关于推行城市直饮净水工程的探讨

段焕丰
（同济大学 环境科学与工程学院，上海 200092）

　　摘要 随着城市生活水平的不断提高，人们对用水的需求及水质要求日益增加，特别是饮用水，人们越来越要求使用到直接饮用净水，以提高他们的生活质量水平。对此，许多大中城市正逐步试点实施直饮净水工程，以满足人们的各种用水的高质量要求。本文探讨了在城市实行直饮净水工程过程中有关技术上的可行性和可靠性；并且对于国内管网供水现状条件下，推行直饮净水工程存在的问题和解决对策作了理论上的技术分析；同时，对直饮净水工程在可行性条件下也进行了经济效益和风险分析。
　　关键字 直饮净水工程 供水现状 经济效益 风险分析

Technical discussion about the generalization of city direct drinking water project

Duan Huanfeng
(School of Environmental Science and Engineering, Tongji University, Shanghai 200092)

Abstract: The demand for water and water quality increases day by day with improvement of living level in city, especially for drinking water. People in city more and more like to use direct drinking water for improving their living quality level, and many large or medium cities are trying to generalize the direct drinking water project to satisfy citizens’ demands for all kinds of high quality water. This paper discusses the feasibility and reliability on its technology during the generalization of city direct drinking water project, and analyzes technically problems existing in that process and countermeasures theoretically according to the actuality of water-supply interiorly. Meanwhile, it also discusses the economic benefits and venture analysis on the condition of feasibility for that project.
Key words: Direct drinking water project Actuality of water-supply 　Economic benefits Venture analysis

1 背景与现状分析

　　水是人类赖以生存的基础，而水质则是人们健康的保证。随着生活水平越来越高，普通的自来水逐渐不能满足人们对水质与健康的要求，人们越来越关注水质特别是饮用水质。自1998年3月上海市锦华小区第一个管道直饮水工程建成以后，人们开始认同并推行直饮水。上海、香港、深圳、广州、杭州、北京等地纷纷推行或试点直饮净水工程并取得了一定的成效。
　　目前国内供水状况有着共同性的问题，表现为城市水资源短缺、地面水污染严重、生产工艺落后、城市设施老化以及水压偏低等。如上海，尽管水源丰富，但是出现水质型缺水，并提出了在2010年全面实行直饮水目标；香港实行两套供水管网系统分质供水，并且把用水量与用户利益挂钩，采用用水单价随用水量增加而提高的政策，以鼓励节水；广州、北京等地也正在试点实施城市直饮水工程及其改造工程。
　　国外特别是欧美国家的城市供水系统供应的水都是可饮用的优质水。其原水一般都经过预沉淀，水厂处理工艺采用（预处理+常规处理+深度处理+消毒），管网水质采用水浊度、余氯、PH和细菌四大指标，另外在管材、自动化等方面都比国内有所先进。而国内的水质指标也与国外有相当差距，须逐步改进完善。
　　尽管国内与国外特别是发达的欧美国家相比，从技术和经济现状上都有相当一段差距，但是，随着人们综合素质和观念的提高，在国内实施饮用净水工程也是必要的，并且具有一定的可行性和可靠性。特别是在几个城区实行饮用净水工程试点成功以后，这就更加增加了这方面的经验以及加快了该工程的发展。推行城市饮用净水工程的可行性和可靠性可以从以下的几个技术方面来探讨。

2 关于自来水能否直饮的问题

　　推行直饮水的首要问题是要能够说服人们去大胆使用直饮水。原则上讲，符合标准的自来水都可以直接饮用，我们应该倡导大家使用直饮水。但是，在向广大用户宣传或引导直饮前，需要对直饮的做出技术上的风险分析。这种风险主要体现在水中的微生物安全。特别是近些年，由于饮用水而引起的流行疾病事例很多，已引起了广大用户和专家们的注意。水中致病的主要是原生动物，而这些原生动物中又主要是贾第鞭毛虫及隐孢子虫的危害。这也是推行直饮水时水厂的主要难点。近年来各国专家用常规处理工艺及各种消毒剂去除隐孢子虫作了大量研究，许多国家特别是美国日本这些发达国家对出厂水浊度提出了严格的要求并在必要情况下用臭氧、二氧化氯或紫外消毒以控制这些原生动物。由此，我们可以根据这些国家的已有经验，加强对这些不利因素的控制；同时，对城市管网作彻底的管网分离和定期冲洗，防止含粪便的污染物进入配水管网系统以及尽量降低管网水中色、铁、锰、浊度、某些微生物和其他杂质浓度。在充分做好这些工作的情况下，我们就可以以保证供水水质来推行城市直饮水工程，使广大市民能够用到高质水。

