氧化(hua)溝獨(du)受(shou)青睞,這些變(bian)化(hua)受(shou)市(shi)場和政策左右(you),不是(shi)處(chu)(chu)理(li)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)理(li)論所能解決的問題。不管是(shi)什(shen)么工(gong)(gong)藝(yi)(yi),只要投入(ru)運行并加強(qiang)管理(li),對減(jian)輕(qing)污染都有貢獻,即使(shi)是(shi)簡(jian)單的化(hua)糞(fen)池,如果設計、建造和管理(li)合理(li),在(zai)污水(shui)進(jin)入(ru)下水(shui)道之前增(zeng)加幾個百分點的污染物去(qu)除(chu)率是(shi)不成(cheng)問題的。
污(wu)(wu)水(shui)(shui)處理(li)技術的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)難題(ti)在(zai)(zai)哪里?對絕大多(duo)數的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)污(wu)(wu)水(shui)(shui),去(qu)(qu)除(chu)(chu)(chu)其中50-80%左右的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)污(wu)(wu)染(ran)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)比(bi)(bi)較(jiao)容易(yi),但是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)再(zai)提高(gao)10-15%的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)去(qu)(qu)除(chu)(chu)(chu)率(lv)(lv)就相當難了。污(wu)(wu)染(ran)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)在(zai)(zai)水(shui)(shui)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)分散(san)或(huo)溶解(jie)一(yi)般(ban)說是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)自(zi)發(fa)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)熵增過(guo)(guo)(guo)(guo)程(cheng)(cheng),是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)使(shi)體(ti)(ti)(ti)(ti)系(xi)(xi)(xi)(xi)趨于(yu)穩定(ding)(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)過(guo)(guo)(guo)(guo)程(cheng)(cheng)。去(qu)(qu)除(chu)(chu)(chu)污(wu)(wu)染(ran)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)就是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)利用(yong)(yong)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)理(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)、化(hua)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)或(huo)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)化(hua)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)方法(fa),使(shi)污(wu)(wu)染(ran)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)與水(shui)(shui)分離(li)或(huo)轉化(hua)為(wei)另一(yi)種(zhong)無害或(huo)易(yi)與水(shui)(shui)分離(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)質(zhi),從而(er)來破壞一(yi)個已經穩定(ding)(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)體(ti)(ti)(ti)(ti)系(xi)(xi)(xi)(xi),并(bing)(bing)形成(cheng)(cheng)(cheng)一(yi)個新(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)穩定(ding)(ding)(ding)體(ti)(ti)(ti)(ti)系(xi)(xi)(xi)(xi)。以污(wu)(wu)水(shui)(shui)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)處理(li)厭(yan)氧(yang)加(jia)好(hao)(hao)氧(yang)工藝(yi)為(wei)例(li),厭(yan)氧(yang)單元是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)一(yi)個熱(re)(re)(re)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)體(ti)(ti)(ti)(ti)系(xi)(xi)(xi)(xi),污(wu)(wu)水(shui)(shui)由(you)原(yuan)始穩定(ding)(ding)(ding)狀(zhuang)態進(jin)(jin)(jin)入(ru)反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)器(qi)后(hou),和(he)(he)(he)其中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)厭(yan)氧(yang)微(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)通過(guo)(guo)(guo)(guo)生(sheng)(sheng)化(hua)反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)達成(cheng)(cheng)(cheng)一(yi)個新(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)穩定(ding)(ding)(ding)狀(zhuang)態,能(neng)夠被(bei)厭(yan)氧(yang)降解(jie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)污(wu)(wu)染(ran)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)被(bei)降解(jie)并(bing)(bing)形成(cheng)(cheng)(cheng)了在(zai)(zai)這個體(ti)(ti)(ti)(ti)系(xi)(xi)(xi)(xi)內(nei)(nei)(nei)不(bu)(bu)能(neng)再(zai)繼續降解(jie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)新(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)質(zhi),污(wu)(wu)水(shui)(shui)再(zai)進(jin)(jin)(jin)入(ru)好(hao)(hao)氧(yang)反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)器(qi),由(you)于(yu)氧(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)輸入(ru)及好(hao)(hao)氧(yang)微(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)存在(zai)(zai),污(wu)(wu)水(shui)(shui)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)穩定(ding)(ding)(ding)狀(zhuang)態又被(bei)破壞了,通過(guo)(guo)(guo)(guo)反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)后(hou)有(you)(you)達成(cheng)(cheng)(cheng)新(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)穩定(ding)(ding)(ding)狀(zhuang)態。