（市政工程专业论文）城市二次供水系统改造方案的研究.pdf

摘要 摘要 本课题以城市二次供水系统的优化改造为目标，系统地分析了二次供水水质污 染现状、原因及改造的方式，并用模糊综合评价对改造方式进行了综合评价，并进 行案例分析。 首先，笔者从二次供水系统运行现状出发，通过对我国城市二次供水水质状况 的调研分析，总结出二次供水水质污染的原因及相关影响因素。 第二，根据二次供水水质污染的原因，对各个二次供水系统环节改造提出对策， 并提出了五种二次供水系统改造方式。 第三，由于各种二次供水改造方式受到经济、技术以及社会环境的影响，而且 其中有些影响因素无法进行定量描述，使得在选择改造方式时难以抉择，为了解决 这些网难，笔者采用模糊综合评价法综合评价各改造方式的优劣，从而为工程中改 造方式的选择提供了一定的指导作用。 最后，在上述研究成果的基础之上，以南方某市的二次供水系统改造为例，论 文介绍了二次供水改造方案的选择。 总之，二次供水系统的改造问题是一个庞大而又复杂的问题，因而在实际工程 中，将受到各方面因素的影响和制约，所以，如何经济可行地选用城市二次供水改 造方案，保证终端用户的水质安全至关重要。本课题着重从理论与实际结合的角度 出发研究，使得研究更加符合于实际现状的应用。 关键词：二次供水，水质污染原因，改造方式，模糊综合评价 a b s t r a c t w i t ht h ea i mo fo p t i m a lr e n o v a t i o no fc i t ys e c o n d a r yw a t e rs u p p l ys y s t e m s ，t h i s p a p e ra n a l y z e dw a t e rp o l l u t i o na c t u a l i t y , c a u s e sa n d r e n o v a t i o ns c h e m e so fs e c o n d a r y w a t e r - s u p p l y ，s y s t e m i c a l l y t h e n ，f u z z yc o m p r e h e n s i v e e v a l u a t i o ni su s e dt ov a l u e r e n o v a t i o ns c h e m e s a n dl a s tat y p i c a le x a m p l ei st a k e nf o rs e l e c t i n gs c h e m e s f i r s t ，s t a r t i n gw i t hr u n n i n ga c t u a l i t yo fs e c o n d a r yw a t e rs u p p l ys y s t e m s ，b y a n a l y s i so ft h ew a t e rq u a l i t ya c t u a l i t y , t h ea u t h o rs u m m a r i z e dc a u s e sa n dm u t u a l i n f l u e n c e s s e c o n d ，a c c o r d i n gt o w a t e rp o l l u t i o nc a u s e so fs e c o n d a r yw a t e rs u p p l y , r e n o v a t i o nm e t h o d so fe v e r yl i n ko fs e c o n d a r yw a t e rs u p p l ys y s t e ma r ep r e s e n t e d a n df i v er e n o v a t i o ns c h e m e sh a v eb e e nb r o u g h tf o r w a r d t h i r db e c a u s er e n o v a t i o ns c h e m e sa r ei n f l u e n c e db ye c o n o m y , t e c h n o l o g ya n d s o c i a le n v i r o n m e n t ，a n ds o m eo ft h e s ec a n tb ed e s c r i b e dq u a n t i 矗c a t i o n a l l y i t s d i f f i c u l tt os e l e c t i no r d e rt or e s o l v et h e s ed i f f i c u l t i e s ，t h ea u t h o r u s e sf u z z y c o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o nt oe v a l u a t et h e s es c h e m e s i td i r e c t ss e l e c t i n gr e n o v a t i o n m e t h o d si ne n g i n