上海二次供水實戰(zhàn)經(jīng)驗：確保管網(wǎng)水質(zhì)很關(guān)鍵！
介紹了上海加強管網(wǎng)水質(zhì)管理情況，多年來水廠出廠水平均濁度0.08 NTU，管網(wǎng)水平均濁度保持0.11 NTU，僅增加0.03 NTU，采取管網(wǎng)補氯等措施降低出廠水余氯，使管網(wǎng)余氯更穩(wěn)定平均，改善供水口感。開展管網(wǎng)綜合指標(biāo)檢測，科學(xué)評價管網(wǎng)水質(zhì)，確保管網(wǎng)水質(zhì)。對上海二次供水改造提出設(shè)想和建議。
陳國光
教授級高級工程師，主要研究方向水質(zhì)管理，水質(zhì)分析，凈水工藝。
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01上海供水基本情況
供水是一個系統(tǒng)工程，從原水、制水、輸配到二次供水，整個系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)都需要加強水質(zhì)管理，才讓用戶用上好自來水。上海市中心城區(qū)供水基本情況，中心城區(qū)有15家水廠，供水能力856萬m3/d。中心城區(qū)管網(wǎng)輸配基本情況，DN≥100管網(wǎng)長度共18 139 km，其中灰口鑄管4 212 km，占23.22%，鋼管874 km，占4.82%，球墨鑄鐵管8 570 km，占47.25%，球態(tài)鑄鐵管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%，上海中心城區(qū)DN≥100管材以灰口鑄鐵、球墨鑄鐵、PVC、PE管材為主。中心城區(qū)共有54座泵站，其中水庫泵站34座，庫容量約73萬m3，增壓泵站20座，構(gòu)成上海市供水輸配系統(tǒng)。
上海市中心城區(qū)約有14萬個水箱，地下蓄水池約7 000多個，平均供水壓力200 kPa，1~3樓為直供水，4樓以上為水箱供水，構(gòu)成了上海市二次供水模式。2019年底，2000年以前建設(shè)的房屋均進行二次供水改造，供水部門接管，但供水模式?jīng)]有變化。
加強管網(wǎng)水質(zhì)管理，管網(wǎng)水平均濁度逐年下降。
2018年底中心城區(qū)有617個采樣點，150多套管網(wǎng)在線水質(zhì)濁度、余氯儀，供水企業(yè)每個管網(wǎng)點每月檢測二次，供水調(diào)度監(jiān)測中心監(jiān)管每月監(jiān)測一次。
表1是上海15家水廠36根主要出廠管每小時一次出廠水濁度監(jiān)測數(shù)據(jù)，每月約26 000個數(shù)據(jù)，全年約312 000個數(shù)據(jù)平均值，以及供水調(diào)度監(jiān)測中心全年6 000多個管網(wǎng)水樣監(jiān)測數(shù)據(jù)平均值，由于加強管網(wǎng)水質(zhì)管理，近10年管網(wǎng)濁度逐年下降，管網(wǎng)濁度增加穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)。
表1 近10年出廠水、管網(wǎng)水、管網(wǎng)濁度增加值（單位：NTU）
2000年時上海出廠水平均濁度0.31 NTU，管網(wǎng)平均濁度0.55 NTU，增加值0.24 NTU。
02上海管網(wǎng)水質(zhì)管理做工作
2.1 思想重視、全員參加、制度保障
