提高供水水质 保障供水安全

提高供水水质保障供水安全
摘要：本文结合安全分析中可能发生的问题和存在的薄弱环节，提出合理地完成供水水质目标的技术管理要求及工程技术措施。

净水厂首先要充分发挥常规处理的作用，重点是加强技术管理和进行必要的技术改造;在常规处理不能满足水质目标要求时，
宜根据超过标准或目标的项目特点，选择相应的深度处理工艺;要因地制宜采取措施，
缓解藻类繁殖引起的水质问题;保证供水水质，还需要有完善的配水系统和良好的管理维护。

关键词：供水水质供水安全
1.合理地确定地区或供水企业的供水
水质目标
科学地制订水质标准或目标，是在保障公众健康的前提下，运用科学的方法，结合本国或本地区的实际情况，提出供水水质的合理要求。

通常用效益-投入分析的方法，
确定项目的限值。

总的讲，随着国民经济快速发展，人民生活水平不断改善，人们对新污染物的认识不断提高，城市供水水质要相应提高。

为提高水质，在《饮用水卫生标准》的基础上，2001年卫生部提出《饮用水水质卫生规范》，要求34项普遍执行，其余62项根据本地水源污染情况，有选择地执行。

建设部于2005年提出《城市供水水质标准》，要求水质项目共103项，其中微生物8项，有毒有害物质74项，一般物理化学及感官性项目21项。

要求城市供水企业分期达到该标准要求。

要因地制宜科学地确定城市供水水质
目标
当前，城市供水企业除须达到《国标》和《规范》规定的35项和34项外，如何根据《标准》要求确定本地区提高供水水质的目标。

建议先对现出厂水质按《标准》103项进行全面检测，以明确是否已全面达到《标准》的要求，或还有那些项目已经超过或接近限值。

首先把超过或可能超过限值的微生物和有毒有害物项目，列为当前或短期
内实施的供水水质要求，抓紧采取措施予以落实。

对一般物理化学项目及感官性项目，则根据条件，逐步达到。

供水企业在上述《国标》、《规范》、《标准》基础上，欲增加新的项目或进一步提高某项目的指标值要求，宜按照世界卫生组织、美国等制订水质标准的科学方法，按效益-
投入分析结果确定限值。

主要包括：
1调查统计当前供水水质中该项目的实
际指标值;
2利用国际上现有污染物风险的研究成果，计算进一步把限值降低到不同值时，预计能够相应降低的病例，测算出效益;
3降低到不同限值时，改善本地区供水
系统所需要的工程总投资、经常费用和成本;
4根据效益-投入分析，求得本地区情况的合理限值。

