上海市自20世纪90年代初开始在供水、原水系统安装在线水质仪表, 目前所有水源地、水厂均安装了在线水质仪表, 为指导生产、提高水质、安全供水发挥着重要作用。上海供水管网也安装了一定数量的在线水质仪表, 基本实现供水全过程动态水质管理, 大大提高了供水水质管理水平, 为保障上海供水水质发挥积极作用。2014~2016年上海中心城区出厂水浊度稳定在0.08NTU, 管网水浊度稳定在0.11NTU。不同季节消毒副产物三卤甲烷均能控制在国标限值1/2以下。

　　 上海地处太湖、长江下游, 原水水质变化较大, 因此上海在1990年建设了陈行水库, 开始以长江水作为供水水源。由于陈行水库位于长江口, 库容仅850万m³, 每年冬春季节会受到长江口咸潮入侵的影响, 因此有必要在长江口水源地安装在线氯化物监测仪, 发挥水库避咸蓄淡的作用。2010年前后上海又在长江口建设了库容4.5亿m³的青草沙水库和库容950万m³的东风西沙水库。目前长江口有32套在线氯化物监测仪 (见图1) , 因为上海咸潮95%是北支倒灌形成的, 因而氯化物监测系统能对每次咸潮倒灌入侵做出正确预报, 包括每次咸潮入侵的时间和天数, 氯化物在线监测系统为上海长江口三大水库避咸蓄淡、安全供水发挥了重要作用。

　　 除了长江口的氯化物在线检测系统, 上海各水源地还安装多参数在线水质仪和在线毒素分析仪, 密切关注原水水质变化, 尽可能取好水。各水库输水口在线仪表水质信息实时传送至各水厂, 为水厂制水提供科学依据。青草沙水库取水口、水库内、水库输水口安装了5套11参数在线水质仪表, 11参数为氨氮、耗氧量、溶解氧、pH、总磷、浊度、电导率、氯化物、水温、叶绿素、藻密度。青草沙取水口叶绿素达到15μg/L时, 五号沟泵站处立即采取措施, 投加次氯酸钠0.8~1.0mg/L, 到水厂藻细胞数可减少80%, 保障安全供水。陈行水库、东风西沙水库因库容小, 水周转较快, 不易滋生藻类, 因此在水库出入口安装9参数在线水质仪表, 不包括叶绿素、藻密度。金泽水库建成后安装了11参数在线水质仪表, 这些在线水质仪表发挥了水库的避污蓄清作用。由于太浦河金泽水库锑污染发生较频繁, 因此最近又在金泽水库安装了在线ICP仪在线监测锑, 实时监测金泽水库取水口锑 (见图2) , 发生锑超标情况时及时关闭取水口。吴江环保局在金泽水库取水口上游约7km处的省界也安装了在线ICP检测仪, 在线监测锑, 已与吴江环保局协商共享在线ICP锑监测数据, 这样就能提前5~6h得知锑污染情况, 及时提高金泽水库水位, 更好发挥水库避污蓄清作用。

　　 上海于1991年、1992年分别在新建的月浦、凌桥水厂首先使用在线浊度、余氯仪, 为自动加矾、加氯创造条件。以前人工每小时都进行检测, 不能及时调整加矾、加氯量, 因此出厂水浊度、余氯不够稳定。1995年、1996年, 在这2个水厂在线水质仪表应用基础上, 上海中心城区所有水厂出厂管全部安装在线浊度、余氯仪, 水厂部分沉淀池、滤池也安装浊度、余氯仪, 为及时调节制水运行参数, 保障稳定出水发挥重要作用。目前上海中心城区15个水厂主要出厂管全部安装了在线浊度、余氯仪, 共38套, 郊区23家水厂27根主要出厂管也全部安装了在线浊度、余氯仪, 将在线水质信息实时传送至各自来水公司和水务局主管部门。实时水质信息上级主管部门能实时看到, 因此水厂压力很大, 有一定阻力, 但随着时间推移, 水厂也了解到在线水质仪表对水厂稳定制水、提高水质和提高水质管理水平有很大好处。目前, 上海所有水厂投产前必须安装出厂水在线水质仪表, 并将信息实时传送至公司和政府主管部门。

　　 使用在线浊度仪后出厂水浊度逐年下降, 见表1。出厂水浊度是衡量制水水平的重要指标, 浊度越低有机物含量相对较少, 消毒效果也好。使用在线浊度仪, 制水工人可以实时了解制水各过程浊度变化情况, 及时调节混凝剂投加量, 也为混凝剂自动投加提供科学依据。长江水有机物较少, 滤池去浊率一般在95%以上, 出厂水浊度要控制在0.1 NTU以下, 就要求沉淀池出口浊度需控制在1 NTU左右。黄浦江水源有机物相对较多, 滤池过滤性能较差, 滤池去浊率一般只有80%左右, 要控制出厂水浊度在0.1NTU以下, 沉淀池出口浊度必须控制在0.8NTU以下。因此在沉淀池出口也安装了在线浊度仪, 如长江水源沉淀池出口浊度超过1.5NTU或黄浦江水源沉淀池出口浊度超过0.8NTU, 就需及时调节混凝剂投加量, 这样出厂水浊度就能得到较好控制。在线浊度仪可以传送信息到控制中心, 管理人员能通过手机及时了解制水情况, 提高制水水平和管理水平, 十几年来上海各水厂出厂水浊度逐年下降, 并能保持浊度稳定, 与水厂安装在线水质仪表分不开, 在线水质仪表的安装为水厂精细化管理提供科学依据。

