城市供水安全存在的问题及解决措施

城市供水安全存在的问题及解决措施

发表时间：2015-11-10T16:06:59.373Z 来源：《工程建设标准化》2015年7月供稿作者：裘燕春

[导读] 中国新型建材设计研究院目前中国水环境很脆弱，水源一旦污染，在短时间内很难恢复。

裘燕春

（中国新型建材设计研究院，浙江，杭州，310003）

【摘要】城市供水安全问题，直接关系到公众的健康，是构筑和谐社会，以人为本的民生工程。目前，水资源短缺和污染，成为饮用水安全头号问题，传统的制水工艺，已不能满足日益恶化污染原水水质的净化处理要求。本文通过对水源、制水、输配水管网等方面，就目前的城市供水安全问题进行分析和研究，并提出了相应的对策与措施。

【关键词】供水安全；水源；水处理工艺；输配水管网；绿色水处理工艺

目前中国水环境很脆弱，水源一旦污染，在短时间内很难恢复。如污染持续存在，原来的水源就会失去水源的功能。如今人们更加关注供水安全，2007年我国新颁布了《生活饮用水卫生标准》GB5749-2006，其中水质指标由1985版中的35项增加至106项，增加了71项。其中，微生物指标由2项增至6项；消毒剂指标由1项增至4项；毒理学指标及感官性状和一般理化指标均提高了检测项目。新标准加强了对有机物、微生物和消毒等方面的要求。但目前我国供水安全现状并不乐观，存在着亟待解决的问题，本文从供水安全存在的问题，解决的措施及采用绿色水处理工艺三方面进行阐述。

1．供水安全存在的问题

1.1水污染导致水质型缺水是威胁城市供水安全的主要因素

根据住房和城乡建设部连续8年对35个大中城市约12000个取水口水源水样检测表明，达到Ⅱ类水样标准的水样数量比例由2002年的24.8%下降到2009年的8.6%。一些位于降水量充沛或水系发达地区的城市，周围水源污染严重，水源水质已超过地表水Ⅲ类标准，不适宜作饮用水水源。水污染是影响供水安全的主要原因。

1.2净水工艺总体落后

目前我国很大一部分水厂还是采用传统的水处理工艺（混凝、沉淀、过滤、消毒）。随着水源污染的加剧，水体中的有机物成分不断增加，其中，部分有机物对人体健康具有较大危害，如持久性有机物、内分泌干扰物、“三致物”等，难以被常规水工艺去除。常规的处理工艺对病原微生物的去除率仅为50%，氨氮为10%，对有机物通常仅限于NOM的去除，去除率也只有10%~50%，平均为30%左右。这种常规处理的出厂水不能满足饮用水水质要求。不少水源水质是变化的，但现在的处理工艺缺乏应急处理，不能适应原水水质的变化的要求。

1.3输配水管网老化破损

中国城市目前的输配水设施存在老化和腐蚀现象，管网更新改造较滞后，不少地方市政给水管网还使用钢管和灰口铸铁管，输配水管道材质落后现象普遍。因管网老化腐蚀污垢等原因造成水质恶化，严重影响供水的安全性和可靠性。

1.4 管网二次污染

自来水通过管网、加压提升和二次供水系统等一系列中间环节到用户，水的质量下降甚至变成不合格水，形成二次污染。很多城市仍然存在大量的较为落后的二次供水设施，且管理分工不明确，监督管理不到位，如用户蓄水水箱或地下水池未定期清洗，人孔盖松动，消火栓不常使用或检修形成死水区等，污染现象极易发生。

2．解决供水安全的措施

2.1水源

2.1.1完善相关法规

根据《中华人民共和国水法》、《中华人民共和国水污染防治法》、《中华人民共和国环境保护法》、《饮用水水源保护区污染防治管理规定》等相应法律基础上，根据本区域的实际水资源状况以及工业、农业发展水平等，有针对性地制定可操作性的水源保护及防护法规，进行水源地规划、建设和保护。