e e r i n g l a s t o nb a s eo fs t u d i e s ，t a k es o u t hc i t yo fc h i n aa sas a m p l e ，t h i sp a p e r i n t r o d u c e st h ew a yo fs e l e c t i n gr e n o v a t i o ns c h e m e s a saw o r d ，t h ep r o p l e mo fr e c o n s t r u c t i o no fs e c o n d a r yw a t e rs u p p l yi sh u g ea n d c o m p l i c a t e d s oi t si n f l u e n c e da n dl i m i t e db ym a n yf a c t o r si ne n g i n e e r i n g s o ，h o w t oe c o n o m i c a l l ya n df e a s i b l e l ys e l e c tr e n o v a t i o ns c h e m e so ft h ec i t ys e c o n d a r yw a t e r s u p p l ys y s t e mt os e c u r et h et e r m i n a lw a t e rq u a li t yi sv e r yi m p o r t a n t b a s e o np u r p u s e ， t h i sp a p e re m p h a s i z e sc o m b i n i n gt h e o r yw i t hr e a l i t yt om a k et h es t u d ym o r ea g r e e w i t ha c t u a la p p l i c a t i o n k e yw o r d s ：s e c o n d a r yw a t e rs u p p l y ，c a u s e so fw a t e rp o l l u t i o n ，r e n o v a t i o ns c h e m e s ， f u z z yc o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o n 同济大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行 研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文 的研究成果不包含任何他人创作的、己公开发表或者没有公开发表的 作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集 体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任 由本人承担。 学位论文作者签名：筇玲 1 年3 月形日 学位论文版权使用授权书 本入完全了解同济大学关于收集、保存、使用学位论文的规定， 同意如下各项内容：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版 本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、 扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供目录检索以及提供 本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有 关部门或者机构送交论文的复印件和电子版；在不以赢利为目的的前 提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。 学位论文作者签名：劫、沦 姗7 年3 月6 日 第1 章绪论 第1 章绪论 1 1项目的目的和意义 二次供水，是指用水单位将城市公共供水或者自建设施供水，经贮存、加压 或深度处理和消毒后，由供水管道或专用管道向用户供水【。二次供水设施是指 为保障二次供水水质、水压而设置水箱、消毒设备、气压罐，阀门、水泵机组及 电控柜等f 捌。 随着社会经济的发展以及人们生产生活要求的提高，建筑业得到迅猛发展， 建筑给水排水工程在短短的几十年里，由简单的室内卫生工程发展到高层大型综 合给排水消防系统，其工艺和建筑设备的水平达到较高的程度，人们生活舒适程 度不断提高。然而随之而来的是关于饮用水污染的情况同益增多，其中二次供水 系统的问题尤其突出。据有关资料表明，1 9 9 6 年我国各自来水厂的出厂水各项 水质指标的平均值符合现行生活饮用水卫生指标，平均总合格率为9 9 3 9 ，其 中浊度、细菌总数、总大肠菌群和游离余氯量四项指标全年综合合格率平均值达 9 8 7 3 ，而管网水中浊度、细菌总数、总大肠菌群和游离余氯量四项指标全年综 合合格率平均值仅9 5 6 8 ，较出厂水降低1 3 j 。