3 我国推行城市直饮净水工程在供水现状中存在的问题

　　在国内供水现状条件下，推行城市直饮净水工程将受到很多因素的影响，并且会存在不少的问题，主要有：
　　首先是在水厂方面。直饮水的首要问题是保证水质，而水厂水源多数很难达到预想的标准；出厂水质由于受到处理方法和工艺方面的限制也与饮用净水水质标准有些差距；并且在水厂生产能力维持不变的情况下，随着供水量的增加，特别是在城市用水量达到高峰时，水厂将会超负荷运行。这些都为实行城市直饮净水带来很大阻力。
　　其次是城市供水管网系统方面。直饮净水将直接关系到人们的身体健康问题，所以在输水过程中，输水管的管材将是重要因素之一，目前条件下，多数城市仍然存在一部分老旧的管道，是否对其改造是实行直饮净水的重要因素；另外，管网系统中的水质与水压监测系统、信息管理系统（GIS）、管道施工、冲洗和爆漏抢修、管网运行方式等都对实行直饮净水工程有很大的影响。
　　再者就是用户管网与二次供水问题。与上面输水管网一样，用户的配水管网的材质也是很重要的影响因素；二次供水问题也同样是要解决的重要问题之一，而现有的二次供水技术标准也有待进一步完善。
　　另外就是供水管理与法规方面。目前状态下，很多情况是供水监督与管理职能不分，行业管理也有待规范化，水价政策不合理等，特别是对于分区供水，其供水成本与水价以及公平性之间存在一系列矛盾。
　　上述这些问题都是现状中存在的并且是实行城市饮用净水工程所要解决的难题。推行该工程结果的优劣与这些问题解决的程度将会有很大的关系。

4 解决对策

　　针对上述现状中的问题，就目前城市饮用净水的试点工程方案来说，主要就是解决其中的主要问题。
　　对于水厂的出水水质保证，从处理方法与工艺以及水源保护的角度出发，实行在水厂外的水源保护法规与政策，在水厂内实行水的深度处理相结合，争取引进国外一些先进的技术方法，实现饮用净水的水质目标；对于管网系统，就目前已有的管网现状来说，最理想的就是在原来已有管道的基础上，新建一套优质（管材）管网系统，以使用两套管网系统实行分质供水，同时，最大程度上实现自动化控制与优化调度，管网采用环状网供水，并且对流速过低存在死水区的地方进行实时连续监测以保证水质。
　　对于用户供水方式及其二次供水问题，包括有二次加压泵站的改造，水箱的改造，水池的改造等方面，按供水方式的不同，其改造可采取如下几种方案：
4.1 直接给水方式（不设加压和储水设备）
　　如图1（a）所示的直接给水方式，当城市供水水压下降或者停水时，室内水易发生倒流，从而造成污染。此时，可以增加逆流防止器如图1（b）所示。

4.2 单设水箱的给水方式
　　如图2（a）、（b）所示的单设水箱的给水方式易引起二次污染，其改造方案可有两种：（1） 逐步取消屋顶水箱；（2） 全面取消屋顶水箱。改造后分别如下图3（a）、（b）所示：

4.3 水池改造
　　城市中的一些高层建筑或者大型建筑及公共设施用水量较大并需要进行压力提升时，在其底部一般设有水池和提升泵站，以便在不同用水时的调节供水量和水压。但是，设置这些水池也会带来很多的问题，如浪费市政管网中的压力能量、二次污染、管理不便等等，特别是供应水质较高的饮用净水是更为突出。因此，有些水池有必要进行改造。其改造方案可有：（1）直接水泵供水，取消水池；（2）改造水池。对于第一种方案来说，可设变频调速无负压水泵来供水，这对于用水量变化不是很大时较为适用，其供水示意图如下图4所示；对于第二种方案来说，对一些较为特殊的用水单位，其用水是变化系数很大，继续保留水池供水调节供水量，但是需对水池进行清理，并且平时进行严格管理，以保证水质。对某些用水单位在条件允许的情况下，可将水池更换成封闭水塔，如下图5所示，这样，既充分利用了市政管网的余压，不造成能量浪费，而且可以尽可能减少二次污染。