以前認(rèn)為保證供水水質(zhì)主要是制水部門的工作，供水管理部門很少參與水質(zhì)管理工作，但供水水質(zhì)提高需要全過程控制，尤其管網(wǎng)水色度、濁度、余氯等指標(biāo)與供水部門有密切關(guān)系。2000年以后，上海要求供水部門加強管網(wǎng)水質(zhì)管理，出廠后的濁度增加值作為供水部門的一個考核指標(biāo)。供水部門有專門的管網(wǎng)水質(zhì)管理人員，有的還成立管網(wǎng)水質(zhì)管理部門，層層落實，制定一整套管網(wǎng)水質(zhì)管理制度。
2.2 制定新鋪、改造管網(wǎng)沖洗制度
一般管網(wǎng)沖洗水量是管網(wǎng)容積的10～13倍，主要靠排管把管內(nèi)清理干凈，而不是靠沖洗。新鋪和改造一定口徑管網(wǎng)均要召開例會制定水質(zhì)方案，并嚴(yán)格執(zhí)行。上海地標(biāo)實施，管網(wǎng)沖洗濁度驗收標(biāo)準(zhǔn)也相應(yīng)調(diào)動為0.5 NTU，同時制定管網(wǎng)沖洗閥門開啟制度，管網(wǎng)閥門開啟速度與管網(wǎng)水質(zhì)有密切關(guān)系，因而管網(wǎng)開啟必須要滿足水質(zhì)要求，根據(jù)管網(wǎng)水濁度情況調(diào)整閥門開啟速度，如管網(wǎng)水濁度超過0.5 NTU，閥門就停止開啟，有些閥門開啟需要幾天才能完成。
供水部門制定三對沖洗制度，不同季節(jié)對管網(wǎng)末梢和管網(wǎng)薄弱環(huán)節(jié)安排不同管網(wǎng)沖洗制度，確保管網(wǎng)水質(zhì)。
制定每年的管網(wǎng)改造計劃，不僅管齡長的管道要進行改造，對管網(wǎng)水質(zhì)影響嚴(yán)重管道也要制定年度改造計劃。
2.3 加強管網(wǎng)水質(zhì)信息管理，進一步提高供水水質(zhì)
?。?）上海市在管網(wǎng)泵站安裝150多套在線水質(zhì)儀表，動態(tài)了解管網(wǎng)水質(zhì)，基本每3個人工采樣點設(shè)置一個在線水質(zhì)點。2010年前，上海已在管網(wǎng)和泵站安裝了150多套在線水質(zhì)儀表，將在線信息及時傳送至供水管理部門和政府監(jiān)管部門，實時了解管網(wǎng)水質(zhì)動態(tài)，管網(wǎng)水質(zhì)有問題及時處置。
?。?）供水管理部門負(fù)責(zé)3類水質(zhì)投訴處置工作，水質(zhì)問題及時提交至供水管理部門處置，做到件件有落實，盡可能減少重復(fù)投訴。
（3）供水管理部門負(fù)責(zé)管網(wǎng)和二次供水采樣點設(shè)置維護工作，管網(wǎng)和二次供水水質(zhì)檢測中發(fā)現(xiàn)問題及時處置，確保各項指標(biāo)合格。
2.4 合理科學(xué)制定管網(wǎng)綜合指標(biāo)
（1）不同季節(jié)制定不同出廠水余氯要求，因為夏天管網(wǎng)余氯消耗較多，可適當(dāng)提高出廠水余氯，并要求一廠一方案制定出廠水余氯要求，根據(jù)水廠供水范圍及管網(wǎng)余氯情況，精細(xì)化管理，同時要求水廠出廠水余氯保持穩(wěn)定，做成直線，用中心度考核水廠出廠水余氯。如出廠水中心度余氯0.9 mg/L，出廠水余氯在0.8~1.0 mg/L合格率要達(dá)到95%。
?。?）充分發(fā)揮場外水庫增壓泵站補氯作用，上海中心城區(qū)現(xiàn)有54座水庫和增壓泵站，每個泵站均有補氯設(shè)施，適當(dāng)降低出廠水余氯，保持管網(wǎng)余氯平穩(wěn)。
?。?）每個管網(wǎng)采樣點余氯不能小于0.30 mg/L，因為上海中心城區(qū)二次供水仍有14萬個水箱，夏天水箱余氯每天降低40%，確保到用戶余氯大于0.05 mg/L。如果某采樣點余氯小于0.30 mg/L，附近泵站適當(dāng)提高出站余氯，或管網(wǎng)點放水，加快水體流動，提高管網(wǎng)點余氯。