二次供水系统四项指标全年综合 合格率平均值则为8 3 8 1 ，与出厂水相比，水质明显下降，后两项指标平均值 已不符合标准要求，可见二次供水系统中的水质污染情况更为严重。据报道，北 方某大城市在1 9 9 0 1 9 9 8 年所发生了2 9 起二次供水污染事件，二次供水污染集 中发生在7 9 月，占总二次污染事故的1 2 。2 0 0 1 年对南方某城市5 0 0 个水箱的 抽查结果表明，水箱饮用水总合格率在9 0 以上；但居民自己送检的水样，合 格率仅为7 5 ；居民前来投诉的水样，1 0 0 水检不合格。在经济发达国家，二 次供水系统水质污染也时有发生，掘美国1 9 9 2 年的一项调查报告中表明，在美 国5 8 6 6 6 个供水系统中，约有1 6 2 8 4 个存在不同程度的水质不合格，其中由二次 供水系统污染造成的约占9 5 以上。据世界卫生组织统计，全球每天约有2 5 0 0 人死于与饮水相关的疾病，其污染仍以生物学原因为主。发达国家如美国生物性 污染水疾病暴发事故发生率高达8 9 9 ，发病人群1 0 万余众。发展中国家更为 严重，每年仅死于生物性污染的饮水所致腹泻病的儿章高达6 0 0 万人。1 9 8 1 至 1 9 9 9 年问“全国饮水污染事故案例选编 中的1 1 0 起案例中，因市政供水系统 发生的污染事故比例高达近5 5 ，其中生物性污染占6 7 3 ，配水环节生物性污 染所致的高达5 0 9 。据调查，配水环节污染途径主要与配水管线老化、渗漏率 高，尤其是某些二次供水溢流管设施不合理，导致生物性污染源侵入等有关。随 着经济的发展，二次供水单位愈束愈多，仍然存在着上述问题。 饮用水在输送蓄贮加压过程中出现的水质污染，对人体健康与安全造成的危 第1 章绪论 害是巨大的，特别是2 0 0 3 和2 0 0 4 年世界范围爆发了两次流行病，而病菌又很容 易依靠水系统传播，使部分人们对饮用水产生了心理恐慌和压力。随着人们生活 水平不断提高，对生活饮用水的水质越来越重视。我国在2 0 0 3 年4 月1 5 日颁布 的建筑给水排水设计规范，特别强调了生活饮用水的水质防护。建设部在2 0 0 5 年6 月1 日执行的城市供水水质标准规定，水质合格是指用户水龙头出水 合格。卫生部于2 0 0 6 年也出台了新的生活饮用水卫生规范( g b 5 7 4 9 - 2 0 0 6 ) ， 对饮用水的水质提出了更高的要求。因此，改造二次供水设施，预防水质二次污 染，是一个亟待解决的问题。 目前，二次供水设施改造已列为国家重点改造项目之一。本研究课题开展的 目的是解决各大城市面临的二次供水设旌改造难问题，如何经济可行地选用城市 二次供水改造方案，保证终端用户的水质安全。本课题着重从理论与实际结合的 角度出发研究，使得研究更加符合于实际现状的应用。 1 2 研究的主要内容 城市二次供水改造是一项巨大而复杂的项目，建筑的种类不同、地理位置不 同同、市政管网压力的不同、水质污染的原因不同，改造的方式也不同，从而， 所需的改造费用也就不同。故改造客观条件决定于水厂供水区域的建筑层次及比 重，地面标高的变化，用水变化情况以及供水距离等因素，应因地制宜确定，不 宜套用普遍适用的方案。合理选用二次供水的实质是，在保证各层建筑均能供水 的前提下，研究用什么二次供水方案、应用到什么程度，并在技术经济上是最合 理的或优化的l 剞。那么究竟如何使目前的不合理的二次供水经改造后趋于合理 呢? 为了解决这个问题，本文的研究内容如下： ( 1 ) 分析二次供水水质污染的原因 查阅文献，尽量对供水系统进行分解并对供水系统的各个环节产生二次污染 的原因进行分析，包括管道系统、二次加压设施、水箱水池、用户等，对二次供 水环节中各设施为其达到新水质标准作出适应性分析，以便于找出更适合的改造 方式。 ( 2 ) 分析二次供水系统改造的方式 根据二次供水水质污染的原因，提出二次供水系统的改造方式。 ( 3 ) 模糊综合评价二次供水系统的改造方式 由于二次供水系统的改造受到很多种因素的影响，其中包括经济因素、技术 因素、社会环境因素等，而且，很多影响因素无法定量的描述，那么如何在经济 因素、技术因素、社会环境因素的约束下，找到最优的改造方式呢? 本文选用模 糊综合评价对二次供水系统改造的方式进行综合评判。 笫1 章绪论 ( 4 ) 案例分析 以广州市中心城区的二次供水改造作为案例，对供水系统二次污染及改造方 式进行分析，对改造方案进行模糊综合评价，最后定出最优改造方案。 通过对以上内容的研究，将从理论上解决二次供水改造难问题，为各大城市 二次供水设施改造的实施提供建议和借鉴。 1 3 研究的技术路线 图1 1 研究技术路线 3 第2 章田内外城市供水现状及发展 第2 章国内外城市供水现状及发展 2 1 国内外水质标准 2 2 1 国内水质标准 我国国家执行的生活饮用水卫生标准自1 9 5 0 年颁布后，应时代的发展 和人民的需要，不断增加或调整检测指标及其限值，历经六次修订，借鉴国内外 水质标准，结合中国国情，2 0 0 6 年形成了现行的生活饮用水卫生标准 ( g b 5 7 4 9 2 0 0 6 ) ，包含检测项目1 0 6 项。历次修订情况见表2 1 。 