基于國家新戰(zhàn)略賦予水專項的新任務，在下一步工作中，要在水處理技術的“更潔、更快、更節(jié)、更全”上下功夫。所謂更潔，就是要保障水處理的深度化，如從ＣＯＤ的減排全面過渡到氨氮、總磷的控制；更快，就是要實時地捕捉、應對水污染突發(fā)事故，要快速對水污染做出反應，把突發(fā)性水污染的危害控制在最小范圍內；更節(jié)，就是要采用更節(jié)能、節(jié)藥、節(jié)地、節(jié)錢的水處理技術；更全，是要更系統(tǒng)、更全面地保障城鎮(zhèn)水環(huán)境的安全，配套設施要更加完善。為此，需重點突破以下技術。
超長距離調水與本地水源實時融合切換技術
在超長距離調水工程可行性論證中，要重點評估外來水和本地水在水質、酸堿度、富營養(yǎng)化、水生物種群的類別和變化，保障二者的順利融合與水源切換，防止龍頭黃水的產(chǎn)生，確保長距離的調水工程在終端的安全使用。
安全節(jié)能的消毒技術
飲用水消毒技術，應該以對環(huán)境最小干擾、對人民健康影響最小、添加藥物最少化為原則。傳統(tǒng)的消毒方法會在消毒過程中產(chǎn)生一些有毒的副產(chǎn)物和異臭異味，這些消毒副產(chǎn)物以及消毒劑本身都可能對人體造成慢性毒性傷害和感官上的不適，因此，要大力研發(fā)飲用水安全消毒技術。
一方面，要做到有效控制各種消毒副產(chǎn)物的產(chǎn)生，以及降低消毒劑本身的投加量與消毒設備能耗，另一方面研發(fā)新型消毒設備，如紫外消毒技術等，既可有效消除有害微生物的滋長，又可控制急性毒性的產(chǎn)生，這在發(fā)生突發(fā)事件時尤其重要。但具體選擇哪種方法，需要全面科學地比較和衡量。
超高標準污水處理技術
要盡快實現(xiàn)“減負修復”的目標，需要研發(fā)超過“一級Ａ”排放標準的、更高質量的污水處理技術，例如超高標準脫氮除磷、固定化填料生物處理、超微孔曝氣裝置集成等。
通過應用組合填料序批式生物膜技術，可以大幅提高節(jié)地、節(jié)能、抗沖擊負荷等方面能力，而且能實現(xiàn)污水處理設備一體式構造，操作簡單。這種新技術可以實現(xiàn)大部分污染物的削減，甚至可以控制濁度，但難點是如何提高聚磷菌對總磷的去除能力。這雖然是某一環(huán)節(jié)上的創(chuàng)新，但一旦突破就可以大面積推廣。
污泥資源化與能源化技術
把污水、污泥的資源化、能源化技術與水資源的優(yōu)化生態(tài)處理結合起來。例如污水處理廠熱泵技術、生物質共同厭氧發(fā)酵處理技術、污泥高效電廠、水泥窯協(xié)同焚燒技術、磷營養(yǎng)物資源化回收技術等，這些技術都有著廣闊的前景。另外，污泥本身也是高能量物質，經(jīng)過初期脫水后，完全可以實現(xiàn)自燃式的高效污泥處理。
高靈敏度、低成本的水質在線監(jiān)測技術
開發(fā)具有高靈敏度、低成本、快速檢出的微流控生物芯片技術和高靈敏度、在線實時水質監(jiān)測技術，對水污染事件進行快速響應。采用傳統(tǒng)的方法監(jiān)測一個水樣往往要幾天時間，而采用專用新型設備，一旦發(fā)生緊急事故，幾秒鐘就可發(fā)出警報。不能等到人喝了被污染的水發(fā)生疾病后，水廠再調整工藝，這樣動輒延誤幾天，會對民眾的生活生產(chǎn)造成很大的影響。
基于人工控制土壤的污水處理技術
我國有２ 萬多個小城鎮(zhèn)和７０ 多萬個村莊，大多數(shù)生活污水還沒有得到有效處理，眾多的城郊工
業(yè)區(qū)和住宅區(qū)的污水要長距離輸送到城市污水管網(wǎng)，導致費用高昂和能耗過高，應充分利用自然界或者農(nóng)田土壤的降解能力進行污水處理，其中核心問題是要通過人為將土壤環(huán)境控制在一種較優(yōu)的狀態(tài)，這種技術看似簡單，但必須兼顧不同氣候區(qū)及不同種類土壤環(huán)境最大限度的污水處理量，保證充分降解，不產(chǎn)生次生污染。
