自来水处理工艺经过一百多年的发展，目前国外已历经四代工艺：
第一代是传统的混凝、沉淀、过滤、加氯消毒四步法工艺，主要以去除原水中的悬浮物、浊度、色度和病原菌为主，对溶解性有机物去除能力极其有限。这一工艺发明至今已有一百多年的历史了，它对早年处理以病原菌为主要对象的水质净化厂而言是适用的，一旦水源被污染，则会导致处理效果欠佳。
第二代是以臭氧、活性炭为核心的深度氧化技术，起源于上世纪七十年代，它是在第一代去除效果的基础上，解决了有毒微量有机物及加氯消毒副产物的危害问题。但它的缺点是吸附了有机物的活性碳为病原菌、藻类等生长提供了富含营养物的温床，藻类死亡后分解的具有致癌效应的藻毒素可能残留水中，因此饮用水的安全性仍然受到质疑。
第三代是以超滤膜为核心的组合工艺，它是在上世纪九十年代开始应用，在第一代工艺去除效果的基础上，能有效减少氯代前驱物，且出水的浊度始终保持在极低的水平，对细菌、两虫（隐孢子虫和贾第鞭毛虫）、藻类等水生生物的去除率可达到100%, 但它的致命缺点是对有机物的去除几乎没有帮助，因此针对目前中国各自来水水源有机物含量超标是主要矛盾的现状，这一工艺仍存在极大的局限性。
第四代是以纳滤技术为核心的新兴工艺。纳滤是纳米技术与过滤技术交叉渗透而创新发明的介于超滤与反渗透之间的新兴技术。它最显著的特点就是在截留那些能透过超滤的有机物及重金属的同时又能透滤被反渗透截留的部分矿物质。因此纳滤能耗比反渗透低，截留效果比超滤好，被誉为21世纪最有前途的水质净化技术。
然而，现在中国的情况是，一方面，国内97%的自来水采用第一代的四步法工艺，另一方面，中国的江河湖泊，几乎所有的水源地有机物污染不断加重，四步法工艺不但难以去除有机污染物，反而在处理过程中因混凝剂的作用可能増加氯化消毒的前驱物，从而加氯消毒后会増加致癌的加氯消毒副产物。上述二方面因素的交互作用，是导致目前中国自来水质无法达标的根本原因。
综上所述，针对目前中国水源微污染的现状以及大量水厂仍然采用传统的第一代四步法工艺的现实，建议 借鉴国外成功的经验与应用实践，直接把自来水的处理工艺升级到第四代的纳滤反渗透技术工艺。
很多自来水厂不愿意改造，除了怕麻烦，另外一个理由是害怕改造成本太高，会造成水价猛涨。其实，我们测算过，在国家不补贴的情况下，将现有自来水处理工艺从第一代直接升级到第四代，每吨成本最高才增加0.7元，一个三口之家，按毎月用水20吨计算，即使财政不予任何补贴，每月増加15元的成本，在当前的物价条件下，相信大家都可以接受。
从我们作为技术公司的角度看，各种不能改造自来水厂的理由都不能成立。因为作为公共事业的一部分，自来水改造可动用财政等公共资金支持，真正体现出税收“取之于民、用之于民”的特征；所以，现有自来水直接升级换代到第四代的纳滤技术是完全可行的。而且工期很短，改造方便，难度没有想象那么大。
下表是一个简略的测算。
城镇人口 供水量 改造成本 改造工期 每吨水
增加费用 每户增加费用（按每月20吨水计算）
10万人 2万吨/日 1000万元 6-8个月 0.7元 14元
50万人 10万吨/日 4500万元 6-8个月 0.6元 12元
100万人 30万吨/日 1.2亿元 6-8个月 0.5元 10元
我想反复表达的是，自来水直接升级换代到第四代的纳滤工艺，只要当地政府愿意做，技术与工程完全没有问题，投资也完全没有问题。
在此，我们提供一个日处理5万吨自来水的第四代纳滤技术的改造范本，让大家了解自来水改造的可行性与现实性。当然，更精细要求更高的膜改造方法还很多，不一一列举：
1.自来水厂原工艺流程为：回转式隔板反应斜管沉淀池+双阀滤池+液氯消毒+清水池+二级泵房。到目前形成的主要设施为：三座絮凝沉淀池、一座双阀滤池、两座清水池、一座综合加药间、一座二级泵房。制水能力达到5.0万m3/d规模。
2.改造方案：保留前处理流程，拆除清水池，在此块地板上新建清水池，清水池上设置压力式膜车间，采用纳滤组件后的总工艺如下：回转式隔板反应斜管沉淀池+双阀滤池+（纳滤系统） +液氯消毒+清水池+二级泵房。
3.出水水质：采用纳滤技术处理沉淀池或滤池出水，其最大的特点是对水中微粒、胶体、细菌、病毒、臭味、色度、DBPs前体物及其他有机物质能彻底去除，还可以有效的保留矿物资，受进水波动的影响小，出厂水质将高于最新颁布的城市供水行业水质标准，达到去除微污染，保留矿物质的目的。
考虑到国内的自来水净化工艺老化，检测手段落后，已经无法剔除水体中的有害微污染，我在此呼吁国家通过政府补贴、BOT等方式，逐步而渐进地在自来水厂推广纳滤技术，改造水网，解决城镇的饮水安全问题。
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