段煥豐
（同濟(jì)大學(xué) 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，上海 200092）

　　摘要 隨著城市生活水平的不斷提高，人們對(duì)用水的需求及水質(zhì)要求日益增加，特別是飲用水，人們?cè)絹碓揭笫褂玫街苯语嬘脙羲?，以提高他們的生活質(zhì)量水平。對(duì)此，許多大中城市正逐步試點(diǎn)實(shí)施直飲凈水工程，以滿足人們的各種用水的高質(zhì)量要求。本文探討了在城市實(shí)行直飲凈水工程過程中有關(guān)技術(shù)上的可行性和可靠性；并且對(duì)于國(guó)內(nèi)管網(wǎng)供水現(xiàn)狀條件下，推行直飲凈水工程存在的問題和解決對(duì)策作了理論上的技術(shù)分析；同時(shí)，對(duì)直飲凈水工程在可行性條件下也進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)效益和風(fēng)險(xiǎn)分析。
　　關(guān)鍵字 直飲凈水工程 供水現(xiàn)狀 經(jīng)濟(jì)效益 風(fēng)險(xiǎn)分析

Technical discussion about the generalization of city direct drinking water project

Duan Huanfeng
(School of Environmental Science and Engineering, Tongji University, Shanghai 200092)

Abstract: The demand for water and water quality increases day by day with improvement of living level in city, especially for drinking water. People in city more and more like to use direct drinking water for improving their living quality level, and many large or medium cities are trying to generalize the direct drinking water project to satisfy citizens’ demands for all kinds of high quality water. This paper discusses the feasibility and reliability on its technology during the generalization of city direct drinking water project, and analyzes technically problems existing in that process and countermeasures theoretically according to the actuality of water-supply interiorly. Meanwhile, it also discusses the economic benefits and venture analysis on the condition of feasibility for that project.
Key words: Direct drinking water project Actuality of water-supply 　Economic benefits Venture analysis

1 背景與現(xiàn)狀分析

　　水是人類賴以生存的基礎(chǔ)，而水質(zhì)則是人們健康的保證。隨著生活水平越來越高，普通的自來水逐漸不能滿足人們對(duì)水質(zhì)與健康的要求，人們?cè)絹碓疥P(guān)注水質(zhì)特別是飲用水質(zhì)。自1998年3月上海市錦華小區(qū)第一個(gè)管道直飲水工程建成以后，人們開始認(rèn)同并推行直飲水。上海、香港、深圳、廣州、杭州、北京等地紛紛推行或試點(diǎn)直飲凈水工程并取得了一定的成效。
　　目前國(guó)內(nèi)供水狀況有著共同性的問題，表現(xiàn)為城市水資源短缺、地面水污染嚴(yán)重、生產(chǎn)工藝落后、城市設(shè)施老化以及水壓偏低等。如上海，盡管水源豐富，但是出現(xiàn)水質(zhì)型缺水，并提出了在2010年全面實(shí)行直飲水目標(biāo)；香港實(shí)行兩套供水管網(wǎng)系統(tǒng)分質(zhì)供水，并且把用水量與用戶利益掛鉤，采用用水單價(jià)隨用水量增加而提高的政策，以鼓勵(lì)節(jié)水；廣州、北京等地也正在試點(diǎn)實(shí)施城市直飲水工程及其改造工程。
　　國(guó)外特別是歐美國(guó)家的城市供水系統(tǒng)供應(yīng)的水都是可飲用的優(yōu)質(zhì)水。其原水一般都經(jīng)過預(yù)沉淀，水廠處理工藝采用（預(yù)處理+常規(guī)處理+深度處理+消毒），管網(wǎng)水質(zhì)采用水濁度、余氯、PH和細(xì)菌四大指標(biāo)，另外在管材、自動(dòng)化等方面都比國(guó)內(nèi)有所先進(jìn)。而國(guó)內(nèi)的水質(zhì)指標(biāo)也與國(guó)外有相當(dāng)差距，須逐步改進(jìn)完善。
　　盡管國(guó)內(nèi)與國(guó)外特別是發(fā)達(dá)的歐美國(guó)家相比，從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)現(xiàn)狀上都有相當(dāng)一段差距，但是，隨著人們綜合素質(zhì)和觀念的提高，在國(guó)內(nèi)實(shí)施飲用凈水工程也是必要的，并且具有一定的可行性和可靠性。特別是在幾個(gè)城區(qū)實(shí)行飲用凈水工程試點(diǎn)成功以后，這就更加增加了這方面的經(jīng)驗(yàn)以及加快了該工程的發(fā)展。推行城市飲用凈水工程的可行性和可靠性可以從以下的幾個(gè)技術(shù)方面來探討。