在美國，截至１９８７ 年已經(jīng)建成１０００ 多個成規(guī)模的工程。當前，該國至少有１／３ 的人口正在利用土壤處理污染工藝，這些工程短的有１年，長的已經(jīng)８ 年穩(wěn)定運行。在法國已有３０～５０ 座市政污水處理廠采用土壤污水處置工藝進行污水處理并存儲回用；在以色列，已建成１ 座日處理量達２７ 萬ｍ３的土壤污水處置工程，服務人口達到１３０萬（見圖１６～圖１８）。
我國要在“十二五”期間，努力實現(xiàn)大部分小城鎮(zhèn)都有污水處理設施，就要采用這些分散、小型可靠、適用的技術。但目前利用這項技術進行污水處理才剛剛開始。
對城市的徑流污染控制技術
據(jù)統(tǒng)計，城市地表徑流可以產(chǎn)生３００ｍｇＣＯＤ／Ｌ 的污染，要把城市雨污水設施聯(lián)動優(yōu)化、雨水管網(wǎng)溢流污染控制、城市面源污染治理、街頭濕地、雨水滲透及儲存技術集成化，相互配合作用來控制城市的徑流污染。
低沖擊開發(fā)模式（ＬＩＤ）在國內也有相關的研究應用，而在美國的加利福尼亞州已經(jīng)把ＬＩＤ 分成了高、中、低三級，分別設置不同的考核指標，這些技術的應用對于二氧化碳的減排有巨大的影響（見表１），長期來看，在我國實施還可以與碳排放交易進行掛鉤。
南加州和舊金山灣地區(qū)的城市化區(qū)域，施行低沖擊開發(fā)技術要達到的效果
城鎮(zhèn)污水處理廠節(jié)能節(jié)地式脫臭改造技術
隨著城市發(fā)展，傳統(tǒng)的污水處理廠往往采用整體搬遷到遠郊的方式避免對周圍的影響，這種方式極其浪費和耗能，而且污水的整體處理系統(tǒng)沒有實現(xiàn)就近分散處理、就近回收利用，使得中水利用的費用極其高昂，是最不劃算的一種方式。建議采用對污水處理廠進行就地節(jié)能節(jié)地式脫臭擴容改造，這樣周邊居民區(qū)建房可以大大靠近污水處理廠以達到節(jié)地的目的。
例如在深圳某污水處理廠改造后甚至可以作為居民的街心花園，這樣可以使得污水處理廠原來周邊空曠的、廢棄的土地都可以作為城市的建設或綠化用地，從而產(chǎn)生巨大的社會效應和生態(tài)效益。
利用可再生能源進行海水淡化新技術
傳統(tǒng)的風能、太陽能發(fā)電，具有間隙性、波動頻繁、存儲費用極高等缺陷，難以大規(guī)模在電網(wǎng)傳輸利用，但把風能、太陽能發(fā)電用于海水淡化，等于用淡水來儲存這些能源，這是一種簡單、廉價、對環(huán)境沒有任何影響的能源轉化技術。希望在這方面有大的集成創(chuàng)新式突破，從而促進這一新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
此外，還可以用太陽能光熱直接進行海水淡化并加以綜合利用，或通過小型的核能來進行大規(guī)模的海水淡化，這些技術都是我國水行業(yè)面臨的發(fā)展新機會。
污水的自養(yǎng)生物脫氮技術
在一定Ｃ／Ｎ 環(huán)境下充分發(fā)揮其自養(yǎng)生長代謝脫氮優(yōu)勢，能耗大幅下降、節(jié)約土地。該研究中試階段顯示的難點在于，如何優(yōu)化自養(yǎng)菌在水溫、水質變化情況下穩(wěn)定繁育和降解有機物，一旦突破，應用前景廣闊。
溫室型、園林景觀式污水處理技術
我國北方地區(qū)季節(jié)性溫度變化大，冬天寒冷，細菌的活力比較低，采取溫室型的園林景觀式的污水處理技術，創(chuàng)造人工環(huán)境，利用可再生能源穩(wěn)定和提高細菌的活力，通過其他能量波（如紅外線）的刺激作用，可使細菌活力成千上萬倍地提高，污水處理設施運行效率就會大不一樣。
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