加强管网水质管理进一步提高供水水质

作者:陈国光
单位:上海市供水调度监测中心
摘要:介绍了上海加强管网水质管理情况,多年来水厂出厂水平均浊度0.08NTU,管网水平均浊度保持0.11NTU,仅增加0.03NTU,采取管网补氯等措施降低出厂水余氯,使管网余氯更稳定平均,改善供水口感。开展管网综合指标检测,科学评价管网水质,确保管网水质。对上海二次供水改造提出设想和建议。
关键词:管网水质管理管网水二次供水上海市
作者简介:作者简介:陈国光,1950年出生,男,上海人,大学学历,教授级高级工程师,主要研究方向水质管理,水质分析,净水工艺。;

 

1 上海供水基本情况

供水是一个系统工程,从原水、制水、输配到二次供水,整个系统各个环节都需要加强水质管理,才让用户用上好自来水。上海市中心城区供水基本情况,中心城区有15家水厂,供水能力856万m3/d。中心城区管网输配基本情况,DN≥100管网长度共18 139km,其中灰口铸管4 212km,占23.22%,钢管874km,占4.82%,球墨铸铁管8 570km,占47.25%,球态铸铁管87km,占0.48%,PVC管1 675km,占9.23%,PE管2 369km,占13.06%,其他管材352km,占1.94%,上海中心城区DN≥100管材以灰口铸铁、球墨铸铁、PVC、PE管材为主。中心城区共有54座泵站,其中水库泵站34座,库容量约73万m3,增压泵站20座,构成上海市供水输配系统。

上海市中心城区约有14万个水箱,地下蓄水池约7 000多个,平均供水压力200kPa,1~3楼为直供水,4楼以上为水箱供水,构成了上海市二次供水模式。2019年底,2000年以前建设的房屋均进行二次供水改造,供水部门接管,但供水模式没有变化。

加强管网水质管理,管网水平均浊度逐年下降。

2018年底中心城区有617个采样点,150多套管网在线水质浊度、余氯仪,供水企业每个管网点每月检测二次,供水调度监测中心监管每月监测一次。

表1是上海15家水厂36根主要出厂管每小时一次出厂水浊度监测数据,每月约26 000个数据,全年约312 000个数据平均值,以及供水调度监测中心全年6 000多个管网水样监测数据平均值,由于加强管网水质管理,近10年管网浊度逐年下降,管网浊度增加稳定在一定范围内。

表1 近10年出厂水、管网水、管网浊度增加值(单位:NTU)
Tab.Turbidity of finished water,pipe network water and the increase in recent 10years(unit:NTU)   

表1 近10年出厂水、管网水、管网浊度增加值(单位:NTU)

2000年时上海出厂水平均浊度0.31NTU,管网平均浊度0.55NTU,增加值0.24NTU。

2 上海管网水质管理做工作

2.1 思想重视、全员参加、制度保障

以前认为保证供水水质主要是制水部门的工作,供水管理部门很少参与水质管理工作,但供水水质提高需要全过程控制,尤其管网水色度、浊度、余氯等指标与供水部门有密切关系。2000年以后,上海要求供水部门加强管网水质管理,出厂后的浊度增加值作为供水部门的一个考核指标。供水部门有专门的管网水质管理人员,有的还成立管网水质管理部门,层层落实,制定一整套管网水质管理制度。

2.2 制定新铺、改造管网冲洗制度

一般管网冲洗水量是管网容积的10~13倍,主要靠排管把管内清理干净,而不是靠冲洗。新铺和改造一定口径管网均要召开例会制定水质方案,并严格执行。上海地标实施,管网冲洗浊度验收标准也相应调动为0.5NTU,同时制定管网冲洗阀门开启制度,管网阀门开启速度与管网水质有密切关系,因而管网开启必须要满足水质要求,根据管网水浊度情况调整阀门开启速度,如管网水浊度超过0.5NTU,阀门就停止开启,有些阀门开启需要几天才能完成。

供水部门制定三对冲洗制度,不同季节对管网末梢和管网薄弱环节安排不同管网冲洗制度,确保管网水质。

制定每年的管网改造计划,不仅管龄长的管道要进行改造,对管网水质影响严重管道也要制定年度改造计划。

2.3 加强管网水质信息管理,进一步提高供水水质

(1)上海市在管网泵站安装150多套在线水质仪表,动态了解管网水质,基本每3个人工采样点设置一个在线水质点。2010年前,上海已在管网和泵站安装了150多套在线水质仪表,将在线信息及时传送至供水管理部门和政府监管部门,实时了解管网水质动态,管网水质有问题及时处置。