2 關(guān)于自來水能否直飲的問題

　　推行直飲水的首要問題是要能夠說服人們?nèi)ゴ竽懯褂弥憋嬎?。原則上講，符合標(biāo)準(zhǔn)的自來水都可以直接飲用，我們應(yīng)該倡導(dǎo)大家使用直飲水。但是，在向廣大用戶宣傳或引導(dǎo)直飲前，需要對(duì)直飲的做出技術(shù)上的風(fēng)險(xiǎn)分析。這種風(fēng)險(xiǎn)主要體現(xiàn)在水中的微生物安全。特別是近些年，由于飲用水而引起的流行疾病事例很多，已引起了廣大用戶和專家們的注意。水中致病的主要是原生動(dòng)物，而這些原生動(dòng)物中又主要是賈第鞭毛蟲及隱孢子蟲的危害。這也是推行直飲水時(shí)水廠的主要難點(diǎn)。近年來各國(guó)專家用常規(guī)處理工藝及各種消毒劑去除隱孢子蟲作了大量研究，許多國(guó)家特別是美國(guó)日本這些發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)出廠水濁度提出了嚴(yán)格的要求并在必要情況下用臭氧、二氧化氯或紫外消毒以控制這些原生動(dòng)物。由此，我們可以根據(jù)這些國(guó)家的已有經(jīng)驗(yàn)，加強(qiáng)對(duì)這些不利因素的控制；同時(shí)，對(duì)城市管網(wǎng)作徹底的管網(wǎng)分離和定期沖洗，防止含糞便的污染物進(jìn)入配水管網(wǎng)系統(tǒng)以及盡量降低管網(wǎng)水中色、鐵、錳、濁度、某些微生物和其他雜質(zhì)濃度。在充分做好這些工作的情況下，我們就可以以保證供水水質(zhì)來推行城市直飲水工程，使廣大市民能夠用到高質(zhì)水。

3 我國(guó)推行城市直飲凈水工程在供水現(xiàn)狀中存在的問題

　　在國(guó)內(nèi)供水現(xiàn)狀條件下，推行城市直飲凈水工程將受到很多因素的影響，并且會(huì)存在不少的問題，主要有：
　　首先是在水廠方面。直飲水的首要問題是保證水質(zhì)，而水廠水源多數(shù)很難達(dá)到預(yù)想的標(biāo)準(zhǔn)；出廠水質(zhì)由于受到處理方法和工藝方面的限制也與飲用凈水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)有些差距；并且在水廠生產(chǎn)能力維持不變的情況下，隨著供水量的增加，特別是在城市用水量達(dá)到高峰時(shí)，水廠將會(huì)超負(fù)荷運(yùn)行。這些都為實(shí)行城市直飲凈水帶來很大阻力。
　　其次是城市供水管網(wǎng)系統(tǒng)方面。直飲凈水將直接關(guān)系到人們的身體健康問題，所以在輸水過程中，輸水管的管材將是重要因素之一，目前條件下，多數(shù)城市仍然存在一部分老舊的管道，是否對(duì)其改造是實(shí)行直飲凈水的重要因素；另外，管網(wǎng)系統(tǒng)中的水質(zhì)與水壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、信息管理系統(tǒng)（GIS）、管道施工、沖洗和爆漏搶修、管網(wǎng)運(yùn)行方式等都對(duì)實(shí)行直飲凈水工程有很大的影響。
　　再者就是用戶管網(wǎng)與二次供水問題。與上面輸水管網(wǎng)一樣，用戶的配水管網(wǎng)的材質(zhì)也是很重要的影響因素；二次供水問題也同樣是要解決的重要問題之一，而現(xiàn)有的二次供水技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)也有待進(jìn)一步完善。
　　另外就是供水管理與法規(guī)方面。目前狀態(tài)下，很多情況是供水監(jiān)督與管理職能不分，行業(yè)管理也有待規(guī)范化，水價(jià)政策不合理等，特別是對(duì)于分區(qū)供水，其供水成本與水價(jià)以及公平性之間存在一系列矛盾。
　　上述這些問題都是現(xiàn)狀中存在的并且是實(shí)行城市飲用凈水工程所要解決的難題。推行該工程結(jié)果的優(yōu)劣與這些問題解決的程度將會(huì)有很大的關(guān)系。