2.1.2水源的选择

每个城市周围都有一些水质较好的水源，采用原水优质优用，加强用水规划，将优质水源优先用于城市供水；远距离引水，远距离取用水质较好的原水；兴建水库。有的城市具有修建水库的条件，有的地区有兴建农用水库的规划，将两者结合起来，并加强水库水源的保护，为城市提供较好的水源水。

2.2.1强化常规处理工艺

根据目前的水源地水质现状，为进一步提高出厂水水质，应当根据当地的水源水质、气温条件，因地制宜地进行强化常规改造，同时加强运行管理。强化常规处理工艺可以降低出水浊度及细菌、病毒、铁、锰等的浓度，并降低挥发性有机物、致突变活性有机物含量，抑制氯消毒副产物形成。主要有强化混凝、强化沉淀与气浮、强化过滤、优化消毒等。

2.2.2 预处理和深度处理技术改造

随着有机化工、石油化工、采矿、农药、医药工业的迅速发展，造成水源水污染的有害物质数量也逐年增多。水源水中的人工合成有机污染物、内分泌干扰物等很难通过常规的水处理工艺有效去除，当原水水质超过Ⅲ类水体且有机物总量或单项有机物、氨氮浓度等长期超标，或经强化处理工艺改造仍不能实现供水水质达标，要按照原水水质和超标项目的特点，在常规处理的基础上，通过比选采用预处理、深度处理技术或预处理与深度处理相结合的净水技术。预处理方法有生物预处理法、化学预氧化法、粉末活性炭法等。主要的深度处理办法有粒状活性炭技术、臭氧生物活性炭技术、膜分离技术（主要为微滤和超滤）。

2.3输配水管网设施改造

因管网老化腐蚀污垢等原因造成水质恶化，严重影响供水的安全性和可靠性。因此改善管网水质是提高供水水质的重要环节。可采用以下措施改善管网的水质。

2.3.1强化净水工艺去除水中营养物质

水质生物稳定性主要与可生物降解有机物、无机营养物等微生物生长基质密切相关。因此，在处理水进入管网之前使水中营养基质含量降至适当的水平，可有效地抑制微生物在管网中的再生长。对各种水处理工艺进行评价、优化和组合。采用常规处理、生物处理、活性

炭吸附、膜处理技术等相结合的组合工艺，充分发挥各工艺的优势与工艺间的协同作用，从整体上降低水中有机物的含量，以更好地保证管网的水质。

2.3.2管材优选及管道更新修复

（1）管材优选目前城市输配水系统管材主要为金属管材和非金属管材，金属管主要有钢管、铸铁管；非金属管主要为钢筋混凝土管系列和塑料管材。钢管主要直缝焊接与螺旋缝焊接、无缝钢管、镀锌钢管等，钢管防腐性差，管壁腐蚀结垢较严重。铸铁管一般包括普通的灰口铸铁管和球墨铸铁管，前者为刚性管，后者为柔性。管材比较粗糙的铸铁管、镀锌管和钢筋混凝土管更有利于生物膜的生长，而表面光滑、粗糙度小的管材，更有利于控制生物膜的生长。按安全可靠性高、维修量少、管道寿命长、内壁阻力系数低、造价相对低的原则，积极采用新型管材，淘汰灰口铸铁管、冷镀锌铁管、普通砼管、含铅PVC管等易爆、易裂、易锈、易污染的劣质管材。采用新的施工工艺，管道必须考虑环氧树脂或水泥砂浆衬里等防腐措施；尽可能采用柔性接口。为保障管网水质出发，对于DN1200以上的管道采用加钢套筒的预应力钢筋混凝土管和普通预应力钢筋混凝土管；DN400~1200采用内衬水泥砂浆的球墨铸铁管；管径小于DN400优先采用PE(HDPE)管，其次是PVC-U管

（2）管道更新与修复由于输水水质、管道材料、流速等因素的影响，管道内壁会逐渐腐蚀结垢而增加水流阻力，水头损失逐步增加，输水能力随之下降。对于病态管、无内衬的金属管道、淘汰管材等影响供水安全、供水水质的管网进行有步骤有计划的更新与修复，包括对原有管道补做环氧树脂衬里或水泥砂浆衬里，以保证输水水质、避免结垢、减少漏水。对于管道除垢可以采取水气混合冲洗法、高压射流法、弹性清管器法、机械除垢法以及化学清洗法等。在进行管道改造之前，应根据管道的基本情况选用合适的管道改造方法。