通過(guo)(guo)(guo)(guo)不(bu)(bu)同(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)體(ti)(ti)(ti)(ti)系(xi)(xi)(xi)(xi)間的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)斷轉換,污(wu)(wu)染(ran)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)不(bu)(bu)斷被(bei)降解(jie)轉化(hua)和(he)(he)(he)去(qu)(qu)除(chu)(chu)(chu)。這給我們的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)啟示(shi)是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi),在(zai)(zai)處理(li)工藝(yi)中,所(suo)使(shi)用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)(bu)同(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)方法(fa)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)單元越多(duo),對污(wu)(wu)染(ran)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)去(qu)(qu)除(chu)(chu)(chu)就會越好(hao)(hao)。在(zai)(zai)同(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)一(yi)個熱(re)(re)(re)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)體(ti)(ti)(ti)(ti)系(xi)(xi)(xi)(xi)中,在(zai)(zai)多(duo)長時(shi)(shi)間內(nei)(nei)(nei)達成(cheng)(cheng)(cheng)何等(deng)程(cheng)(cheng)度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)穩定(ding)(ding)(ding)則(ze)是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)一(yi)個動(dong)(dong)(dong)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)過(guo)(guo)(guo)(guo)程(cheng)(cheng)。同(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)一(yi)個反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)器(qi),同(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)樣的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)基(ji)(ji)質(zhi)同(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)樣的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)濃度(du),不(bu)(bu)同(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)停(ting)留(liu)時(shi)(shi)間,基(ji)(ji)質(zhi)去(qu)(qu)除(chu)(chu)(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)程(cheng)(cheng)度(du)不(bu)(bu)同(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong),同(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)樣的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)停(ting)留(liu)時(shi)(shi)間,不(bu)(bu)同(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)基(ji)(ji)質(zhi)濃度(du),則(ze)去(qu)(qu)除(chu)(chu)(chu)效(xiao)果(guo)也不(bu)(bu)同(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)。反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)速度(du)當然(ran)(ran)也和(he)(he)(he)這一(yi)熱(re)(re)(re)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)體(ti)(ti)(ti)(ti)系(xi)(xi)(xi)(xi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)本質(zhi)(如(ru)(ru)(ru)(ru)(ru)化(hua)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)比(bi)(bi)較(jiao)快,而(er)生(sheng)(sheng)化(hua)反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)則(ze)比(bi)(bi)較(jiao)慢)有(you)(you)關。還(huan)是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)以厭(yan)氧(yang)--好(hao)(hao)氧(yang)工藝(yi)為(wei)例(li),如(ru)(ru)(ru)(ru)(ru)果(guo)把(ba)厭(yan)氧(yang)單元一(yi)分為(wei)二,即(ji)有(you)(you)兩(liang)個厭(yan)氧(yang)反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)器(qi),那這兩(liang)個反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)器(qi)是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)兩(liang)個不(bu)(bu)同(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)體(ti)(ti)(ti)(ti)系(xi)(xi)(xi)(xi)呢(ni)還(huan)是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)同(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)一(yi)體(ti)(ti)(ti)(ti)系(xi)(xi)(xi)(xi)但不(bu)(bu)同(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)動(dong)(dong)(dong)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)過(guo)(guo)(guo)(guo)程(cheng)(cheng)呢(ni)?