供水技术现状调研报告

徐景翼
（天津市自来水集团有限公司）

　　供水水质和服务直接关系到广大人民群众和社会各个方面，因此世界各国均把提高供水水质和改善供水服务列为供水企业部门的主要工作目标。国际水协提出的口号是供应洁净的水，瑞士提出分分秒秒供应洁净的水，日本提出以低廉的价格持续供应洁净的水。中国建设部编制的《城市供水行业2000年技术进步发展规划》（简称《规划》）提出“二提高”（提高供水水质、提高供水安全度），“三降低”（降低电耗、降低药耗、降低漏水率）的目标。这表明各国的供水部门正在结合自己的国情为实现这些目标而进行工作。
　　本报告是从供水所关联的几个方面的主要技术现状加以汇总，以便于在制定我们的供水技术发展计划时可进行参考。

一、水源

　　由于水源的水质直接影响净水的生产和供水水质，所以各国十分注重水源的环境保护，不仅有相关的法律法规做为加强水源管理的法律依据和基础，而且普遍建立了水质连续监测信息网络系统，可以及时掌握水源水质的变化与采取相应对策。
　　有些国家对水源，例如水库所存在的一些问题，像藻类问题有采取技术措施加以解决。我国最大的处理工程是深圳东深源水生物硝化工程。该工程是采用生物曝气处理水中的有机污染物和氨氮。规模为400万立方米/天。

二、净水处理

1. 净水水质标准
　　各国水质标准的指标归纳起来可分为三类：细菌学指标，有毒有害物质指标及感官性指标。世界卫生组织及美国等国家均认为细菌学指标是极端重要的，因为它能在同一时间内造成大片人群发病或死亡。有毒有害物质指标是防止长期积累导致慢性病或癌症的指标，确定的原则是人终身慑入而无觉察的健康风险。感官性水质不良可能是水源污染的反映，会导致消费者对供水水质安全性发生怀疑、产生厌恶，不一定会影响健康。由于用户评价水质主要是从感官性指标，因此，这些指标要达到用户可接受的程度。
　　世界卫生组织是世界性权威组织，它制定的《饮用水水质准则》是世界各国制定国家标准的参考依据。1993年修改的准则列出指标为135项，其中98项有指导值。
　　现在我们的水质标准指标是35项。建设部制定的供水行业2000年技术进步规划中对一类水司又增加了54个目标性指导。
　　所以总的趋势是供水的水质标准要求提高。例如感官性指标中的浊度指标，世界卫生组织的准则要求浊度不能超过5NTU，平均值小于1NTU，欧共体水质标准最大允许浊度值为4NTU，目标值为0.4NTU。美国标准规定任何时候浊度不得超过5NTU，滤后水浊度小于1NTU，其中95％以上的水样要小于0.5NTU。日本水标准要求浊度小于2NTU，审美性标准要求出厂水浊度小于0.1NTU，管网水小于1NTU。
　　目前国内大城市和新的水厂，出厂水浊度多是小于1NTU。
2. 生产工艺
　　由于对水质要求标准的提高，国外许多水厂在过去水厂采用传统的工艺的状况下，进行更新改造和工艺改进，以提高出厂水的水质，达到高标准的要求。主要的目标是把水的浊度降低，去除细菌、有机物和解决用氯消毒所产生的副产物等问题。