表2 1 饮用水卫生标准历次修订情况表 年份 项目 1 9 5 01 9 5 51 9 5 61 9 7 91 9 7 61 9 8 52 0 0 6 总项目1 6 1 61 81 72 3 3 51 0 6 感观及化学 1 1 9l l1 01 21 52 0 其毒理学244481 57 4 中细菌学3333331 0 放射性 22 0 6 年生活饮用水卫生标准和8 5 年生活饮用水卫生标准相比，更加 的完善，有较大的进步，表现在：微生物指标由2 项增至6 项，增加了大肠埃希 氏菌、耐热大肠菌群、贾第鞭毛虫和隐孢子虫；饮用水消毒剂由1 项增至4 项， 增加了一氯胺、臭氧、二氧化氯；毒理指标中无机化合物由1 0 项增至2 1 项， 增加了溴酸盐、亚氯酸盐、氯酸盐、锑、钡、铍、硼、钼、镍、铊、氯化氰；毒 理指标中有机化合物出5 项增至5 3 项，包括微囊藻毒素l r 、消毒副产物等； 感官性状和一般化学指标由1 5 项增至2 0 项，增加了耗氧量、氨氮、硫化物、 钠、铝。并提高了总大肠杆菌群、砷、镉、铅、硝酸盐、四氯化碳、浑浊度的限 值1 5 l o 随着对水中污染物认识、对水质要求的不断提高，人们丌始寻求提高水质的 各种手段，如瓶装水、桶状水、小区分质供水等等。为了规范分质供水的水质， 切实保障饮用水安全，建设部从2 0 0 0 年3 月1 同起颁布实施饮用净水水质标 准( c j 9 4 - - 1 9 9 9 ) 。1 9 9 3 年国家建设部组织制定了城市供水行业2 0 0 0 年技 术进度发展规划，明确规定一级水司的指标以欧盟e c 的水质指令为准，结合 我国的具体情况加以调整，在2 0 1 0 年达到8 8 项水质标准。该规划的提出对促进 水质标准的提高和检测能力的发展起到重要作用。目前广州市自来水公司的检测 能力已达8 9 项，其中包扩a m e s 致突变试验。 4 第2 章固内外城市供水现状及发展 由我国水质标准发展的历程来看，水质指标的发展是与当时的社会状况相适 应的，呈现出多样化、严格化的趋势。 8 0 年代国内水源水水质优良，污染较轻，为此8 5 年实施的生活饮用水卫 生标准与国外水质标准的差别主要是在缺少有机污染物、微囊澡毒素、孢子虫 等项目上，这是切合当时的供水实际的。目前，水源污染加重，水中成分变得复 杂，特别是一些微量物质，含量极小难以去除，对人体健康的影响非常大，在这 种情况下，人们迫切要求出台符合当前国内给水实际的严格的水质标准；但是我 们应该看到水质标准指标的增长并不是无休止的，一味的增加指标可能导致净水 成本过高，不符合国情，而且，国外有些指标对于国内并没有实际的意义，很多 指标因为仪器、人员素质、管理等各种因素不具备技术可行性。 如何寻找合理的可行的指标，并研究如何加以实现，最终确保供水安全和人 民健康，才是制定给水水质标准的宗旨和目的。2 0 0 1 年卫生部公布的生活饮 用水卫生规范和0 6 年生活饮用水卫生标准已经在探索中国特色的水质标 准的道路上迈出关键的一步。 综上所述，在今后的工作中，应加强制定和修订水质标准的体系的制度化建 设，使水质标准的修订和调整规范化、经常化，能及时吸收先进的研究技术和成 果，符合时代发展的要求，使水质标准具有生命力和活力。 2 2 2 国外水质标准 在本节中将详细介绍比较有代表性的w h o 的饮用水卫生准则、美国的 国家饮用水基本规则及欧盟( e c ) 的饮用水水质指令，简要介绍其他 国家的饮用水水质标准。 世界卫生组织1 9 8 4 年制定的饮用水卫生准则列出指标共6 1 项，1 9 9 3 年修改后的准则列出指标1 3 5 项，其中9 8 项指标有指导值。 美国最早的饮用水水质标准是1 9 1 4 年颁靠公共卫生署饮用水水质标准， 该标准后来分别于1 9 2 5 年、1 9 4 2 年、1 9 4 6 年和1 9 6 2 年被修订和重新颁布，不 断完善，从丌始只有细菌学、感官性状和无机物方面的几项指标发展到包括化学 物质的2 8 项水质指标。1 9 7 4 年的安全饮用水法( s d w a ) 及其后国家饮 用水暂行基本规则增加的项目虽然不多，但实质内容有明显的变化：首先是关 于有机物项目的数量明显增加；其次提出了三卤甲烷指标，体现了对卤代产物， 特别是氯消毒副产物的关注；最为重要的是提出了对水质标准调整、修改、实施 的一系列措施，标志美国水质指标体系的建立进入了标准化、制度化的阶段。1 9 8 6 年安全饮用水法修正条款将国家饮用水暂行基本规则重新命名为国家 饮用水基本规则，其较大的特点有： 5 第2 章国内外城市f j e 水现状及发腱 1 对每一种被提出限定的污染物，要求提出最大污染物浓度( m c l ) ，最 大污染物浓度目标( m c l g ) 和最可行处理技术( b a t ) ，其中m c l 是强制性的，m c l g 是对r m c l 的重新定义； 2 国家环保局要于1 9 8 8 年完成公布第一个饮用水重点污染目录( d w p l ) ， 以后每隔三年更新一次； 3 1 9 9 0 年，应在第一个d w p l 中选出不少于2 5 种污染物进行规则制定， 1 9 9 3 年正式完成公布，以后每隔三年，从新的d w p l 中途出2 5 种污染 物进行有关的规则制定； 美国制定饮用水水质标准的历史和发展，基本上与人们对饮用水中污染物 的认识发展同步，美国饮用水水质标准在世界上是比较先进的，不仅仅体现在限 制性项目的数量和对水质指标的要求上，也体现在其水质标准的制定过程中。 