如(ru)(ru)(ru)(ru)(ru)果(guo)兩(liang)個反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)器(qi)中基(ji)(ji)質(zhi)成(cheng)(cheng)(cheng)份相同(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong),微(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)種(zhong)群相同(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong),則(ze)它們應(ying)該是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)同(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)一(yi)熱(re)(re)(re)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)體(ti)(ti)(ti)(ti)系(xi)(xi)(xi)(xi)(假定(ding)(ding)(ding)環(huan)境(jing)條件,譬如(ru)(ru)(ru)(ru)(ru)溫度(du),只(zhi)(zhi)影響(xiang)動(dong)(dong)(dong)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)參數),只(zhi)(zhi)是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)基(ji)(ji)質(zhi)濃度(du),生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)量(liang)濃度(du)不(bu)(bu)同(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong),兩(liang)個反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)器(qi)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)動(dong)(dong)(dong)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(生(sheng)(sheng)化(hua)反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)驅動(dong)(dong)(dong)力(li)(li)(li)(li)(li)(li))不(bu)(bu)同(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)而(er)已。如(ru)(ru)(ru)(ru)(ru)果(guo)兩(liang)個反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)器(qi)中基(ji)(ji)質(zhi)成(cheng)(cheng)(cheng)份不(bu)(bu)相同(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong),微(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)種(zhong)群不(bu)(bu)相同(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong),則(ze)它們就是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)同(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)一(yi)熱(re)(re)(re)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)體(ti)(ti)(ti)(ti)系(xi)(xi)(xi)(xi),它們各自(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)功能(neng)作用(yong)(yong)不(bu)(bu)同(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong),去(qu)(qu)除(chu)(chu)(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)污(wu)(wu)染(ran)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)不(bu)(bu)同(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)。好(hao)(hao)氧(yang)單元也同(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)樣。回到本段開始提出的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)問題(ti),即(ji)為(wei)什(shen)么(me)去(qu)(qu)除(chu)(chu)(chu)50-80%的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)污(wu)(wu)染(ran)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)易(yi),而(er)再(zai)提高(gao)10-15%則(ze)很(hen)難,答(da)案(an)是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi),在(zai)(zai)開始時(shi)(shi)污(wu)(wu)染(ran)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)濃度(du)高(gao),反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)快且容易(yi),動(dong)(dong)(dong)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)過(guo)(guo)(guo)(guo)程(cheng)(cheng)主導,但剩余的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)污(wu)(wu)染(ran)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu),如(ru)(ru)(ru)(ru)(ru)果(guo)它的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)(cheng)份與原(yuan)污(wu)(wu)水(shui)(shui)成(cheng)(cheng)(cheng)份相同(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong),則(ze)因為(wei)濃度(du)已經很(hen)低,動(dong)(dong)(dong)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)過(guo)(guo)(guo)(guo)程(cheng)(cheng)緩(huan)慢,再(zai)繼續提高(gao)去(qu)(qu)除(chu)(chu)(chu)率(lv)(lv),只(zhi)(zhi)能(neng)用(yong)(yong)增加(jia)停(ting)留(liu)時(shi)(shi)間,提高(gao)微(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)濃度(du)等(deng)等(deng)強(qiang)化(hua)反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)動(dong)(dong)(dong)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)過(guo)(guo)(guo)(guo)程(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)辦法(fa),雖(sui)然(ran)(ran)是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)事倍功半的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)工作,但是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)還(huan)可進(jin)(jin)(jin)一(yi)步提高(gao)去(qu)(qu)除(chu)(chu)(chu)率(lv)(lv)。