(2)供水管理部门负责3类水质投诉处置工作,水质问题及时提交至供水管理部门处置,做到件件有落实,尽可能减少重复投诉。

(3)供水管理部门负责管网和二次供水采样点设置维护工作,管网和二次供水水质检测中发现问题及时处置,确保各项指标合格。

2.4 合理科学制定管网综合指标

(1)不同季节制定不同出厂水余氯要求,因为夏天管网余氯消耗较多,可适当提高出厂水余氯,并要求一厂一方案制定出厂水余氯要求,根据水厂供水范围及管网余氯情况,精细化管理,同时要求水厂出厂水余氯保持稳定,做成直线,用中心度考核水厂出厂水余氯。如出厂水中心度余氯0.9mg/L,出厂水余氯在0.8~1.0mg/L合格率要达到95%。

(2)充分发挥场外水库增压泵站补氯作用,上海中心城区现有54座水库和增压泵站,每个泵站均有补氯设施,适当降低出厂水余氯,保持管网余氯平稳。

(3)每个管网采样点余氯不能小于0.30mg/L,因为上海中心城区二次供水仍有14万个水箱,夏天水箱余氯每天降低40%,确保到用户余氯大于0.05mg/L。如果某采样点余氯小于0.30 mg/L,附近泵站适当提高出站余氯,或管网点放水,加快水体流动,提高管网点余氯。

(4)上海根据原水水质情况,水厂采用游离消毒、化合氯出厂的消毒方式,管网中三卤甲烷不会增加,管网余氯降低速度较慢。如2018年出厂水和管网水中三卤甲烷具体情况如表2所示。

表2 2018年出厂水与管网水三卤甲烷变化情况
Tab.2 Change of THMs in finished water and pipe network water in 2018   

表2 2018年出厂水与管网水三卤甲烷变化情况

化合氯出厂,对应水厂管网水三卤甲烷于出厂水三卤甲烷相比基本没有变化。

(5)化合氯出厂水在管网中亚硝酸盐生成情况。化合氯出厂水管网中消耗氯,氨就会升高,遇到管网生物膜等还原物质,氨就会生成亚硝酸盐,一般氯氨比控制在4∶1左右管网中生成亚硝酸盐的可能性较小。每月抽10%左右水样检测管网水中亚硝酸盐。2017年、2018年管网水亚硝酸盐情况如表3、表4所示。

表3 2017年管网水亚硝酸盐检测情况
Tab.3 Nitrite in pipe network water in 2017   

表3 2017年管网水亚硝酸盐检测情况

由表3、表4所示,管网水中亚硝酸盐升高,说明管网水质不稳定。WHO第四版指出,如管网水中亚硝酸盐较长时间达到0.2mg/L,说明管网水质不稳定,微生物复苏的可能性较大。从以上数据分析,上海管网水质总体较稳定。上海地方标准亚硝酸盐限值为0.15mg/L,供水企业管网水亚硝酸盐大于0.10mg/L就需要放水冲洗,加快水体流动,确保管网水质。

表4 2018年管网水亚硝酸盐检测情况
Tab.4 Nitrite in pipe network water in 2018   

表4 2018年管网水亚硝酸盐检测情况

这些综合性指标的制定和检测工作是确保管网水质的重要保障。

由于历史原因形成了上海目前的供水方式和二次供水模式,上海具有全国最大的二次供水规模,二次供水在历史上发挥了积极作用,随着上海供水能力和供水水质标准的提高,二次供水要求也不断提高,需要专业化的管理,因此有必要对现有的二次供水方式开展进一步的研究和探讨,同时要学习国内外二次供水方式。

2.5 上海二次供水情况、设想和建议

上海正在开展长江水深度处理工艺改造,到2025年上海1 250多万m3/d全部实施深度处理工艺。除了管网输配,管网二次供水是确保水质符合上海地方标准的关键。上海管网水水质管理虽然取得一些成绩,但中心城区每年约有3 000件用户投诉水质问题,主要是水黄、水混、水有异味、季节性二次供水红虫问题,而这些问题70%以上是二次供水投诉,因而仍需要我们管网精细化管理,管网水质投诉件件有落实,提高二次供水改造标准,实施二次供水专业管理,逐步减少供水水质投诉,使上海供水水质更好。

目前上海已对2000年以前建造的住房进行了二次供水改造,大部分也已接管,但仍有几亿平方米2000年以后建造的住房尚未接管,可能部分仍需要改造。以下对二次供水方式、二次供水改造、二次供水管理提出一些设想和建议:

(1)水厂输配与二次供水应统筹考虑,把二次供水设施作为供水的一个组成部分。

(2)几十年前上海供水能力不足,需要夜间将水存在二次供水水箱,确保居民用水,随着上海供水能力的不断提高,在现有输配能力允许的情况下,应尽可能减少二次供水设施,有利水质提高。

(3)二次供水改造应相对集中,如江苏姑苏地区、上海松江、青浦区都做到二次供水相对集中,尽可能减少二次供水设施和停留时间。苏州地区1 900户集中2个不锈钢水箱,松江、青浦二次供水设施也相对集中,最大小区3 000多用户采用2个不锈钢水箱,尽可能缩短二次供水时间,一般水箱停留几个小时。

(4)供水水质保障要从出厂、输配、二次供水到用户龙头全过程考虑,要确保用户用上好的自来水。

(5)二次供水改造标准必须提高,要有与储存食品一样储存的理念,改造后必须保证设施不影响供水水质。目前国内外二次供水水箱、水泵、管材大部分采用不锈钢材料。

(6)新建小区应与开发商沟通,采用相对集中的二次供水方式,同时必须提高二次供水标准。

(7)接管前必须对每个小区的二次供水改造方案进行评估,确定采用何种二次供水方式,决不能将原有的供水方式作简单的二次供水改造。

(8)二次供水管理应专业化、信息化,可以做到无人看守,将二次供水监控数据、视频传送到二次供水管理部门,实施专业化管理。

(9)自来水能否直饮,不仅要靠供水部门努力,还需要得到社会的认可和配合,要做好宣传。居民家中使用的管材、龙头一定要符合要求,对卫生条件也应有一定要求,较长时间不使用的水管存水需要放水。

2.6 现已改造二次供水情况

目前全国都在实施二次供水改造,现将江苏苏州、上海松江、青浦的二次供水改造情况作一介绍。

苏州姑苏区某小区用户约1 900户,1~2层200户,3~11层600户,12~20层600户,21~30层500户,由7~8幢高层组成。改造相对集中,采用2个不锈钢水箱,每个水箱约70~80m3,采用3组泵直供,2014年建成至今,用户水质有很大提高,水箱停留时间4~5h。江苏省二次供水改造基本采用水箱相对集中,管道使用不锈钢材料,无人看守,信息传送至自来水公司二次供水办公室,有专人管理。

上海松江区改造480万m2,也采用相对集中的方式,将原有总容量36 000m3的3 279个水箱改建成78个不锈钢水箱,容量5 633 m3,改造12座泵房,新建66座泵房,有24个小区压力条件较好,采用直供水。

上海青浦区改造760万m2,同样采用就相对集中的改造方式,改建154座泵房,新建113个不锈钢水箱,总容量8 747m3,变频供水,有9个小区有条件允许采用无负压供水,取消3 047个屋顶水箱。

以上海松江3 279个水箱改造成78个相对集中不锈钢水箱为例,每年减少的6 400个水箱清洗、化验费用远多于增加的电费,而且水箱相对集中,水箱停留时间缩短,水质进一步提高,从管理角度也有利于降低成本,管网输配也基本没有压力。

以上3个区二次供水改造均采用相对集中供水,采用不锈钢材料,停留时间减少。二次供水改造、管理需要进一步研究和探索,上海还有几亿平方米2000年以后建造的房屋尚未接管,以上的二次供水改造经验值得借鉴。

3 小结

供水水质提高是一个系统工程,要选择好原水,水厂要选择合适净水工艺,管网输配过程尽可能减少对水质的影响,二次供水也是关键。只有全过程加强管理,提高水质管理水平,才能确保用户用上好的自来水。

作者图片

 

陈国光

 

 

Strengthen water quality management of pipe network and improve water quality
Chen Guoguang
(Shanghai Municipal Water Supply Dispatching and Monitoring Center)
Abstract: This paper introduces the water quality management of the reinforced pipe network of Shanghai,wherein over the past years,the increase of the average turbidity is only 0.03 NTU from that of finished water,0.08 NTU,to that of water in the pipe network,0.11 NTU,and wherein the residual chlorine in the finished water is reduced by chlorine supplement in the pipe network,etc.,to ensure stable and average residual chlorine therein to improve the taste of the supplied water.This paper also involves implementation of comprehensive index test for the pipe network to scientifically evaluate and ensure the water quality therein,as well as ideas and suggestions for the secondary water supply transformation in Shanghai.
Keywords: Water quality management of pipe network water; Pipe network water; Secondary water supply; Shanghai city;
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