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上海二次供水实战经验:确保管网水质很关键!
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 导读
  介绍了上海加强管网水质管理情况,多年来水厂出厂水平均浊度0.08 NTU,管网水平均浊度保持0.11 NTU,仅增加0.03 NTU,采取管网补氯等措施降低出厂水余氯,使管网余氯更稳定平均,改善供水口感。开展管网综合指标检测,科学评价管网水质,确保管网水质。对上海二次供水改造提出设想和建议。
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  陈国光
  教授级高级工程师,主要研究方向水质管理,水质分析,净水工艺。
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  01上海供水基本情况
  供水是一个系统工程,从原水、制水、输配到二次供水,整个系统各个环节都需要加强水质管理,才让用户用上好自来水。上海市中心城区供水基本情况,中心城区有15家水厂,供水能力856万m³/d。中心城区管网输配基本情况,DN≥100管网长度共18 139 km,其中灰口铸管4 212 km,占23.22%,钢管874 km,占4.82%,球墨铸铁管8 570 km,占47.25%,球态铸铁管87 km,占0.48%,PVC管1 675 km,占9.23%,PE管2 369 km,占13.06%,其他管材352 km,占1.94%,上海中心城区DN≥100管材以灰口铸铁、球墨铸铁、PVC、PE管材为主。中心城区共有54座泵站,其中水库泵站34座,库容量约73万m³,增压泵站20座,构成上海市供水输配系统。
  上海市中心城区约有14万个水箱,地下蓄水池约7 000多个,平均供水压力200 kPa,1~3楼为直供水,4楼以上为水箱供水,构成了上海市二次供水模式。2019年底,2000年以前建设的房屋均进行二次供水改造,供水部门接管,但供水模式没有变化。
  加强管网水质管理,管网水平均浊度逐年下降。
  2018年底中心城区有617个采样点,150多套管网在线水质浊度、余氯仪,供水企业每个管网点每月检测二次,供水调度监测中心监管每月监测一次。
  表1是上海15家水厂36根主要出厂管每小时一次出厂水浊度监测数据,每月约26 000个数据,全年约312 000个数据平均值,以及供水调度监测中心全年6 000多个管网水样监测数据平均值,由于加强管网水质管理,近10年管网浊度逐年下降,管网浊度增加稳定在一定范围内。
  表1 近10年出厂水、管网水、管网浊度增加值(单位:NTU)
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 2000年时上海出厂水平均浊度0.31 NTU,管网平均浊度0.55 NTU,增加值0.24 NTU。
  02上海管网水质管理做工作
  2.1 思想重视、全员参加、制度保障
  以前认为保证供水水质主要是制水部门的工作,供水管理部门很少参与水质管理工作,但供水水质提高需要全过程控制,尤其管网水色度、浊度、余氯等指标与供水部门有密切关系。2000年以后,上海要求供水部门加强管网水质管理,出厂后的浊度增加值作为供水部门的一个考核指标。供水部门有专门的管网水质管理人员,有的还成立管网水质管理部门,层层落实,制定一整套管网水质管理制度。
  2.2 制定新铺、改造管网冲洗制度
  一般管网冲洗水量是管网容积的10~13倍,主要靠排管把管内清理干净,而不是靠冲洗。新铺和改造一定口径管网均要召开例会制定水质方案,并严格执行。上海地标实施,管网冲洗浊度验收标准也相应调动为0.5 NTU,同时制定管网冲洗阀门开启制度,管网阀门开启速度与管网水质有密切关系,因而管网开启必须要满足水质要求,根据管网水浊度情况调整阀门开启速度,如管网水浊度超过0.5 NTU,阀门就停止开启,有些阀门开启需要几天才能完成。