欧盟( e c ) 的饮用水水质指令，共包含6 6 个指标，项目可分为微生物 参数、化学物质参数、指示参数3 个方面。该标准对色度、浊度、嗅味指标规定 为“用户可接受且无异常”。对铜和铁的含量标准比较严格。 同本国家饮用水水质标准与美国国家水质标准基本接近，水质标准基本能 保证自来水直接饮用，r 本地方根据自己的实际情况，制定有地方性的水质标准， 同本地方的水质标准要明显高于国家标准，如大阪市水道局饮用水的浊度为 0 0 加5 n t u ，而国家标准为2 n t u 。 2 2 国内城市供水情况 我国的城市供水事业，自1 8 7 9 年清政府在旅顺建成供水设施以来，至今已 有1 2 5 年的历史。特别是新中国建立后，城市供水事业得到了长足的发展，服务 人口从1 9 4 9 年的9 7 2 力- 发展到9 6 年统计的1 7 4 7 2 力，用水普及率达到9 5 ，为 人民的健康和社会的发展做出了巨大的贡献。 我国九十年代前，一般管径在d n 7 5 以下的采用镀锌钢管；管径在d n 8 0 一 d n 4 0 0 之i 、日j 采用灰铸铁管，少部分采用钢管、自应力钢筋砼管和预应力钢筋砼 管；管径在d n 4 5 0 - - d n6 0 0 之间的多采用狄铸铁管，少部分采用自应力钢筋砼 管和预应力钢筋砼管；管径在d n 7 0 0 - - d n l 0 0 0 之间采用狄铸铁管和预应力钢筋 砼管，少部分采用钢管和石棉水泥管；当管径大于d n l 0 0 0 时主要采用预应力钢 筋改管，少数采用钢管和狄铸铁管。 城市给水事业不断发展，各种矛盾凸现，遇到了很多共同性的困难。 1 城市水源短缺，面临严重的水源危机。1 9 9 6 年全国有3 3 0 个建制市不同 程度缺水，其中严重缺水1 0 8 个；在3 2 个百力人口以上的特大城市中， 有3 0 个长期受缺水的困扰。 6 第2 节困内外城i “f j i 水现状及发腱 2 地面水污染严重，据统计1 3 1 条流经城市的河流的统计中，属i 、i i 类 水体的有1 3 条；属i 类水体的4 6 条：属、v 类水体的为7 2 条，占到 5 4 9 。 3 生产工艺落后，供水水质偏低。现有城市水厂的工艺可以达到生活饮 用水卫生标准的规定，但与欧美国发达国家相比，水质偏低，不能满 足人们的要求。 4 城市设施老化。供水设备长期超负荷运行，供水管道老化，管道锈蚀， 供水保证率下降。 5 国内各大城市都己注意到给水工程出现的各种问题，根据自身的实际， 正在实际制定和采取各种措施解决给水危机。 2 2 1 上海 上海的水源主要是取自黄浦江上游和长江，总体上来说，可利用的水资源 较丰富。但是近年来，水源面临黄浦江的污染严重、三峡建库后长江水潮汐成潮 影响增大等问题，已面临水质性缺水。据1 9 9 6 年统计，上海2 6 项指标合格率为 9 6 2 6 ，未达到建设部第1 类水司的要求，主要的差距存在于：用黄浦江水源的 水厂的成品水感观性状较差，有明显氯酚味，色度较高，水质稳定性差，管道易 腐蚀，有时出现浑水、黄水。为了改善水质，上海提出在2 0 1 0 年给水水质达到 国际水质标准，全市实现直饮水的目标。 为了达到目标，上海制定一系列措施，j 下在为目标的实现进行努力，主要有： 1 加强水源保护，积极开发新水源。现上海正与黄浦江上游省份合作进行 黄浦江上游保护工程，确保黄浦江水质；加强长江口水源保护，积极寻 找最佳取水位置，用长江水逐步取代黄浦江水。 2 在现有水厂工艺基础上，增加深度处理工艺，提高出厂水水质。黄浦江 水源水厂的推荐工艺为：预臭氧化一常规处理一生物活性炭一氯- - 氧化 氯消毒；长江水源水厂的推荐工艺为：粉术活性炭一混合一反应一沉淀 一砂滤一二氧化氯消毒。 3 控制输配水系统的二次污染。上海尚有6 0 0 k m l 9 4 9 年以前敷设的旧管 道，1 9 6 8 年敷设的1 0 0 0 k m 管道均未涂水泥砂浆衬罩，上海市计划对这 些管道进行替换；结合城市建设规划，逐步对旧的不合格的管道进行替 换，对建筑物内的旧镀锌管也要逐步更换。为上海居民自来水生饮创造 条件，准备用3 5 年逐步实现地下管网的更新。市政道路上使用柔性接 口的球墨铸铁管，街坊内推行u p v c 塑料管。在上海城市供水管网更 新改造规划中还提出对管材和阀门的供货商进行有针对性的选择，组 7 第2 帝国内外城市供水现状及发腱 织专家对产品的质量、使用、价格和售后服务等方面综合评价，选择几 家工厂商，作为定点供货单位，确保工程质量。 4 水箱二次污染的控制，主要是建立专业管理机构，实行社会化统一管理， 在新建小区，减少屋顶水箱的使用。上海市自来水公司与上海师大生乐 物业管理公司签订“管水到户 协议，制水企业从水厂、管网到水箱龙 头进行一体化管理。 5 在实现生饮水工程前，鼓励小区直饮水工程、净水器、桶装水等因地制 宜的局部小范围的深度净化处理，以缓解水质矛盾。政府加强指导，在 规则与管理方面建立指导性框架。 6 组织进行经济效益等方面研究，建立合理的水价体系。 2 2 2 香港 香港位于广东珠江口东侧，总面积1 0 7 6 m 2 ，除香港岛和鸭利洲外，还有2 3 5 个海岛，其中最大的一个是大屿山。 香港现在采用两套供水系统供水i 引，一是提供饮用水的淡水系统，二是海水 供水系统，提供海水作冲厕用。