如(ru)(ru)(ru)(ru)(ru)果(guo)剩余的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)污(wu)(wu)染(ran)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)組成(cheng)(cheng)(cheng)成(cheng)(cheng)(cheng)份已經改變,說明原(yuan)來的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)體(ti)(ti)(ti)(ti)系(xi)(xi)(xi)(xi)已經穩定(ding)(ding)(ding),即(ji)基(ji)(ji)質(zhi)已經不(bu)(bu)再(zai)和(he)(he)(he)反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)器(qi)內(nei)(nei)(nei)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)微(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)再(zai)發(fa)生(sheng)(sheng)作用(yong)(yong),通過(guo)(guo)(guo)(guo)強(qiang)化(hua)動(dong)(dong)(dong)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)過(guo)(guo)(guo)(guo)程(cheng)(cheng)也無能(neng)為(wei)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)了,此時(shi)(shi)如(ru)(ru)(ru)(ru)(ru)果(guo)要(yao)進(jin)(jin)(jin)一(yi)步提高(gao)去(qu)(qu)除(chu)(chu)(chu)率(lv)(lv),只(zhi)(zhi)能(neng)是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)改變破壞原(yuan)有(you)(you)體(ti)(ti)(ti)(ti)系(xi)(xi)(xi)(xi),如(ru)(ru)(ru)(ru)(ru)使(shi)用(yong)(yong)吸附,過(guo)(guo)(guo)(guo)濾(lv),化(hua)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)反(fan)(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)或(huo)使(shi)用(yong)(yong)不(bu)(bu)同(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)微(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)種(zhong)群等(deng)辦法(fa)。正(zheng)如(ru)(ru)(ru)(ru)(ru)先(xian)生(sheng)(sheng)文中指出的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de),如(ru)(ru)(ru)(ru)(ru)果(guo)要(yao)深入(ru)研究(jiu)水(shui)(shui)處理(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)和(he)(he)(he)動(dong)(dong)(dong)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue),現在(zai)(zai)常用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)質(zhi)代(dai)替參數,比(bi)(bi)如(ru)(ru)(ru)(ru)(ru)BOD5和(he)(he)(he)COD等(deng),是(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)不(bu)(bu)夠的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。
水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)處(chu)(chu)(chu)理(li)技(ji)術的(de)(de)(de)精確理(li)論難度(du)很(hen)大,在很(hen)大程(cheng)度(du)上(shang)依賴(lai)于(yu)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)力(li)(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)、水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)處(chu)(chu)(chu)理(li)化(hua)學(xue)(xue)(xue)(xue)、微生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)學(xue)(xue)(xue)(xue)和生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)化(hua)學(xue)(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)發展,也依賴(lai)于(yu)計算機(ji)技(ji)術。經典(dian)的(de)(de)(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)處(chu)(chu)(chu)理(li)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)數(shu)學(xue)(xue)(xue)(xue)模(mo)(mo)(mo)擬(ni)(ni),一般都將(jiang)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)處(chu)(chu)(chu)理(li)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)都分為(wei)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)力(li)(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)和化(hua)學(xue)(xue)(xue)(xue)或生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)化(hua)學(xue)(xue)(xue)(xue)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)。