（4）上海根據(jù)原水水質(zhì)情況，水廠采用游離消毒、化合氯出廠的消毒方式，管網(wǎng)中三鹵甲烷不會增加，管網(wǎng)余氯降低速度較慢。如2018年出廠水和管網(wǎng)水中三鹵甲烷具體情況如表2所示。
表2 2018年出廠水與管網(wǎng)水三鹵甲烷變化情況
化合氯出廠，對應(yīng)水廠管網(wǎng)水三鹵甲烷于出廠水三鹵甲烷相比基本沒有變化。
（5）化合氯出廠水在管網(wǎng)中亞硝酸鹽生成情況。化合氯出廠水管網(wǎng)中消耗氯，氨就會升高，遇到管網(wǎng)生物膜等還原物質(zhì)，氨就會生成亞硝酸鹽，一般氯氨比控制在4∶1左右管網(wǎng)中生成亞硝酸鹽的可能性較小。每月抽10%左右水樣檢測管網(wǎng)水中亞硝酸鹽。2017年、2018年管網(wǎng)水亞硝酸鹽情況如表3、表4所示。
表3 2017年管網(wǎng)水亞硝酸鹽檢測情況
表4 2018年管網(wǎng)水亞硝酸鹽檢測情況
由表3、表4所示，管網(wǎng)水中亞硝酸鹽升高，說明管網(wǎng)水質(zhì)不穩(wěn)定。WHO第四版指出，如管網(wǎng)水中亞硝酸鹽較長時間達(dá)到0.2 mg/L，說明管網(wǎng)水質(zhì)不穩(wěn)定，微生物復(fù)蘇的可能性較大。從以上數(shù)據(jù)分析，上海管網(wǎng)水質(zhì)總體較穩(wěn)定。上海地方標(biāo)準(zhǔn)亞硝酸鹽限值為0.15 mg/L，供水企業(yè)管網(wǎng)水亞硝酸鹽大于0.10 mg/L就需要放水沖洗，加快水體流動，確保管網(wǎng)水質(zhì)。
這些綜合性指標(biāo)的制定和檢測工作是確保管網(wǎng)水質(zhì)的重要保障。
由于歷史原因形成了上海目前的供水方式和二次供水模式，上海具有全國最大的二次供水規(guī)模，二次供水在歷史上發(fā)揮了積極作用，隨著上海供水能力和供水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的提高，二次供水要求也不斷提高，需要專業(yè)化的管理，因此有必要對現(xiàn)有的二次供水方式開展進一步的研究和探討，同時要學(xué)習(xí)國內(nèi)外二次供水方式。
2.5 上海二次供水情況、設(shè)想和建議
上海正在開展長江水深度處理工藝改造，到2025年上海1 250多萬m3/d全部實施深度處理工藝。除了管網(wǎng)輸配，管網(wǎng)二次供水是確保水質(zhì)符合上海地方標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)鍵。上海管網(wǎng)水水質(zhì)管理雖然取得一些成績，但中心城區(qū)每年約有3 000件用戶投訴水質(zhì)問題，主要是水黃、水混、水有異味、季節(jié)性二次供水紅蟲問題，而這些問題70%以上是二次供水投訴，因而仍需要我們管網(wǎng)精細(xì)化管理，管網(wǎng)水質(zhì)投訴件件有落實，提高二次供水改造標(biāo)準(zhǔn)，實施二次供水專業(yè)管理，逐步減少供水水質(zhì)投訴，使上海供水水質(zhì)更好。
目前上海已對2000年以前建造的住房進行了二次供水改造，大部分也已接管，但仍有幾億平方米2000年以后建造的住房尚未接管，可能部分仍需要改造。以下對二次供水方式、二次供水改造、二次供水管理提出一些設(shè)想和建議：
?。?）水廠輸配與二次供水應(yīng)統(tǒng)籌考慮，把二次供水設(shè)施作為供水的一個組成部分。