提高供水水质，保障供水安全，不仅要有合理的水质要求，还应有相应的合格率。

水质标准有诸多项目，一般可分为三类：
微生物。

有严重的潜在后果，对其控制是最重要的。

无论发达国家和发展中国家，
微生物风险是首先要关注的。

有毒有害物。

长期饮用含有毒有害物的水，可对健康产生不利影响，特别要注意有累积性污染物及可能致癌的物质。

一般物理化学项目及感官性项目。

用户主要根据色、嗅、味的感觉评估水质，虽然感觉不好不等于水质不安全，但达到用户可接受的要求也是必不可少的。

过去制订水质标准，一般控制致病风险，但致癌与腹泻病造成的后果不同。

近年来，国际上统一用不能健康生活的寿命DALYs衡量。

按世界卫生组织的《饮用水水质准则》及现行美国水质标准分析，微生物的DALYs 风险远超过有毒有害物质。

为使微生物DALYs的风险降到有毒有害物水平即，《准则》第3版及美国《加强地表水处理条例长期二期》对微生物提出更高的要求。

宜根据各类项目对公共健康的影响，确定相应的合格率目标。

有毒有害物，特别是微生物应有很高的合格率，建议98%或95%
以上。

美国要求一级标准全部合格。

美国EPA 的战略目标是：到2008年，公共给水系统
中95%的居民能饮用一级标准全部达标的水。

对一般物理化学及感官性项目，可根据本地情况，要求95%。

浊度是综合性运行项目，感官性项目，又是指示微生物去除的项目。

出厂水浊度的限值及合格率需按控制微生物的要求，而管网水可按感官性要求。

2.供水企业要保障供水安全
供水企业必须保证供应需要的水量、水压和水质
供水企业是城市的重要的基础设施，供水安全保障是供水发展中各方关注的重大
问题。

我国国家领导人提出：“饮用水安全问题关系到广大人群众的身体健康，必须高度重视。

”“我们的奋斗目标是，让人民群众喝上干净的水、呼上清新的空气，有更好的工作和生活环境。

”为保障供水，国家规定，3万人停水24小时以上列为重大事故，5万人停水48小时以上列为特大事故。

城市供水系统从水源到用户龙头，点多面广，众多环节之一受到损坏，就可能程度不同地影响水量、水压或水质，而大多数水
质项目的监测又是定期的，事后的。

在正常生产情况下和发生突发事故时，怎样保障供水安全已是大家关心的重要问题。

最近的世界卫生组识《饮用水水质准则》第3版中，一个重要的发展是引导进行安全分析与保障。

要分析供水系统中各环节可能出现的问题、影响大小及可能机率，从而采取措施，使风险降到最低。

分析供水系统的各环节中可能出现的
问题和薄弱环节，以便采取相应措施。

如一般常规处理的水厂在正常生产中
可能影响供水水质的问题有：工艺技术上不够完善，如混合不充分，絮凝不完善，滤池去除率低;工艺可靠性不够高，遇流量变化较大或原水水质变化较大时，水质缺乏保证;设备损坏、后备不足，或由于设备质量、维护原因导致损坏增加;运行上缺陷，如混凝剂、消毒剂加注不当，滤池运行产生气阻或滤层含泥量增加，絮凝与沉淀间穿孔墙处积泥过多，使絮凝体打碎影响沉淀效果;缺乏浊度、余氯等在线监测仪表、警报装置及自动控制加注混凝剂消毒剂设备，或这些设备
损坏;所用设备或投加的药剂不符合卫生标
准等等。

配水管网一般影响水质的问题有：生物再繁殖;化学腐蚀;水压较低时地下水渗入;
污染物经虹吸进入管网;污染物进入无盖的
清水池或水箱;错误的接水;新管投产前消
毒不严格;管道设备维修时进入污染物;管
道水流速突然改变;管道设备不合卫生标准;管道冲洗不正常等等。

注意突发事件对供水水质的影响
突发事件包括：地震、狂风暴雨、干旱等重大自然灾害;工业废水、船只倾覆等严
重事故性污染;水致疾病暴发期间对水源的
严重污染;供水企业运行管理缺陷或爆管、
断电引起的供水重大事故以及人为的破坏。