　　 利用在线余氯仪能将出厂水余氯和消毒副产物控制在较合理范围。上海长江水源水耗氧量一般在2mg/L以下, 夏天如不控制游离氯浓度, 三卤甲烷就会有偏高和超标的风险, 因而要严格控制沉淀池出口游离氯浓度。夏天沉淀池出口游离氯浓度控制在0.15~0.20mg/L, 然后加氨0.3 mg/L, 再加氯将出厂水余氯控制在1.0mg/L左右。出厂水氨氮也有在线监测, 精确控制氨投加量, 控制一定氯氨比, 出厂水三卤甲烷总量控制在国标限值1/2以下。

　　 冬春季节由于水温较低, 化学反应速度慢, 沉淀池出口游离氯浓度控制在0.5~0.8mg/L, 三卤甲烷不会超过国标限值1/2。根据上海供水特点, 要求各水厂出厂水余氯95%稳定在0.9~1.2mg/L。要求出厂水余氯做成直线, 需要当班工人根据水量、气温变化及时调节余氯投加量。由于上海许多水厂水库容量很小, 有些清水库没有消毒接触池, 需利用沉淀池运行的1.5h游离氯接触时间满足CT≥15, 同时还必须考虑消毒副产物三卤甲烷的生成, 因此精细化管理显得尤为重要。在线水质仪表在精细化水质管理、确保水质、安全供水中发挥了重要作用。

　　 表2为上海部分水厂三卤甲烷检测结果。表2数据中1~3月份为每月2次平均值, 7~9月份为每月4次平均值。南市水厂、临江水厂采用臭氧-生物活性炭深度处理工艺, 徐泾水厂采用常规处理加活性炭吸附工艺, 因此这3个水厂三卤甲烷总量相对较低。

　　 上海从2005年开始用5年时间在中心城区管网和增压泵站安装153套在线水质浊度余氯仪, 基本实现了管网水质动态管理, 为水厂及时调整工艺参数提供依据, 也为管网补氯、管网改造、提高管网水质提供依据, 使管网水余氯控制在较合理稳定范围。出厂水、管网水在线水质监测示意见图3。

　　 目前上海对余氯控制的要求是尽可能降低出厂水余氯, 平稳管网余氯, 确保管网末梢余氯不低于0.30mg/L。2年多来, 每月500多个管网采样点基本能做到余氯不低于0.30mg/L。上海中心城区二次供水水箱约有12万个, 夏天余氯每天降解30%左右, 水箱停留时间2d, 到用户家余氯不低于0.05mg/L就必须确保管网末梢余氯不低于0.30mg/L, 这些都离不开在线水质仪表。上海中心城区厂外水库和增压泵站共有54座, 其中水库34座 (总库容约73万m³) , 增压泵站20座, 目前所有水库、增压泵站均有补氯设施, 且在水库进出口安装在线浊度仪、余氯仪。

　　 由于管网、水库、泵站安装了在线水质仪表, 做到了管网水质动态管理, 近几年上海管网水微生物指标合格率均为100%, 上海管网水浊度、管网水浊度增加值也逐年下降 (见表3) 。

　　 在线水质仪表能及时了解、分析管网水浊度增加情况, 如新敷设管网, 在冲洗合格后阀门开启速度对管网水浊度影响很大, 在线水质仪能实时检测浊度变化情况。根据管理部门制定的新管网和新水厂投产管网水浊度不允许超过0.5NTU的要求, 通过在线水质仪表浊度情况, 控制阀门开启, 新敷管网或新水厂投产需要几天时间缓慢开启阀门, 在确保管网水质稳定的情况下并网供水。

　　 目前, 上海基本实现了从原水、制水、出厂水、管网水全过程动态水质管理, 在线水质信息不仅传送至各公司水质管理部门, 也传送至政府管理部门, 手机也能实时查询, 做到全透明水质管理和监督, 为实现水厂精细化水质管理、加强政府监管、提高供水水质发挥重要作用。

　　 在线水质仪表需要有一套严格的维护、管理制度才能确保正常运行、数据正确。上海出台文件制定了在线水质仪表日常维护管理规程, 只有严格管理才能确保在线水质仪表数据正确。

　　 为了确保原水水质数据不滞后, 原水在线水质仪表离水源地较近, 而管道需要经常清洗, 氨氮仪前处理夏天需要每天清洗, 不然生物膜会使氨氮检测数据偏低, 其他在线水质监测仪每一二天就需要清洗探头, 因此原水在线水质仪表的维护保养工作量较大, 目前, 上海四大水源地都有实验室, 有专人负责在线水质仪表的维护保养、比对。清水在线水质仪表维护保养间隔可以适当延长, 但也需要每周清洗管道和探头。上海水源地、水厂在线水质仪表的维护保养由仪表生产厂和水厂化验人员共同承担。水厂车间采用在线水质仪表代替人工检测, 但需每4h进行一次人工比对。管网在线水质仪表维护保养外包给专业单位。

　　 由于上海水源水质不够稳定, 净水工艺的多级屏障还不完善, 上海更需要在线水质仪表实现原水、制水、出厂水、管网水全过程动态管理, 使上海供水更安全。

　　 (1) 根据水源特点安装不同参数在线水质仪表, 为水源水质预警, 取好水发挥作用。

　　 (2) 在水厂制水流程中安装在线水质仪表能及时调整运行参数, 使连续生产的供水水质更稳定, 供水水质得到有效保障。

　　 (3) 管网安装一定数量的在线水质仪表能及时了解管网水质变化情况, 为水厂调整运行参数、管网改造提供依据, 为建立水质模型提供依据。

　　 (4) 供水企业全过程水质在线仪表的应用为实现动态水质管理, 保障供水安全发挥重要作用, 也是供水行业努力的方向。