　　所采用的方法除了加强常规的沉淀过滤水处理之外，主要是采用增加与处理和深度处理。预处理和深度处理的概要情况是：
　　（1）生物预处理：对于水样有轻度微污染和有机物存在的情况时，采取生物预处理降解和去除水中有机物的措施。
　　（2）利用臭氧做为氧化、消毒剂或用高锰酸钾以及过氧化氢为氧化剂改善处理水的水质。
　　（3）活性炭过滤：设置颗粒活性炭滤池是深度处理的工艺措施（有的为臭氧活性炭滤池）。水通过活性炭过滤可以吸附水中的有机物和去色、嗅、味，改进饮水的质量和口感。
　　（4）慢滤处理：主要是利用慢滤池所具有的生物过滤的作用进一步降低浊度与去除水中的有机物。但由于其占地面积问题不如活性炭滤池应用普遍。有的国家是把水送入地下进行天然过滤，然后再抽上来利用。
　　国外臭氧活性炭过滤深度处理，在欧洲、日本等许多国家采用普遍。美国也在开始推广。国内深圳为了改善水库水质建设了国内规模最大的生物预处理装置。北京为了改善水质，在水厂设置了臭氧活性炭过滤工艺。增加深度处理需要投入和实施的时间。因此在采用深度处理的同时，仍然需要加强常规处理工艺。
　　对常规水处理工艺的加强与改进方面主要：
　　（1）混凝药剂的改进：在水处理构筑物建成之后，要改进水处理的效果，其主要的一个措施是改进和应用高效能的混凝药剂和助凝药剂。
　　由于技术的进步，目前高分子助凝剂的应用已是日益广泛。因为应用了高分子助凝剂可以减少絮凝剂的用量，这样不但可以使沉淀水的浊度改善，而且减少了水厂污泥的产出量，降低了污泥处理的成本。最近天津水司对应用高分子助凝剂处理含藻水进行了应用研究，并在1999年用于生产，有很好的效果。
　　（2）消毒药剂的改进：常用的消毒药剂是氯。但用氯消毒，当源水含有机物时，可生成氯消毒的副产物，对人体有致癌的危险。另外用氯对于灭杀隐性孢子虫需要很大的剂量和长的作用时间，但用臭氧消毒是有效的。因此，国外臭氧应用替代一部分氯已是趋势。
　　由于输配水的需要，希望水厂供出的自来水要保持一定的剩余氯。因此，有的水厂采用二氧化氯做为消毒剂。
　　目前，国内只有北京等1－2个城市试验应用臭氧，尚未普遍。
　　（3）膜过滤：让水经过有微孔的滤膜进行过滤代替传统的煤砂滤料滤池，其可以滤除水中的悬浮物和细菌及病毒，滤后水质好。随着技术的进步和膜成本的下降，膜过滤技术将会有更多的生产应用范围。现在国外膜过滤水厂的数量在增加，但规模较小，国内基本尚未在城市水厂应用。
3. 水厂运营管理
　　（1）国外的水厂已基本实现了：建立完整的水质在线连续监测系统，应用各种可靠的水质分析仪器仪表，实现对源水、处理过程中的水和处理后的水进行连续监测。
　　（2）应用计算机进行运营的监控和管理。
　　为了保证处理后的水质和达到科学管理和降低运营成本的目的，国外普遍应用计算机对水厂自动控制和管理。生产运行人员很少，但能够自动保障水厂在安全经济条件下运营。
　　目前国内许多城市水厂均采用了计算机监控系统，运营水平较低。

