市政供水是城市的生命線,保障城市供水、提升供水水質,對于改善城市生活和投資環境,促進城市社會和經濟的發展,有著十分重要的意義!渡虾J谐鞘锌傮w規劃(2017-2035年)》提出了2035年上海市基本建成卓越的全球城市的目標愿景下,關于“城鄉供水體系滿足直飲要求”的規劃充滿挑戰也令人期待。介紹了上海在實現市政自來水直飲方面擁有水源水庫系統布局、水廠處理技術工藝提升、管網和二次供水系統改造升級、智慧水務平臺基本建成、地方水質標準頒布實施等堅實基礎及戰略優勢。同時,提出了針對直飲目標在管網輸配和二次供水方面的技術難點,最后,從直飲水水質評估體系、供水模式、管網輸配水與二次供水技術提升、技術示范和管理體系建設等方面,針對實現市政自來水直飲的目標提出了綜合性對策建議。
2018 年1月4日,上海市政府發布了《上海市城市總體規劃(2017-2035年)》,提出到2035年上海市基本建成卓越的全球城市的規劃要求。其中,在關于上海市城鄉供水體系的討論中明確提出要“加大二次供水設施改造力度,減少老舊供水管網二次污染,提高入戶水質, 滿足直飲需求”。這意味著,到 2035 年上海市全市范圍內入戶水水質應達到直飲要求。
上海實施市政自來水直飲在技術層面已具備一定基礎,但基于目前上海市供水水質與2035年上海市“卓越全球城市”直飲發展定位以及《上海市供水規劃(2019-2035)》要求還存在差距的現狀,市政自來水直飲仍然面臨著技術和政策上的難點。本文針對以上問題進行了探討并對上海市政自來水直飲的實施提出了若干建議。
現有基礎
1.1 本市水源四大水庫建成,形成兩江并舉、長江為主的格局
2008年以前,上海市供水行業存在水源地分散、原水水質差、水廠布局分散、供水隱患多等問題,導致飲用水臭味嚴重、應對突發污染的風險防控和安全保障能力薄弱。經過十幾年的發展,上海市已建成由長江水源青草沙水庫、陳行水庫、東風西沙水庫和黃浦江上游太浦河金澤水庫構成的“兩江四庫”水源地,其中以長江水源為主,其供水量占全市供水70%;黃浦江水源為輔,其供水量占全市供水30%;拘纬伞皟山⑴e、集中取水、水庫供水、一網調度”的原水供應格局,水源抗風險能力顯著提高。并且,為進一步確保水源安全,上海市正在研究和推進長江青草沙原水系統、陳行原水系統、黃浦江上游金澤原水系統互為聯動,相互備用,原水環網供應,從而提高水源地防范環境風險的能力。隨著“水源地水質監測與預警預報業務化平臺”的完善,集成了在線監測、移動預警、實驗室檢測以及生物預警方式,構建了跨區域、跨部門水質監測與預警多級網絡,針對銻污染、油污染和咸潮突發的水質模型在業務化運行中得到驗證和應用,大大提升了應對水污染等突發事件的防范能力。
1.2 水廠全面深度處理改造,出廠水水質顯著提升
2012年前黃浦江水源水廠已完成深度處理改造,目前正積極推進長江水源水廠深度處理改造工程。截至2019年底,上海已完成全市37.76%的水廠深度處理改造,通過實施深度處理工藝改造,可以解決湖庫型原水因藻類產生的2-甲基異茨醇(2-MIB)等臭味和鋁偏高問題,同時可部分去除溶解性有機物,進而減少三鹵甲烷、鹵乙酸、鹵乙腈、鹵乙酰胺等國內外廣泛關注的含碳和含氮消毒副產物(C-,N-DBPs)的生成,對社會熱點關注的抗生素、激素類等微量特征污染物也有較好的去除效果。按照“十三五”規劃,上海2020年深度處理水廠將達到60%,到2025年將全部完成深度處理工藝改造,屆時,水廠出水水質全部達到上海地方標準《生活飲用水水質標準》 (DB31/T 1091-2018,以下簡稱上海地標),為實現上海市政自來水直飲目標奠定扎實的基礎。
1.3 老舊管網改造和二次供水系統改造升級,保障用戶龍頭水安全
對供水管網系統進行系統改造和管理,水務部門每年500 km的改造計劃,針對部分輸配管道超期服役、內壁腐蝕嚴重的情況,制定供水管網更新改造計劃,對超期服役管道開展更新改造或者非開挖修復。供水管網改造也得到了市政、交通、財政等部門的支持,全市供水管網安全運行能力得到逐步提升。
為切實解決“從源頭到龍頭”的水質安全問題,2016年起,二次供水設施改造工作連續3年被列入市政府實事項目。截止2018年底,上海中心城區和郊區2000年以前投用的共計2.2億m²老舊居民區二次供水設施完成了改造任務。到2020年,全面實現上海市住宅小區二次供水設施由供水企業管水到表。水務部門正在優化二次供水設施管理模式,確!白詈笠还铩彼|安全。將二次供水設施建設和管理納入供水專業規劃統籌考慮。在滿足城市供水調蓄能力要求的條件下,通過水廠、泵站壓力合理提升,減少部分二次供水設施。
1.4 基于大數據支撐的智慧水務平臺將基本建成