还要注意人为破坏可能造成的危害。

美国自来水协会杂志报导：早在珍珠港事件前，美国联邦调查局长就写过：“我们很久前己认识到，在公用事业中，供水是打击的最脆弱点。

而供水关系到工业生产、人民健康和信心的战略地位。

”后来美国EPA在一篇短文中说：“以往认为供水企业的使命是向用
户始终可靠地供应安全的水。

但在‘9•11’事件后，使命突然戏剧性地扩大到安全防范和反恐怖。

”
人为破坏可以归纳为：物理方法破坏，投放生物化学毒物，电子入侵破坏调度系统。

就水质保障而言，首先研究水质的保障要求;具体分析从水源到用户整个供水系统，那些环节点投入一定数量的某有毒物质，可能影响水质保障要求。

一般化学工业毒物毒性较低，致害剂量较大，水中含这类毒物很多表现为色、嗅、味异常，人们较易发现，有的溶解度较低。

生物化学毒素的毒性可能很大。

考虑到毒性和溶解度，如以砷的相对毒性为1，沙林为100，VX为300，肉毒杆菌毒素A则为10,000。

该毒素的大鼠50%死亡剂量为
μg/kg。

一般霍乱菌、甲肝病毒等在水厂正常运行下可有效灭活，但肉毒杆菌需余氯6mg/L，有效接触时间20分钟才能灭活，在水厂已
难以操作，而炭疽热菌则更难灭活。

物理爆破也可能破坏加氯系统的某环
节，导致停止加氯并大量泄氯，不仅影供水水质还危害附近后民。

电子入侵可能扰乱正常的净水运行而损害供水水质。

要采取相应的防范措施和制订应急预案，使事故的机率和造成的损失降到合理的最低的限度。

分析进入爆破点和投毒点的途径，采取防范措施增加进入的困难、延长进入的时间，及时发现进入者。

根据薄弱环节的分析，制订相应的应急预案和必要的工程措施。

3.充分发挥常规处理作用的首要措施
是加强科学管理
为保障微生物安全，以地表水为水源的，常规处理是必不可少的。

常规处理能去除的污染物，在常规处理中解决是经济合理的。

为提高并稳定供水水质，充分发挥常规处理的作用是很必要的。

为充分发挥常规处理的作用并结合以上水质安全保障的分析，对加强科学管理提出以下建议。

加强科学管理的根本目的是保证出厂
水稳定地达到标准和目标的要求。

为保证管网水水质达到要求，对经过管网可能引起变
化的项目，其出厂水的指标值，要适当留有余地。

在日常运行中要抓住关键性运行项目
为保证供水水质，需定期检测水质标准所规定的各项目，以验证所供水质是否符合要求。

但检测是定期的，检测的结果也是事后的。

故在水厂日常运行中，要寻找便于频繁检测或连续检测的关键性运行项目以确保供水安全。

浊度和余氯是常规处理中共同的关键性运行项目。

此外根据净水要求，增加pH、氨氮或其他项目。

保证浊度稳定地达到预定的要求
稳定地降低过滤水浊度有二种基本方式：根据快滤池的浊度去除率确定沉淀水浊度要求;加注助凝剂或助滤剂，特别是加注有机聚合物，会改善水的混凝、沉淀和过滤性能。

要控制初滤水浊度
当出厂水浊度要求严格控制到相当低的情况下，就要注意初滤水浊度的控制。

控制初滤水浊度的基本措施是：降低冲洗结束时的废水浊度;为节约冲洗水，可在
后期以低反冲强度冲洗一段时间，或用翻板滤池的冲洗方式，把砂面上水放掉;排放初滤水;反冲水中加注混凝剂，主要是冲洗后期的水;冲洗后停役一定时间或在冲洗开始时滤速缓慢提高，可缓和初滤水浊度。

供水企业可因地制宜选用。

为保证消毒要求，要保证出厂水维持需要的余氯幅度。

受粪便污染的原水很可能有病毒，而且危害严重。

病毒测定很困难，多数国家的水质标准中不列病毒项目，美国列了代表性病毒，但检测也是定期的。

为保证病毒及其他微生物安全，要考虑其安全的去除率。

除随浊度降低去除—部分外，其余靠水厂内保证—定的消毒CT值。

消毒剂的合理选用
每种消毒剂均有它的优点、缺点、副产物和制约条件，水厂可因地制宜选用。

消毒一般用氯消毒。

权衡风检，要在保证消毒要求的前提下，力争副产物的含量低于目标要求。

有条件的，厂内用自由氯消毒更为有利。

加强科学管理，要定期观察测定影响运行效果的关键部位
如沉淀池进口穿孔墙前后的积泥情况，沉淀区积泥情况，沉淀池出水均匀情况，快滤池滤层高度的变化，滤层的含泥量，非气水冲洗滤池冲洗过程中是否有气泡等。

定期测定滤层高度、含泥量、一格滤池的过滤全过程的进出水质、滤速、水头损失、冲洗强度以及冲洗时间与初滤水的关系。

加强科学管理，还要安装必要的仪表、监视系统或自动化措施
进水、各沉淀池出水、滤后水及出厂水宜安装在线浊度仪。

加氯后的沉淀水、滤后水和出厂水宜安装在线余氯仪。

根据控制的需要和条件，确定pH及氨氮是否安装在线仪表。

浊度、余氯以及其他主要运行参数宜有越限警报，能在水厂调度室监视，以便及时发现问题，采取措施。

有条件的，尤其是规模较大的水厂宜实施：混凝剂加注自动化，以稳定沉淀水浊度;加氯自动化，以稳定加氯后的余氯值;滤池运行自动化，使滤池按最佳条件自动运行;
有条件的大型水厂可每格滤池装在线浊度仪。

加强科学管理，要合理选用混凝剂、助凝剂、助滤剂和氧化剂
这是提高处理效率，保证处理水质的重要措施之一。

可先通过搅拌试验再生产验证的方式，选择运行效果好，价格相对较低的混凝剂。

一般讲，使用助凝剂和助滤剂对提高处理效率有较好效果，尤其是使用有机聚合物。

供水企业宜先进行搅拌试验或模型试验，然后推广应用。

对某些原水，氯、二氧化氯、高锰酸钾、高锰酸钾复合剂等预氧化，可明显提高处理效率并改善某些水质指标，也要研究其然使用的合理性。

4.必要的净水工艺技术改造是充分发
挥常规处作用的另一个重要环节
要通过技术改造使净水工艺的每一环
节在技术上处于经济合理的状态。

混合的速度梯度要适宜，在常规处理中，短促而充分的混合是保证后续工艺处理效
果的关键。

混合不充分，使水中部分脱稳不够的颗粒，在后续絮凝、沉淀和过滤中难以去除。

合适的速度梯度，当机械混合时G值宜700-1000,T值宜小于10~30s。

静态混合器
宜3000~5000。

生产运行中，当混合设施实际运行G值，有一定程度偏离合理值时，为改善混合条件，通常可采取以下措施：改造为机械混合池，效果较好的为水泵提升扩散管道混合器，机械搅拌混合器，水泵提升喷射混合器等;当
有几组混凝沉淀池时，可比较停役其中一组后的综合效果;用两只管道混合器以适应不
同水量。