三、输配水管网系统

1. 系统的运行管理
　　（1）供水系统的调度运营：
　　国外的供水系统调度运营普遍利用计算机系统完成。这一系统称为数据采集和监控系统。其功能是可以通过遥讯系统，把应保证的供水系统的关键点的实际压力值遥测采集到调度中心。然后利用计算机进行计算、进行预测和决策。然后遥控调整水厂的供水（或控制阀门），以使供水系统的关键点达到要求的水质、水量保证值。同时在供水系统发生，如爆管、漏水等事故时，其可以自动地进行分析做出合理的处理决策，可以保证供水系统安全、经济的运营。
　　（2）供水系统信息资料计算机系统（或称GIS系统）
　　供水系统管网的图纸及全部信息资料包括：管径、管材、铺设年限、地质状况、维修、更新记录等等全部储存在计算机。便利调度运营人员、外勤、管网修理和用户服务人员及规划管理人员利用。
　　（3）供水管网模型的建立和应用
　　为了便于供水系统的实时调度需求，满足管网管理（更新、改进和管网水质控制）的需要，国外一般均建立了实际管网系统的模型，应用模型可以实时进行水量预测、运行分析、计算，帮助供水调度进行决策和制定更新、改造的计划。
　　目前国内这方面尚处于起步的阶段，上海市自来水公司正在利用世界银行的贷款进行以上三项改造，尚未全部完成。北京市也在开始起步。
2. 管网的维护与运营
　　（1）漏水的探查
　　地下供水管网因受环境条件、施工质量、管材质量、埋设年限和工作状况各方面的影响，会出现漏水，而其中有些是隐藏在地下，不能直接人为发现。为了降低漏水所造成的经济损失，往往需要由专门的漏水探查人员利用漏水探测仪器进行管道漏水探查。而后加以修复解决。
　　因为埋设在道路上的管道受交通和噪音的干扰，一般不在白天进行检漏，多是安排在夜间进行漏水探查作业。为了减少大量漏水探查人员的消耗，现在国外有可以直接安装在管道上的漏水声音探测记录装置，可以在管道发生漏水时自动记录下来，并可以发出无线信号，由现场采集巡回车辆接受探测装置发回的信息。管理人员可以根据所采集的信息发现有漏水现象的地点，加以解决。
　　（2）新管道材料的应用
　　国外主要是广泛应用中、高密度聚乙烯（PE管材）管做为输、配水管道的材料。目前国内PE管材应用尚处于起步，配套的管件品种规格较少。这种管材的优点是输水阻力小、不结垢，使管网水质有保证。
　　（3）管道更新施工技术
　　埋设年代久远的地下水管道，因管材腐蚀、漏水等原因需要更新，但又因为地面交通等原因，不能开挖路面重新更新旧有管道时，国外许多是在原管位上进行更新。
　　（a）在输送量允许之下，把原来老管经过内部清理之后，用口径稍小的聚乙烯管穿入原铺设的管内形成新管，用新管做为输配水管利用。由于聚乙烯管内壁光滑阻力小，所以虽然新管比原管的口径小，但输水量仍能够保持原管的输水量。
　　（b）另外也有用水泥砂浆、高分子涂料或聚乙烯套衬等涂衬在原水管的内壁，恢复原管的内壁光洁，满足输水要求，而不是穿入新管的方法。
　　（c）如果在采用以上的老管内穿管或涂衬的方法不能满足输水能力时，也能利用将老管胀破后再穿入和原管同直径的新管的更新方法。
　　（4）施工维护装备水平
　　国外设备装备水平高于国内，尤其是在无沟施工技术装备方面。

四、收费和用户服务

1. 用水的计量和收费
　　（1）水的计量：一般用户是由水表进行计量，然后根据实际用水量进行收费。传统的读验水表的工作是由人来进行。为了减少读验水表的人员，提高效率和效益，现在有的国外公司开始应用能发出无线讯号的水表，可以由移动的汽车去采集水表的用水量讯号，而不需要再到每个用户去直接读表采集用户的用水量。
　　此外，也有的自来水公司采用预付费的IC卡水表系统，让用户到自来水公司预先购水，然后将购水的数量输入用户家中的智能单元，便可以用水，当所购水量接近耗尽时，智能单元会向用户发出警示，提醒用户再去购水。
　　这种预付费水表系统和传统的先用水后验表收费的方式不同。可以达到减少到用户验读水表的工作。
　　目前，国内基本上是传统的读验水表方式。个别城市在试用远传集中验读水表方式或预付费的IC卡水表系统。天津市现在也开始了预付费IC卡水表系统的应用，但范围很小。
　　（2）水费核收
　　目前国外的用水量经读表取得耗水量之后的数据是输入计算机，然后统计、核算、开出收费单据寄给用户，用户支付的支票汇总转入银行等全部操作在计算机系统上进行。
　　国内及天津的情况基本相同，做到应用微机系统进行用户水量核收工作，派员收费和银行代收结合进行水费的收取。和国外的水平相比较有一定程度的差距。
2. 用户服务
　　为了搞好用户服务、满足用户需求，发达国家的供水企业均有服务中心，利用电话直接处理用户的各种问题，包括：用水、水质、水费等等。服务中心电话对供水问题是采用24小时服务，对于有关水费问题不分节假日工作。例如英国约克郡水务公司的服务中心有125条线路、75个人员工作，日受话量达2000个。
　　目前国内几个大的水司已建立了服务电话热线网络。天津也建立了供水服务的热线。但是规模和业务范围和范围水平不如发达国家的供水企业。

五、企业的现代化管理

　　发达国家的供水企业的现代化管理，特别是在计算机应用的范围、程度和计算机系统网络的设立比国内先进很多。国内外差距很大。国外企业从规划、计划的制定到生产运营的实施和执行中的各方面统计、分析全面的应用计算机，以实现企业的科学管理和高效运营。
　　汇总以上各方面的情况，基本可以表明我们和国外的供水企业相比仍有相当的差距。需要我们在进入21世纪后，加大人力、物力投入，加快技术进步的步伐，以便更好地适应城市及其经济发展的需求。