?。?）幾十年前上海供水能力不足，需要夜間將水存在二次供水水箱，確保居民用水，隨著上海供水能力的不斷提高，在現(xiàn)有輸配能力允許的情況下，應(yīng)盡可能減少二次供水設(shè)施，有利水質(zhì)提高。
?。?）二次供水改造應(yīng)相對集中，如江蘇姑蘇地區(qū)、上海松江、青浦區(qū)都做到二次供水相對集中，盡可能減少二次供水設(shè)施和停留時間。蘇州地區(qū)1 900戶集中2個不銹鋼水箱，松江、青浦二次供水設(shè)施也相對集中，最大小區(qū)3 000多用戶采用2個不銹鋼水箱，盡可能縮短二次供水時間，一般水箱停留幾個小時。
（4）供水水質(zhì)保障要從出廠、輸配、二次供水到用戶龍頭全過程考慮，要確保用戶用上好的自來水。
（5）二次供水改造標(biāo)準(zhǔn)必須提高，要有與儲存食品一樣儲存的理念，改造后必須保證設(shè)施不影響供水水質(zhì)。目前國內(nèi)外二次供水水箱、水泵、管材大部分采用不銹鋼材料。
?。?）新建小區(qū)應(yīng)與開發(fā)商溝通，采用相對集中的二次供水方式，同時必須提高二次供水標(biāo)準(zhǔn)。
?。?）接管前必須對每個小區(qū)的二次供水改造方案進行評估，確定采用何種二次供水方式，決不能將原有的供水方式作簡單的二次供水改造。
（8）二次供水管理應(yīng)專業(yè)化、信息化，可以做到無人看守，將二次供水監(jiān)控數(shù)據(jù)、視頻傳送到二次供水管理部門，實施專業(yè)化管理。
?。?）自來水能否直飲，不僅要靠供水部門努力，還需要得到社會的認(rèn)可和配合，要做好宣傳。居民家中使用的管材、龍頭一定要符合要求，對衛(wèi)生條件也應(yīng)有一定要求，較長時間不使用的水管存水需要放水。
2.6 現(xiàn)已改造二次供水情況
目前全國都在實施二次供水改造，現(xiàn)將江蘇蘇州、上海松江、青浦的二次供水改造情況作一介紹。
蘇州姑蘇區(qū)某小區(qū)用戶約1 900戶，1~2層200戶，3~11層600戶，12~20層600戶，21~30層500戶，由7~8幢高層組成。改造相對集中，采用2個不銹鋼水箱，每個水箱約70~80 m3，采用3組泵直供，2014年建成至今，用戶水質(zhì)有很大提高，水箱停留時間4~5 h。江蘇省二次供水改造基本采用水箱相對集中，管道使用不銹鋼材料，無人看守，信息傳送至自來水公司二次供水辦公室，有專人管理。
上海松江區(qū)改造480萬m2，也采用相對集中的方式，將原有總?cè)萘?6 000 m3的3 279個水箱改建成78個不銹鋼水箱，容量5 633 m3，改造12座泵房，新建66座泵房，有24個小區(qū)壓力條件較好，采用直供水。
上海青浦區(qū)改造760萬m2，同樣采用就相對集中的改造方式，改建154座泵房，新建113個不銹鋼水箱，總?cè)萘? 747 m3，變頻供水，有9個小區(qū)有條件允許采用無負(fù)壓供水，取消3 047個屋頂水箱。
以上海松江3 279個水箱改造成78個相對集中不銹鋼水箱為例，每年減少的6 400個水箱清洗、化驗費用遠(yuǎn)多于增加的電費，而且水箱相對集中，水箱停留時間縮短，水質(zhì)進一步提高，從管理角度也有利于降低成本，管網(wǎng)輸配也基本沒有壓力。
以上3個區(qū)二次供水改造均采用相對集中供水，采用不銹鋼材料，停留時間減少。二次供水改造、管理需要進一步研究和探索，上海還有幾億平方米2000年以后建造的房屋尚未接管，以上的二次供水改造經(jīng)驗值得借鑒。
03小結(jié)
供水水質(zhì)提高是一個系統(tǒng)工程，要選擇好原水，水廠要選擇合適凈水工藝，管網(wǎng)輸配過程盡可能減少對水質(zhì)的影響，二次供水也是關(guān)鍵。只有全過程加強管理，提高水質(zhì)管理水平，才能確保用戶用上好的自來水。( 陳國光)
來源：給水排水