完善的絮凝是保证沉淀效果的重要条
件
沉淀效果决定于絮凝体沉降特性和沉
淀条件。

从技术经济上讲，完善的絮凝是提高絮凝沉淀效果的首选重点。

水中脱稳颗粒碰撞的机率与GT成正比，而絮凝体最大稳定直径与成正比。

用搅拌试验可求得当地水源最佳絮凝条件的GT组合。

以同样静止沉淀条件，用搅拌试验比较理想的混合、絮凝条件与生产絮凝池的差距，可以评估生产混合和絮凝设施的技术状态，以及改造后可能取得的效果。

改造絮凝池是相对投入少，而效果显着的技术和工程措施。

改造内容主要调整隔板间距或延长时间。

折板絮凝池是维持较均匀G值的有效形式之一，机械絮凝设备是适应流量变化的合理形式。

沉淀池的合理改造
当絮凝体凝结良好，沉淀后水仍不能保证出水浊度的目标要求，则需研究沉淀池改造的必要性。

首先检查运行上是否存在缺陷。

排除运行性缺陷后，宜比较用助凝剂改善的可行性。

提高沉淀效果的较简便措施是部分沉
淀池或澄清池加装斜管，使整个水厂的沉淀池负荷处在合理的状态。

对以浊度所指示的污染物而言，过滤是最后把关性工序
滤池冲冼后，滤料表层的含泥量宜1%，
3%将降低过滤去浊率，也说明冲洗不完善，需要改善冲洗条件。

为改善冲洗条件，通常的做法是：有条件的可调整冲洗强度到合理的数值;一般滤层厚度为90cm以下的水反冲滤池，加装冲洗强度为1L//s左右的旋转式表面冲洗是改善冲洗效果的合理有效措施。

当滤层的浊度去除率较低，宜研究应用助滤剂和滤层改造的可行性。

用模型滤池进行若干种滤层的过滤模
型试验，求得适合本地条件的滤层和改造可能取得的效果。

然后根据效益和投入分析确定改造方案。

5.当常规处理后的水质不能满足供水
水质要求时，则需增设相应的深度处理工艺。

净水厂的基本任务是,以最经济合理的
工艺技术，把原水中含有的各污染物的品种和浓度降低到标准允许值以下。

首先要对常规处理后的水，按标准要求进行全分析，是否有超标项目。

如无超标项目，说明常规处理己能满足水质标准或目标的处理要求。

对经常超标项目，特别是有毒有害物质，得按超标项目的特点采取相应措
施。

一般可查阅该项目的溶解性，分子量，能否生物降解，氧化和吸附特性等资料，以便针对特性选择工艺，经过一定的试验，确定相应的工艺方案及主要参数。

6．因地制宜采取措施，缓解藻类繁殖
引起的水质问题
藻类繁殖对供水的影响要引起重视
在一定水温、营养条件、光照和pH条
件下，藻类会相应繁殖。

我国多数湖、库符合藻类繁殖的条件，相当部分已属富营养化。

今后我国应用地表水和水库的比例将呈发
展趋势，而环保治理需要有个过程，藻类繁殖对供水的影响要引起重视。

藻类繁殖的原水会给供水带来嗅味问题;蓝藻、绿藻等藻类在繁殖过程中特别死
亡后会分泌藻毒素;含藻的水会降低净水设
备的净水效果，甚至堵塞滤池造成净水厂运行困难;含藻的水会影响配水管网水质稳定。

国内外在控制和处理藻类方面采取了
多种方法
随着水源条件，藻类品种、繁殖程度和时间、净水厂工艺等不同，宜选择适合当地
条件的较有效合理的方法。

—般讲，能在水源部位控制藻类繁殖，可避免其后的一系列矛盾。

在净水厂，也尽可能争取在前道工艺有较高的去除，以尽量提高出水水质。

在库、湖中，控制藻类有以下方法可供选择：
1.对流域面积不大，以蓄水为主的基本上用于城市供水的水库，在进水端加注混凝剂并增设混合和—定的絮凝设备，可使进入库、湖水的磷含量降到/L以下，甚至/L。