  供水部门制定三对冲洗制度,不同季节对管网末梢和管网薄弱环节安排不同管网冲洗制度,确保管网水质。
  制定每年的管网改造计划,不仅管龄长的管道要进行改造,对管网水质影响严重管道也要制定年度改造计划。
  2.3 加强管网水质信息管理,进一步提高供水水质
  (1)上海市在管网泵站安装150多套在线水质仪表,动态了解管网水质,基本每3个人工采样点设置一个在线水质点。2010年前,上海已在管网和泵站安装了150多套在线水质仪表,将在线信息及时传送至供水管理部门和政府监管部门,实时了解管网水质动态,管网水质有问题及时处置。
  (2)供水管理部门负责3类水质投诉处置工作,水质问题及时提交至供水管理部门处置,做到件件有落实,尽可能减少重复投诉。
  (3)供水管理部门负责管网和二次供水采样点设置维护工作,管网和二次供水水质检测中发现问题及时处置,确保各项指标合格。
  2.4 合理科学制定管网综合指标
  (1)不同季节制定不同出厂水余氯要求,因为夏天管网余氯消耗较多,可适当提高出厂水余氯,并要求一厂一方案制定出厂水余氯要求,根据水厂供水范围及管网余氯情况,精细化管理,同时要求水厂出厂水余氯保持稳定,做成直线,用中心度考核水厂出厂水余氯。如出厂水中心度余氯0.9 mg/L,出厂水余氯在0.8~1.0 mg/L合格率要达到95%。
  (2)充分发挥场外水库增压泵站补氯作用,上海中心城区现有54座水库和增压泵站,每个泵站均有补氯设施,适当降低出厂水余氯,保持管网余氯平稳。
  (3)每个管网采样点余氯不能小于0.30 mg/L,因为上海中心城区二次供水仍有14万个水箱,夏天水箱余氯每天降低40%,确保到用户余氯大于0.05 mg/L。如果某采样点余氯小于0.30 mg/L,附近泵站适当提高出站余氯,或管网点放水,加快水体流动,提高管网点余氯。
  (4)上海根据原水水质情况,水厂采用游离消毒、化合氯出厂的消毒方式,管网中三卤甲烷不会增加,管网余氯降低速度较慢。如2018年出厂水和管网水中三卤甲烷具体情况如表2所示。
  表2 2018年出厂水与管网水三卤甲烷变化情况
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  化合氯出厂,对应水厂管网水三卤甲烷于出厂水三卤甲烷相比基本没有变化。
  (5)化合氯出厂水在管网中亚硝酸盐生成情况。化合氯出厂水管网中消耗氯,氨就会升高,遇到管网生物膜等还原物质,氨就会生成亚硝酸盐,一般氯氨比控制在4∶1左右管网中生成亚硝酸盐的可能性较小。每月抽10%左右水样检测管网水中亚硝酸盐。2017年、2018年管网水亚硝酸盐情况如表3、表4所示。
 表3 2017年管网水亚硝酸盐检测情况
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  表4 2018年管网水亚硝酸盐检测情况
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由表3、表4所示,管网水中亚硝酸盐升高,说明管网水质不稳定。WHO第四版指出,如管网水中亚硝酸盐较长时间达到0.2 mg/L,说明管网水质不稳定,微生物复苏的可能性较大。从以上数据分析,上海管网水质总体较稳定。上海地方标准亚硝酸盐限值为0.15 mg/L,供水企业管网水亚硝酸盐大于0.10 mg/L就需要放水冲洗,加快水体流动,确保管网水质。
  这些综合性指标的制定和检测工作是确保管网水质的重要保障。
  由于历史原因形成了上海目前的供水方式和二次供水模式,上海具有全国最大的二次供水规模,二次供水在历史上发挥了积极作用,随着上海供水能力和供水水质标准的提高,二次供水要求也不断提高,需要专业化的管理,因此有必要对现有的二次供水方式开展进一步的研究和探讨,同时要学习国内外二次供水方式。
  2.5 上海二次供水情况、设想和建议
  上海正在开展长江水深度处理工艺改造,到2025年上海1 250多万m³/d全部实施深度处理工艺。除了管网输配,管网二次供水是确保水质符合上海地方标准的关键。上海管网水水质管理虽然取得一些成绩,但中心城区每年约有3 000件用户投诉水质问题,主要是水黄、水混、水有异味、季节性二次供水红虫问题,而这些问题70%以上是二次供水投诉,因而仍需要我们管网精细化管理,管网水质投诉件件有落实,提高二次供水改造标准,实施二次供水专业管理,逐步减少供水水质投诉,使上海供水水质更好。