据1 9 9 3 年数据，香港设旌能力为3 5 3 万m 3 i q ， 同均淡水消耗量2 4 6 力m 3 ，同最高耗量2 8 2 力m 3 ，同均海水耗量3 5 万m 3 。已( 注 册) 装水表用户2 0 0 多力家，供水人口6 0 0 力人口，普及率9 9 7 。 香港的原水主要来自以下三种途径：天然集雨区收集的雨水，处理后的海水， 广东提供的东江水。香港地区的水源水质为软性，人为污染较小，水质较优。 来自广东的和香港境内的原水在1 9 座水厂内处理后，输配到香港全境，其 化学成份和消毒效率都可达到世界卫生组织饮用水的标准。 香港的水价政策非常有特色，水价政策的制订是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，鼓励节约用水，每月免费供应给每户 为健康、卫生生活上必需的起码用水量，超过起码用水量的用水才收费。但是， 非住宅用水只采用单一的不分级收费制。 2 2 3 深圳 深圳是一个新兴的现代化城市，城市给水设施投入使用的年限都不长，在防 治管网二次污染方面，比老城市面临的难度小，但深圳市对防止二次污染方面确 保供水水质方面相当重视。 1 深圳市政协三届二次会议通过了关于改善深圳市自来水水质的决议， 计划先行，使水源水质的保护有宏观的指导意见。 第2 帝困内外城巾影 水现状及发腱 2 深圳计划在十年内在全市各水厂增设深度处理设备。 3 在3 5 年内分批更换1 1 0 公里市政管网和住宅区、工业区的管线。对市 政管网中的6 0 0 0 多段“盲肠 ( 指市政管网预留接口) ，计划在5 年内 根除。 9 第3 帝城市供水现状 第3 章城市二次供水现状 3 1 二次供水设施现状 随着城市建设的发展，高层建筑剧增，生活小区f i 益密集。同时国内城市供 水管网覆盖面积也r 益增大，供水能力相对较低，管网压力负荷较大，原有的供 水系统越来越不能满足需要，为了解决城市供水和城市建设发展之间的矛盾，二 次加压供水方式应运而生。但解决了矛盾的同时，新的矛盾又产生了，使用二次 供水设施的过程中，发现水质易受n - 次污染。以下介绍北京和上海两大城市的 二次供水设施现状。 3 ，1 1 北京市二次供水设施卫生调查情况 1 顺义区 北京市顺义区疾病预防控制中心于2 0 0 6 年5 月，对该区二次供水单位进 行现况调查。依据g b l 7 0 5 1 1 9 9 7 二次供水设施卫生规范要求进行评价。 顺义区共有3 8 家二次供水单位，供水人口6 7 0 3 0 人，占顺义城区市政供水人 1 2 1 总数( 1 3 9 万人) 的4 8 2 。3 8 家二次供水单位均无审查、验收认可书， 有 应急预案的仅占7 9 ( 3 3 8 ) ，持有效卫生许可证的占5 5 3 ( 2 1 3 8 ) ，持有效 健康证的从业人员占6 4 6 ( 5 3 8 2 ) 7 。 在5 2 套二次供水设施中，除1 0 套以无负压形式供水的设施不需要消毒 外，其余4 2 套供水设施中仅有3 7 套安装了消毒设备( 紫外线式、二氧化氯式、 自洁器式、臭氧式消毒设备分别有3 1 、3 、2 、1 套) ，占8 8 1 ：1 7 套消毒设 备有卫生批号，占4 0 5 ：有2 7 套设备是j 下常运行，占6 4 3 。其消毒设备 不能正常运行的原因均为未及时对紫外线消毒器的灯管进行更换；2 8 家以水箱 方式供水的单位中，仅有l l 家进行定期清沈，占3 9 3 ，清洗后主动做水质检 测的仅有3 家。 本次调查结果显示，二次供水管道材质以热浸镀锌材质为主，水箱的材质包 括搪瓷钢板水箱、不锈钢焊接水箱、玻璃钢材质拼装水箱( s m c 水箱) 以及其他 材质。水在经过管道( 水箱和配件) 的流动过程中，由于化学和电化学作用往往 会对内壁造成严重的腐蚀。因此，水箱和管道的材质特性、水箱清洗不及时很可 能导致顺义区二次供水水质超标。建议规范二次供水设施设计，严把预防性审查。 加大二次供水的监督管理力度，同时对二次供水设施运行管理情况定期进行监 督。建立二次供水水质监测机制，丌展经常性的二次供水水质监测工作。丌展二 1 0 第3 帝城i f r 供水现状 次供水安全的宣传和培训活动，提高二次供水管理者的卫生、安全意识。 2 通州区 通州区于2 0 0 6 年3 - 6 月以正常供水的二次供水单位为调查对象，采用统 一的调查表进行现场调查。其结果为，通州区二次供水设施共计7 0 套。无负压 无吸程变频恒压直供水设施有1 0 套，占1 4 3 ；利用低位水箱( 池) 加变频泵供水 设施有5 4 套，占7 7 1 ；采用高、低位水箱( 池) 的供水设施有4 套，占5 7 ： 只设高位水箱的供水设施有2 套，占2 9 。其中，有5 套二次供水设施不合格 0 套由于蓄水池不合格，2 套由于无消毒装置) ，占7 1 i 引。 水箱设计水箱( 池) 共计6 3 个，其中，低位水箱( 池) 5 8 个，占9 2 1 ；高位水 箱( 池) 5 个，占7 9 。按水箱( 池) 材质进行分类，依次为不锈钢焊接的2 7 个，搪 瓷钢板的2 0 个，玻璃钢的1 0 个，水泥的3 个，不锈钢拼装的2 个，普通钢板的 1 个。除水泥水箱外，其余所有水箱均设在室内，安装在底座上，内、外设有爬 梯。