使水源处在贫营养和接近贫营养状态，以控制藻类繁殖。

2.在水深5m的水库，可装置曝气筒。

实践显示，平均水深超过10m的，控制藻类繁殖和嗅味有良好效果;平均水深为5-10m 的，蓝绿藻繁殖及嗅味得到控制，但不能控制绿藻及硅藻，特别硅藻明显繁殖;平均水深在5m以下的没有控制效果。

3.在藻类繁殖季节，投加硫酸铜控制其繁殖。

4.饲养—定的鱼类和水草也有利于控制繁殖。

当藻类进入净水厂，尽可能提高前道工序的去除率，主要处理措施有：
1.进厂的水先用金属或合成纤维编织
的微滤机过滤。

在日本有部分水厂用纤维编织的长毛
绒替代微滤网，流速
600-800m/d。

据小岛贞男试验，蓝藻去除率96%-99%，硅藻70%-85%,绿藻95%-98%。

2.生物预处理。

在降低氨氮、可降解有机物等的同时，也降低藻类含量和臭味程度。

3.水中加泥或加注助凝剂有助于提高
藻类去除率。

前加氯可提高去除率，但可能增加藻毒素含量，反过来氯和臭氧及木质粉末活性炭可去除微囊藻毒素LR。

4.滤水中藻类过多，会引起滤池堵塞。

把滤层改为双层滤料，可改善堵塞状况。

5.藻类的存在影响滤池过滤效率，如滤后水浊度升高，在待滤水中再加混凝剂，可提高滤池的去除率。

供水企业宜根据各自条件，进行必要的试验，权衡得失，因地制宜选用。

7.保证供水水质，还需要有完善的配水
系统和良好的管理维护
配水系统的根本任务除保证供应用户
充足的水量和足够的压力外，还要保证管网水质仍符合标准或目标要求。

如前所述，水质标准是指用户龙头放出来的水质。

如由于管理分工，供水企业负责到水表处。

为便于考核，则考核管网水。

水厂处理和配水系统管理的根本目的是保证
上述水质达到标准要求。

水质标准中多数项目的含量，在配水系统中的不再变化或变化甚微。

由于水质带侵蚀性，输配水管内壁会有部分锈蚀，管网水中的色、铁、锰，浊度，可能有一定增加。

微生物中原生动物及病毒是在宿主体
内繁殖，细菌学项目在管网中可能再繁殖。

细菌学项目是否再繁殖及繁殖程度，决定于水中营养条件，消毒剂的品种及残余量，细菌特性，管壁材质，水流速度，水温及pH 等。

当余氯含量不足以控制时，细菌、大肠菌等可能再繁殖，使水中细菌学项目超标。

在出厂水微生物安全的前提下，管网水的总大肠菌或耐热大肠菌、埃希大肠菌和细
菌达标，可认为微生物方面是安全的。

管网水较出厂水的细菌数是否增加，可指示余氯控制细菌再繁殖的情况。

当可接受的余氯浓度不足以控制细菌繁殖时，则要研究降低AOC等其他合理措施。

在出厂水符合标准的基础上，为保证管网水符合标准，须严格控制和避免：
污染物特别是受粪便污染的污染物进入配水系统。

须严格控制和避免：
1.用户污水通过自来水接水管倒回到配水系统;
2.各清水池要加盖盖好，避免飞禽粪便等污染物进入，通气孔要用网罩，避免昆虫进入;
3.配水系统要维持足够的压力，避免地下水渗入;
4.避免管网发生水锤，以免低压或负压时地下水渗入;
5.新敷管道清洗消毒达到规定要求;
6.较困难的是，管道停水检修尤其是爆管检修时，要尽最大努力避免污染物进入或
进行必要的消毒。

清水池、屋顶水箱、地下水池，每年要清洗消毒1-2次。

如管网水色度超标，要检验铁、锰值，找出增加铁、锰值的关键管段，对这类关键性管段逐步进行改造。

如发现个别地区耐热大肠菌或埃希大
肠菌不合格，要进一步分析，如多次不合格要分析原因，并采取相应措施。

如发现边远地区管网余氯消失，要因地制宜采取提高出厂水余氯，改用氯胺或管网中间补充加氯等措施。

配水系统，主要是配水管，要定期放水冲洗，以改善管网水质。

尽量避免或减少流速过低现象，尤其管网断头处和阀门关闭处，这是管网水质的薄弱点。

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