經過多年努力,上海水務部門已基本實現水源-水廠-管網的全流程監控。全市四大水源地、37個水廠、94個泵站、300個管網在線監測點和900多個人工在線監測點,已實現一屏看全網、24 h動態感知水質信息。近期隨著二次供水在線數據信號接入,能實現水源-水廠-管網-二次供水的全過程、全覆蓋、全天候的水質動態管理。供水信息化系統集實時監控、自動預警、分析評估、應急處置等功能于一體,形成全市供水系統智能化管理平臺,上海供水水質調控能力大大增強。 [MARK][MOREPAGE][/MOREPAGE][2]
1.5 上海地標頒布實施
經過2013~2018年5年的努力,全國首部地方水質標準《生活飲用水水質標準》(DB31/T 1091-2018)于2018年6月頒布,同年10月實施。上海地標基于國標,參考了世界衛生組織(WHO) 《飲用水水質準則》、美國環境保護總署(USEPA) 《飲用水水質標準》、歐盟《飲用水水質指令》三大國際標準最新版,并部分參考了日本《生活飲用水水質標準》最新版。上海地標既滿足國家標準要求,又結合上海城市規劃要求和經濟發展能力,積極接軌全球最新飲用水水質標準,同時也充分考慮了上海水源水質特征和供水保障能力,提出了具有上海地方需求特征的生活飲用水水質標準。該標準的頒布實施可為今后直飲水的評價提供依據。
2.1 基于市政自來水直飲目標的管網輸配水技術
直飲水對水質要求高,除了水廠凈水工藝須保證水質合格、生物和化學性質穩定外,更重要的是進行嚴格的管網水質維持及控制。2025年前將全面完成水廠深度處理改造,基于直飲目標,來自凈水水質的風險相對較低。但是,在管網輸配環節仍存在以下明顯問題:
(1)老舊供水管網亟待加快改造。上海中心城區供水管網中高危管線、隱患管線、落后管材改造量逾5 000 km,郊區也有大量老舊供水管網亟需改造。
(2)輸配管網水質化學穩定性有待加強。進入管網的水質穩定性對于管網安全及生物風險控制具有重大影響,例如:水質化學性質不穩定可引起水箱、水管、閥門、泵等的構造材料腐蝕,直接影響水中某些感官指標的改變,如濁度、色度、總鐵等。
(3)輸配管網中微生物風險控制技術有待研究,包括微生物水平與管網余氯的關系及控制、管網水質與管網流速的關系及控制等。
(4)基于直飲目標的管網維護技術有待研究,涉及管網清洗、消毒、修復等技術。
2.2 基于市政自來水直飲目標的二次供水技術
二次供水是實現直飲水供水的瓶頸之一;谥憋嬆繕耍斍霸诙喂┧h節仍存在以下明顯問題:
(1)老舊二次供水設施亟待加快改造。中心城區由于尚有老舊管線未改造,供水管網服務壓力較低,只能滿足1~3樓的供水需求,3樓以上需要二次加壓。據不完全統計,全市二次供水水箱水池近20萬只,部分水箱水池未能規范清洗消毒,存在細菌滋生等水質風險。目前二次供水管網系統不完全密閉,水庫泵站、低位水池和屋頂水箱等多處存在敞口,這些敞口系統會導致外源污染,如搖蚊幼蟲(紅蟲)等。有必要開展新材料與新結構裝備(二次供水管網、水箱等)及管材技術經濟比選研究,F有低壓供水模式導致管網流速普遍偏低,水齡較長,帶來管網水質微生物滋生的風險。
(2)二次供水設施運行維護管理存在盲點和薄弱點。目前,上海市政府正逐步推進“管水到表”,以中心城區為例,由自來水公司接管的二次供水設施在2億m²以上,但仍有將近2億m²二次供水設施由物業公司管理,專業化程度不高,是飲用水全流程管理中的薄弱點,運行維護存在盲點。
3.1 建立基于上海市直飲水水質評估體系
水質指標限值的確定主要基于毒理學數據。我國的水質標準主要是采標,及參考WHO《飲用水水質準則》、美國環保局(USEPA)的《國家飲用水水質標準》、歐盟《飲用水水質指令》等發達國家和地區的相關標準。關于直飲水評價標準,我國目前沒有強制執行的直飲水國家標準。現行《建筑與小區管道直飲水系統技術規程》(CJJT 110-2017)及《鐵路給水排水設計規范》(TB 10010-2016)是建設部及鐵路部門制訂發布的行業標準,二者均規定管道直飲水系統用戶端的水質應符合《飲用凈水水質標準》(CJ 94-2005)。山東省東營市在實施直飲水中使用《天然礦泉水檢測標準》(GB 8537-2008);廣東省深圳市在建設鹽田優質飲用水示范區對“優質飲用水”的定義為:經檢測,凡是符合《生活飲用水衛生標準》(GB 5749-2006)規定的106 項水質指標的水可稱為優質飲用水,能否直接飲用需綜合考慮小區供水設施和用戶家中用水設施狀況、水在管道內停留時間、個人自身情況等因素,目前正在組織編制深圳地標深圳市《飲用水衛生規范》。已實施直飲水的部分城市或組織的相關標準見表1。
表1 直飲水城市和組織的相關標準
從表1中可以看出,上海地標與目前在用的凈水標準以及與國際上先進國家或城市相比,絕大部分指標已經很嚴格,因此可作為上海直飲水水質評估的標準。
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