每個(ge)反應(ying)器內都是(shi)完(wan)全(quan)混合或理(li)想推流的(de)(de)(de)假(jia)定大大地簡化(hua)了(le)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)力(li)(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)條件(jian),這(zhe)(zhe)可能與實(shi)(shi)際(ji)情況差距(ju)甚遠(yuan)。這(zhe)(zhe)也使得開展水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)處(chu)(chu)(chu)理(li)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)力(li)(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)研究十分必要。化(hua)學(xue)(xue)(xue)(xue)或生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)化(hua)學(xue)(xue)(xue)(xue)反應(ying)都是(shi)以平(ping)衡態或準穩態來(lai)考(kao)慮。由于(yu)所涉及的(de)(de)(de)各種反應(ying)及其影(ying)響因素(su)的(de)(de)(de)復(fu)(fu)雜性,關鍵的(de)(de)(de)反應(ying)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)及其動力(li)(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)參數(shu)很(hen)難以確定,這(zhe)(zhe)給模(mo)(mo)(mo)型(xing)(xing)帶來(lai)了(le)不(bu)確定性。這(zhe)(zhe)從本(ben)質上(shang)說還(huan)是(shi)人(ren)們對(dui)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)處(chu)(chu)(chu)理(li)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)的(de)(de)(de)認識不(bu)夠深入。比如污水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)脫(tuo)氮(dan)和除磷在氮(dan)磷的(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)化(hua)學(xue)(xue)(xue)(xue)反應(ying)機(ji)理(li)的(de)(de)(de)研究方面近年取得一些進展,并據(ju)此建立了(le)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)化(hua)學(xue)(xue)(xue)(xue)和數(shu)學(xue)(xue)(xue)(xue)模(mo)(mo)(mo)擬(ni)(ni)模(mo)(mo)(mo)型(xing)(xing),實(shi)(shi)驗室水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)平(ping)的(de)(de)(de)結果也很(hen)令人(ren)滿(man)意,但在應(ying)用(yong)(yong)到實(shi)(shi)際(ji)污水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)是(shi),確仍然要有很(hen)多(duo)(duo)工作要做,因為(wei)實(shi)(shi)際(ji)污水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)化(hua)過(guo)(guo)(guo)程(cheng)要復(fu)(fu)雜很(hen)多(duo)(duo)。本(ben)人(ren)因為(wei)今(jin)后水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)處(chu)(chu)(chu)理(li)精確理(li)論的(de)(de)(de)發展可能還(huan)是(shi)沿現有思路,利用(yong)(yong)現有方法加上(shang)計算機(ji)模(mo)(mo)(mo)擬(ni)(ni)這(zhe)(zhe)一工具,如同(tong)IAQW的(de)(de)(de)活性污泥法處(chu)(chu)(chu)理(li)模(mo)(mo)(mo)型(xing)(xing)。
值得注意(yi)的(de)(de)(de)是,在污(wu)水(shui)(shui)處(chu)(chu)(chu)理(li)研究上,以(yi)(yi)單(dan)一碳(tan)元素(通常以(yi)(yi)COD或BOD為指標,而(er)(er)不是TOC)去(qu)除(chu)為主(zhu)的(de)(de)(de)工(gong)藝研究已經(jing)讓位于以(yi)(yi)去(qu)除(chu)碳(tan)氮磷等主(zhu)要營養元素的(de)(de)(de)新污(wu)水(shui)(shui)處(chu)(chu)(chu)理(li)工(gong)藝的(de)(de)(de)研究。而(er)(er)現在污(wu)水(shui)(shui)處(chu)(chu)(chu)理(li)工(gong)藝去(qu)除(chu)或產生某(mou)類物質(如內(nei)分泌(mi)干擾物等)的(de)(de)(de)能力也(ye)越(yue)(yue)來越(yue)(yue)引(yin)起關注。污(wu)水(shui)(shui)的(de)(de)(de)水(shui)(shui)質指標體系也(ye)和給水(shui)(shui)一樣,雖分析(xi)手段的(de)(de)(de)不斷(duan)提高而(er)(er)清晰(xi)化(hua)。
在過(guo)去(qu)二(er)三十年中,不(bu)斷(duan)有人(ren)(ren)探索使用(yong)新的(de)(de)方(fang)法來模(mo)擬甚至(zhi)預(yu)測水(shui)處理(li)(li)過(guo)程,比如(ru)用(yong)模(mo)糊數學、黑(hei)箱(xiang)模(mo)型、灰箱(xiang)模(mo)型、專家系統甚至(zhi)蒙(meng)特(te)卡洛理(li)(li)論(lun)等(deng)等(deng),至(zhi)今來說(shuo)還都(dou)是就事(shi)(shi)論(lun)事(shi)(shi)或(huo)事(shi)(shi)后諸葛的(de)(de)居多(duo),具(ju)有普遍意義的(de)(de)幾乎沒有(也可(ke)能(neng)污水(shui)過(guo)于復雜,尋找(zhao)(zhao)普適理(li)(li)論(lun)沒有意義或(huo)不(bu)可(ke)能(neng))。至(zhi)于從(cong)混沌的(de)(de)概念出發,能(neng)否找(zhao)(zhao)出一條新思路,本人(ren)(ren)不(bu)敢斷(duan)言(yan)。"蝴蝶效應"可(ke)以(yi)用(yong)普利高津(PRIGOGINE)的(de)(de)耗散結構 理(li)(li)論(lun) (DISSIPATIVTY STRUCTURE THEORY) 進行描述,但應用(yong)到水(shui)處理(li)(li)上(shang),和前面提到那(nei)些方(fang)法一樣(yang)感覺上(shang)有點兒(er)玄學的(de)(de)味(wei)道。
水(shui)(shui)處(chu)理技(ji)術基(ji)礎學(xue)科(ke)除了先生建議的八門以外(wai),也(ye)應(ying)該加上(shang)"水(shui)(shui)質(zhi)化學(xue)和水(shui)(shui)質(zhi)分析"。
4 結論
水質科(ke)(ke)學和(he)工程學科(ke)(ke)應該是廣(guang)義的,是綜合(he)的學科(ke)(ke),涉及水循環的每一個環節,而不是只(zhi)狹義地強調水處理(li)技術(shu),也只(zhi)有(you)這樣,這門學科(ke)(ke)才能有(you)更大的發(fa)(fa)展空間和(he)發(fa)(fa)展動(dong)力,只(zhi)有(you)這樣,它才能幫助我們真正(zheng)全面認識并(bing)徹底解決"水資源水質"問(wen)題.。

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