2.4 二次供水设施

我国是世界高层建筑最多的地区之一，高层建筑常设置二次供水系统。主要包括屋顶水箱、低位水池或水池、水泵、输水管道等。二次供水主要存在设施陈旧、管理薄弱、水质得不到保证等问题。

屋顶水箱和地下水池存在二次污染问题比较严重。屋顶水箱主要对城市供水起到调蓄作用。可在管网优化改造的基础上，分析屋顶水箱现状，论证提出取消、更新及改造水箱的方案，并加强管理、维修，定期清洗。高层和多层建筑的二次供水应充分利用市政供水管网的压力以节约能耗。对管网水压可以完全满足的地区可采取直接供水。高层建筑采用分区供水，低区采用直供水方式，高区采用不锈钢水箱加变频调速水泵的供水形式，或有条件的地区，采用无负压供水设备。地下水池较屋顶水箱水质更易受到污染，应尽快取消。3．绿色水处理工艺

为提高城市饮用水的生物安全性和化学安全性，对水源水采用了多处理方法，由于环境污染，每年都有若干新的合成化学物进入水体，也由于检测技术的进步，不断发现水中更多的有毒有害的微量或超微量的有机污染物，如检出“三致物”和氯化消毒副产品，还检出更多持久性有机污染物、内分泌干扰物等。每发现一类或一种有机污染物，都要增加相应的处理工艺，其中包括化学方法，向水中投加新的化学药剂，结果向水中投加的化学药品越来越多，每一种药剂又会产生相应的副产品和残留物，对供水安全性又产生新的危害。采用绿色水处理工艺，对21世纪的现在尤其重要。绿色水处理工艺包括物理法、物理化学法、生物法、膜处理等。生物处理法是去除水中溶解性有机物有效、经济的方法，生物活性炭是常用的生物深度处理技术，它集活性炭吸附与活性炭层内微生物有机分解作用于一体。生物活性炭技术可以完成生物硝化作用，将NH —N转化为NO ，将溶解有机物进行生物氧化，也可以去除三卤甲烷等物质，提高出厂水生物稳定性。膜处理是未来饮用水处理的发展方向，现在有些条件好的城市，已采用了微滤（MF）和超滤（NF）工艺，微滤可去除悬浮物和细菌，超滤可分离大部分物质和病毒。与混凝工艺相结合，形成混凝—微滤、在线混凝超滤组合工艺，可显著提高出厂水质，保障出水的生物稳定性。

4．结语

城市供水是一个完整的系统，它包括水源、取水、输水、净水、配套管网以及用户，从水源取水到净化厂，从水厂到管网，从管网到用户，是一个完整的全过程。供给用户安全、健康的饮用水，水源是保障供水水质安全的先决条件，净化处理工艺是保障出厂水质是否安全可靠的关键，输配水是保障供水安全的一个重要环节。保障供水水质安全，就要从供水全过程的每一个环节进行水质控制，从水源、水厂、输配水管网三个方面，在规划、设计、运行和维护管理上，建立完善的政策保障和技术措施，形成完整的水源选择与保护策略、水厂水质控制技术集成、管网水质控制技术集成与输配送系统运行管理技术规程，保障供水用户端水质的安全，也是保障饮用水水质安全。参考文献：

[1]GB50788-2012城镇给水排水设计规范

[2]陈立主编，小城镇供水安全技术指南。北京：中国建筑工业出版社，2012.5

[3]戚盛豪，汪洪秀，王家华，等给水排水设计手册（第3册），城镇给水，第2版.北京：中国建筑工业出版社，2004

[4]朱党生等编著，中国城市饮用水安全保障方略。北京：科技出版社，2008

作者简介：

裘燕春，女；出生年月：1963.3；浙江杭州人：高级工程师，从事给水排水工程设计研究工作。