依据gb1 7 0 5 1 1 9 9 7 二次供水设施卫生规范和北京市生活饮用水设计 市查和竣工验收卫生要求到的相关规定对水箱的结构设计进行卫生学评价，水 箱结构完全符合要求的有1 2 个，占1 9 0 。 消毒设施共计6 0 套。按消毒设施的种类进行分类，依次为紫外线消毒的4 5 套，二氧化氯消毒的7 套，水箱自洁器消毒的6 套，次氯酸钠消毒的1 套，臭氧 消毒的1 套。消毒设施完全符合要求的1 6 套，占2 6 7 ；消毒设备无批号的有8 套，占1 3 3 ；消毒设备不能正常运行的有6 套，占1 0 0 ；紫外线消毒的灯管 不能按时更换并做记录的3 8 套，占紫外线消毒设施的8 4 4 。 水箱l 日j 共7 1 问( 有1 套二次供水设施有2 个水箱白j ) ，水箱问卫生管理的 情况完全符合要求的有9 问，占1 2 7 。有卫生许可证的3 8 家二次供水单位 中，有1 6 户的水箱问没有悬挂卫生许可证，占4 2 1 。 通州区近几年发生的二次供水污染事故均是由于二次供水系统设计不合理 造成的。本次调查结果显示，在二次供水系统设计上存在诸多问题：一是原有设 施陈旧，改造资金不到位；二是供水单位往往在供水系统设计选址及竣工验收 后才通知卫生行政部门，致使预防性卫生监督评价工作滞后，导致约5 0 的二 次供水单位无法通过卫生审查和竣工验收。另外结果显示，有3 9 6 的二次供水 单位属无证供水，使得卫生安全隐患增加。因此，发挥政府职能、加大投资力度 以及加强卫生监督爿是解决此类问题的关键。另外，政府应协调相关部门的工作 关系，明确分工与职责范围，建立卫生部门与建设部门的联系，理顺工作程序， 使预防性卫生监督工作落在实处。 第3 章城市 ：j c 水现状 3 1 2 上海市二次供水设施卫生调查情况 1 卢湾区 二次供水水箱数呈增加趋势1 9 9 9 年底有水箱1 5 2 4 个，其中由原房管部门改 制成立的物业管理的水箱( 以下简称直管水箱) 与系统水箱( 各部门或系统的自建 水箱) 之比为6 ：4 ，至2 0 0 3 年底增至1 8 2 5 个，净增4 0 3 个，其中系统水箱的增 加较为明显，由5 8 1 个增到9 8 4 个( 6 9 4 ) ；而直管水箱数不升反降，减少了1 0 1 个，直管与系统水箱构成比呈4 ：6 。总体来说，近几年的水箱数量呈上升之态， 以1 9 9 9 年1 5 2 4 个为基准，水箱数量已经增加了近2 0 1 9 。 二次供水水箱清洗情况无论是直管水箱还是系统水箱，清洗率每年都有一定 提高，直管水箱清洗情况较系统的好，2 0 0 0 年清洗已达2 次，其后每年维持在2 次水平，而系统水箱虽然清洗率在逐年提高，但离每年2 次仍然有差距，2 0 0 3 年底达到1 3 6 次。水箱清洗人员健康检查、卫生培训情况从1 9 9 9 年丌始，水箱 清洗人员的健康体检培训率为1 0 0 ( 历年清洗人员数4 9 9 2 人1 。据上海市二 次供水设施清洗消毒卫生管理办法规定，执行从业人员“持证上岗”制度，对 在健康检查中发现有禁忌症人员，及时发出调离通知，调离直接接触供水工作岗 位。 2 长宁区 0 6 年调查4 0 家物业公司管辖的水箱共18 7 0 个，蓄水池1 3 0 个，最低贮水 量8 吨，最高贮水量4 0 0 吨。蓄水设施材质：水泥9 个；水泥加瓷砖19 8 5 个； 玻璃钢1 个；不锈钢5 创1 0 l 。溢流管外接方式：水箱设施溢流管通过弯管与下 水断丌，蓄水设施通过逆止阀与下水连接。蓄水设施防护条件：通气孔均设有防 尘劂罩，水箱与蓄水池均加盖加锁。供水设施清洗消毒：有3 6 家物业公司每年 清沈消毒2 次，4 家物业公司每年清洗消毒1 次。 被查4 0 家物业公司中，3 6 家所管辖小区二次供水设施未能出示卫生部门竣 工验收合格证书；3 7 家物业公司无卫生部生活饮用水卫生管理办法与上 海市生活饮用水二次供水卫生管理办法文件，3 6 家物业公司每年清洗蓄水设 施2 次；3 7 家对蓄水设施建立档案；3 6 家公司未对管水人员每年进行饮水卫生 管理知识培训；国家对涉及饮用水卫生安全的产品实行卫生许可制度，仅有2 家物业公司负责人知晓。 被查2 5 1 名管水人员的8 4 6 能正确回答清洗蓄水设施人员必须到卫生部门 指定机构进行健康体检：清沈水箱使用消毒液( 二氧化氯) 浓度萨确回答率 3 4 2 6 ；清洗消毒水箱正确方法的知晓率1 8 7 2 ；仅有7 的管水人员知晓清洗 1 2 第3 帝城市供水现状 水箱时要使用专用消毒工具及穿工作服；对上海市卫生管理办法文件知晓率 3 1 0 8 ；近年内管水人员接受过饮水卫生知识培训仅有2 9 4 8 。 调查4 0 家物业公司结果显示，有9 2 5 物业公司管辖的蓄水设施建立档案； 9 5 的物业公司一年2 次清洗水箱( 池) ；9 7 5 清洗蓄水设施人员一年一次健康体 检。说明长宁区二次供水的卫生管理状况较好，但同时还存在一些问题，有待今 后改进。 3 2 二次供水水质现状 3 2 1 北京市二次供水水质监测情况 1 顺义区 2 0 0 4 2 0 0 6 年度顺义区二次供水的检测结果见表3 1 【1 1 l 。从下表可以看出， 水质的理化检测指标合格率与季节没有关系。