  目前上海已对2000年以前建造的住房进行了二次供水改造,大部分也已接管,但仍有几亿平方米2000年以后建造的住房尚未接管,可能部分仍需要改造。以下对二次供水方式、二次供水改造、二次供水管理提出一些设想和建议:
  (1)水厂输配与二次供水应统筹考虑,把二次供水设施作为供水的一个组成部分。
  (2)几十年前上海供水能力不足,需要夜间将水存在二次供水水箱,确保居民用水,随着上海供水能力的不断提高,在现有输配能力允许的情况下,应尽可能减少二次供水设施,有利水质提高。
  (3)二次供水改造应相对集中,如江苏姑苏地区、上海松江、青浦区都做到二次供水相对集中,尽可能减少二次供水设施和停留时间。苏州地区1 900户集中2个不锈钢水箱,松江、青浦二次供水设施也相对集中,最大小区3 000多用户采用2个不锈钢水箱,尽可能缩短二次供水时间,一般水箱停留几个小时。
  (4)供水水质保障要从出厂、输配、二次供水到用户龙头全过程考虑,要确保用户用上好的自来水。
  (5)二次供水改造标准必须提高,要有与储存食品一样储存的理念,改造后必须保证设施不影响供水水质。目前国内外二次供水水箱、水泵、管材大部分采用不锈钢材料。
  (6)新建小区应与开发商沟通,采用相对集中的二次供水方式,同时必须提高二次供水标准。
  (7)接管前必须对每个小区的二次供水改造方案进行评估,确定采用何种二次供水方式,决不能将原有的供水方式作简单的二次供水改造。
  (8)二次供水管理应专业化、信息化,可以做到无人看守,将二次供水监控数据、视频传送到二次供水管理部门,实施专业化管理。
  (9)自来水能否直饮,不仅要靠供水部门努力,还需要得到社会的认可和配合,要做好宣传。居民家中使用的管材、龙头一定要符合要求,对卫生条件也应有一定要求,较长时间不使用的水管存水需要放水。
  2.6 现已改造二次供水情况
  目前全国都在实施二次供水改造,现将江苏苏州、上海松江、青浦的二次供水改造情况作一介绍。
  苏州姑苏区某小区用户约1 900户,1~2层200户,3~11层600户,12~20层600户,21~30层500户,由7~8幢高层组成。改造相对集中,采用2个不锈钢水箱,每个水箱约70~80 m³,采用3组泵直供,2014年建成至今,用户水质有很大提高,水箱停留时间4~5 h。江苏省二次供水改造基本采用水箱相对集中,管道使用不锈钢材料,无人看守,信息传送至自来水公司二次供水办公室,有专人管理。
  上海松江区改造480万m²,也采用相对集中的方式,将原有总容量36 000 m³的3 279个水箱改建成78个不锈钢水箱,容量5 633 m³,改造12座泵房,新建66座泵房,有24个小区压力条件较好,采用直供水。
  上海青浦区改造760万m²,同样采用就相对集中的改造方式,改建154座泵房,新建113个不锈钢水箱,总容量8 747 m³,变频供水,有9个小区有条件允许采用无负压供水,取消3 047个屋顶水箱。
  以上海松江3 279个水箱改造成78个相对集中不锈钢水箱为例,每年减少的6 400个水箱清洗、化验费用远多于增加的电费,而且水箱相对集中,水箱停留时间缩短,水质进一步提高,从管理角度也有利于降低成本,管网输配也基本没有压力。
  以上3个区二次供水改造均采用相对集中供水,采用不锈钢材料,停留时间减少。二次供水改造、管理需要进一步研究和探索,上海还有几亿平方米2000年以后建造的房屋尚未接管,以上的二次供水改造经验值得借鉴。
  03小结
  供水水质提高是一个系统工程,要选择好原水,水厂要选择合适净水工艺,管网输配过程尽可能减少对水质的影响,二次供水也是关键。只有全过程加强管理,提高水质管理水平,才能确保用户用上好的自来水。( 陈国光)
来源:给水排水

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