5 经济效益与风险分析及其对策

5.1 用户效益分析
　　在未实施饮用净水工程以前，每户每月消费4桶纯净水（以每户3人计），每桶纯净水按10元计，共40元，用水约20吨左右，按每吨1.0元计，约25元，每月消费水费共计约60元。而在实施饮用净水工程后，按照规划，该用户使用饮用净水，每月约20吨左右，其费用基本同上，但是，由于生活用水直接影响人体健康途径多，不仅是饮用水，还包括洗涤、淋浴用水等，并且饮用、烹饪、洗涤等用水占70%左右，这样，不仅保证了饮水安全而且保证淋浴、洗漱等生活用水安全，大大提高了人们的生活品质，有益健康。所以，从用户的效益角度，实施城市饮用净水工程是必要、可行的。
5.2 风险分析
　　无论什么工程，都要承担一定的风险，饮用净水工程也不例外。该工程的主要风险因素包括：资金筹措风险，水厂投资回报风险，水厂水源水质下降风险，水厂工艺处理过程中承受气候、水量、原水水质变化冲击而致水质下降风险，爆管风险，二次污染风险等等。
5.3 对策
　　上述这些风险因素中任何一个因素都能影响到该工程的可行性，所以要实施饮用净水工程，就得先解决好这些问题。从目前城市现状来说，一些较大城市还是有能力解决这些问题的，资金上可以通过政府拨款和从银行贷款来实现，水源水质可以通过相关政策来提高市民素质并保护水源，水厂可以设调节水池来缓冲水量及气候等因素的变化冲击，而爆管和二次污染问题则可以通过更换旧管和改造城市管网（如上文所述措施）来降低风险。所以，从这些方面和角度来说，大中城市推行饮用净水工程是可行的，并且也有一定的可靠性。

6 国内实例介绍

6.1 实例一
　　北京市最大规模的自来水户内管线改造工程即北京奥运“直饮水”第二阶段工程已经启动。目前，北京市自来水厂的出厂水质量已经优于国家标准，但由于市内部分供水管线生锈，使得进入居民家中的自来水水质出现不同程度的下降。这次改造城市供水管线的目的，就是解决“直饮水”工程的关键环节——老旧管线的二次污染问题，以便如期实现2008年以前，北京居民喝上“直饮水”的目标。据了解，这次工程采用了当前最为先进的镀锌技术对供水管道进行防腐处理，这项技术可以在不破坏墙面、路面和建筑装潢的情况下，对管道内壁进行除锈，而且可以自动寻找只有针眼大小的渗漏。
6.2 实例二
　　广州将投资４７亿元建设直饮水工程，使市民拧开水龙头就能喝上符合卫生标准的饮用水。工程计划到２０１９年全面完成。目前，广州在中心城区的几个区内实行试点工程，将对这些区域内的部分管道进行改造，其一期工程中管网改造投资就达2亿多，而提供一期供水的南洲水厂深度处理投资亦近3亿。在不久，广州将有近1/3市民能够享用到直饮净水。
6.3 实例三
　　全国一次建设规模较大的管道直饮水工程近日在东营市经济适用房小区开工建设。据介绍，这项工艺就是利用自来水在密封的管道中通过砂碳过滤、纳滤、臭氧消毒等多道生产工序，经过再加压后通过管道直接进入居民家中，生产的纯净水干净新鲜，质量不会有问题。工程完工后，居民在家中只要拧开水龙头，直接就可饮用。 东营市经济适用房小区管道直饮水工程总建筑面积211.87万平方米，总规划10542户，是目前全国范围内饮用水区域较大、饮用水用户较多的一项直饮水工程。

7 结语

　　从上述分析可以看出，推行城市饮用净水工程不仅仅是现代生活条件的需求，而且从技术上是可行的。但是，由于该工程在我国尚处于试点实行阶段，较其他国家起步晚，技术上没有其他国家成熟，所以，在实际实施过程中，还需根据国外已有经验并充分考虑各城市的规模和经济条件，以逐步扩大发展饮用净水工程的推行力度和范围。

参考文献：

[1] Guidelines for drinking-water quality
[2] Benefits and costs of the IESWTR JAWWA 1994.9.4
[3] Cryptosporidium-a reasonable risk WATER 21 2000.8
[4] 如何评价城市自来水的水质　宋仁元，沈大年 2003

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作者：段焕丰(1982.9—)，男，安徽安庆人，同济大学环境科学与工程学院　 邮编：200433

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