上海二次供水实战经验：确保管网水质很关键！
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。
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）
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
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
表4 2018年管网水亚硝酸盐检测情况
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