2 0 0 4 年度对我区二次供水的水箱 前后的水质进行采样监测，从二季度开始，每季度分别对监测点的水质进行检测 分析，2 0 0 4 年不合格的项目主要集中在铁、锌、游离余氯等，而2 0 0 5 年和2 0 0 6 年不合格的项目主要集中在锌和游离余氯。锌不合格主要是水管所用材质主要是 锌管导致。特别指出的是游离余氯不合格，均 9 0 。奉贤区高层 水箱水质四项指标5 年监测的结果表明，高层水箱水质只达到村级水厂出厂水的 水准。 1 6 第4 章城市f j i 水系统水质二次污染分析 第4 章城市供水系统水质二次污染分析 城市供水系统划分为6 个大的环节：水源、水厂、城市输配水管网、水池及 水泵组成的二次加压设施、屋顶水箱、用户。水质二次污染是指水从水厂清水泵 到用户的二次供水的过程当中由于各种因素使水质变差，不适于生活饮用。故以 下水质二次污染分析从管道系统、二次加压设施、屋顶水箱及用户等方面进行。 4 1 管道系统 4 1 1 不同给水管材二次污染分析 常用市政管材包括钢管、铸铁管、混凝土及钢筋混凝土管等，不同的管材对 对水质污染都有不同程度的影响，如表4 1 所示。 表4 1 常川市政管材对水质二次污染的影响分析 管材对水质的影响 铸铁管内腐蚀形式土要是全面腐蚀。水一铁界面形成无数微电池，发生电化学 铸铁管 反应，使管肇变薄。据调奄，服役年限k 的铸铁管的沉积结垢现象特别严重， 有的过水断面其至冈腐蚀减少5 0 以上；腐蚀形成的沉积物、结垢成为管网中 ( 灰铁) 细卤孳生的场所，导致川户出水的微生物指标超标；同时，当管网水的水压等 因素发生变化时，容易冲刷沉积物，导致刖户水的色度、浊度出现超标。 钢管内表面腐蚀形式主要是点蚀和氧化铁腐蚀瘤的形成。孔蚀和管瘤的起冈很 多，通常认为金属表面的割痕处、氧化铁沉积物附近等，铁的溶解速度瞬间增 钢管 加，易形成点蚀。钢管腐蚀现象不如铸铁管严重，但也易造成刖户浊度、色度、 细曲指标的超标。 混凝十管在投入使川阶段，释放有害物质据，据实际麻川的经验和检测数据， 服役一段时间后的混凝十管可以满足目前的饮川净水水质标准的要求。使 混凝十管 刖年限k 的混凝十管由丁不耐磨，钢筋可能外露，从而发生腐蚀，从而污染水 质。 目前我国大多数住宅采用镀锌钢管，其内壁易生锈、结垢、滋生细菌、微 生物等有害杂质，使自来水在管道输送途中造成“二次污染”，甚至出现水龙头 流“黄水”的现象。镀锌管的腐蚀分两阶段，首先是镀锌层或氧化锌膜腐蚀直至 铁裸露。镀锌层的腐蚀取决于p h 、碳酸盐浓度和流速，一旦镀锌层被穿适，铁 暴露于水中，镀锌管的腐蚀则变成铁管腐蚀，最终产生孔隙形成氧化铁腐蚀瘤。 镀锌管的腐蚀不仅会影响水的色度、浊度、细菌指标，还使镀锌管的使用寿命降 低。镀锌管属于已淘汰管材。而新型的塑料管材内壁光滑、耐腐蚀、不结垢、无 第4 章城市供水系统水质一：次污染分析 污染、安装方便、耐久性、经济性强，且可避免镀锌管道套丝方法连接易出现渗 漏的现象，因此具有很高的推广价值。推广使用塑料给水管材，加快了民用建筑 “以塑代钢”的步伐，这也是必然趋势。可用于给水系统的管材很多，如：低塑 聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、交联聚乙烯、聚丁烯、a b s 、铝塑复合管等【1 5 1 。塑 料管虽然防止重金属铅对饮用水的影响，但会释放内分泌干扰素等有害物质。 4 1 2 防腐衬里二次污染分析 1 镀锌钢管，镀锌层脱落，对管道的腐蚀失去保护作用，导致水中锌含量 增高【1 6 j 。 2 钢管、铸铁管的沥青衬里可导致水中苯类，挥发性酚含量上升。 3 管网中的砂浆衬罩会受到水中酸性物质的侵蚀，从而导致腐蚀，并发生 脱钙( 沙落) 现象，进而污染水质。水泥砂浆衬罩的内部腐蚀包括了几种 不同类型：一种为水中含有溶解钙的碳酸赫和水解盐( 如胺盐及镁盐溶液) 而导致腐蚀( 脱钙) ；另一种是超软水( 去离子水) 的腐蚀；第三种为s 0 4 2 _ 的腐蚀。对于自来水，第一种腐蚀最为重要，它导致了管道内衬出现裂 缝等现象。据经验，在管网水质偏碱性的情况下，水泥砂浆衬里的腐蚀 现象较弱，基本与饮用净水水质标准相适应。 4 1 3 管网系统产生二次污染的其它因素分析 管网系统对水质的影响因素除了讨论到的管材、防腐衬里外，还有以下影响 因素： 1 ) 管道基础发生不均匀沉降，导致接口渗漏。 2 1 阀门井中的阀门渗漏或自动排气阀被污染水浸泡，污染水进入管网。 3 ) 管道爆管修复不及时。 4 1 对管网的“死水区”，管线终端等部位不按规定定期放水并冲沈。 5 ) 管线新敷设或检修替换后，没按要求进行管道的消毒、冲沈。 6 ) 使用不合格的管配件导致水质污染。 管网的施工问题严重影响管道质量。 4 2 二次加压设施 由于国内城市供水管网覆盖面积同益增大，供水能力相对较低，管网压力 负荷较大，原有的供水系统越来越不能满足需要，为了解决城市供水和城市建设 第4 章城市f j c 水系统水质二次污染分析 发展之间的矛盾，二次加压供水方式应运而生。目前，二次加压已经成为城市供 水的主要补压方式，但是由于二次加压供水设施分散，在设计、施工、管理等过 程中任何一个环节出现问题，都可能导致水质污染。 4 2 1 二次加压设施运行现状 二次供水设施的老化及低位水池设计的不合理性等，引起城市生活用水水质 的二次污染的问题，给城市供水的安全性带来潜在隐患。 由于水泵和储水池设计的不合理，导致在夜间，用户用水