4 解決對(duì)策

　　針對(duì)上述現(xiàn)狀中的問題，就目前城市飲用凈水的試點(diǎn)工程方案來說，主要就是解決其中的主要問題。
　　對(duì)于水廠的出水水質(zhì)保證，從處理方法與工藝以及水源保護(hù)的角度出發(fā)，實(shí)行在水廠外的水源保護(hù)法規(guī)與政策，在水廠內(nèi)實(shí)行水的深度處理相結(jié)合，爭(zhēng)取引進(jìn)國(guó)外一些先進(jìn)的技術(shù)方法，實(shí)現(xiàn)飲用凈水的水質(zhì)目標(biāo)；對(duì)于管網(wǎng)系統(tǒng)，就目前已有的管網(wǎng)現(xiàn)狀來說，最理想的就是在原來已有管道的基礎(chǔ)上，新建一套優(yōu)質(zhì)（管材）管網(wǎng)系統(tǒng)，以使用兩套管網(wǎng)系統(tǒng)實(shí)行分質(zhì)供水，同時(shí)，最大程度上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制與優(yōu)化調(diào)度，管網(wǎng)采用環(huán)狀網(wǎng)供水，并且對(duì)流速過低存在死水區(qū)的地方進(jìn)行實(shí)時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè)以保證水質(zhì)。
　　對(duì)于用戶供水方式及其二次供水問題，包括有二次加壓泵站的改造，水箱的改造，水池的改造等方面，按供水方式的不同，其改造可采取如下幾種方案：
4.1 直接給水方式（不設(shè)加壓和儲(chǔ)水設(shè)備）
　　如圖1（a）所示的直接給水方式，當(dāng)城市供水水壓下降或者停水時(shí)，室內(nèi)水易發(fā)生倒流，從而造成污染。此時(shí)，可以增加逆流防止器如圖1（b）所示。

4.2 單設(shè)水箱的給水方式
　　如圖2（a）、（b）所示的單設(shè)水箱的給水方式易引起二次污染，其改造方案可有兩種：（1） 逐步取消屋頂水箱；（2） 全面取消屋頂水箱。改造后分別如下圖3（a）、（b）所示：

4.3 水池改造
　　城市中的一些高層建筑或者大型建筑及公共設(shè)施用水量較大并需要進(jìn)行壓力提升時(shí)，在其底部一般設(shè)有水池和提升泵站，以便在不同用水時(shí)的調(diào)節(jié)供水量和水壓。但是，設(shè)置這些水池也會(huì)帶來很多的問題，如浪費(fèi)市政管網(wǎng)中的壓力能量、二次污染、管理不便等等，特別是供應(yīng)水質(zhì)較高的飲用凈水是更為突出。因此，有些水池有必要進(jìn)行改造。其改造方案可有：（1）直接水泵供水，取消水池；（2）改造水池。對(duì)于第一種方案來說，可設(shè)變頻調(diào)速無負(fù)壓水泵來供水，這對(duì)于用水量變化不是很大時(shí)較為適用，其供水示意圖如下圖4所示；對(duì)于第二種方案來說，對(duì)一些較為特殊的用水單位，其用水是變化系數(shù)很大，繼續(xù)保留水池供水調(diào)節(jié)供水量，但是需對(duì)水池進(jìn)行清理，并且平時(shí)進(jìn)行嚴(yán)格管理，以保證水質(zhì)。對(duì)某些用水單位在條件允許的情況下，可將水池更換成封閉水塔，如下圖5所示，這樣，既充分利用了市政管網(wǎng)的余壓，不造成能量浪費(fèi)，而且可以盡可能減少二次污染。

5 經(jīng)濟(jì)效益與風(fēng)險(xiǎn)分析及其對(duì)策

5.1 用戶效益分析
　　在未實(shí)施飲用凈水工程以前，每戶每月消費(fèi)4桶純凈水（以每戶3人計(jì)），每桶純凈水按10元計(jì)，共40元，用水約20噸左右，按每噸1.0元計(jì)，約25元，每月消費(fèi)水費(fèi)共計(jì)約60元。而在實(shí)施飲用凈水工程后，按照規(guī)劃，該用戶使用飲用凈水，每月約20噸左右，其費(fèi)用基本同上，但是，由于生活用水直接影響人體健康途徑多，不僅是飲用水，還包括洗滌、淋浴用水等，并且飲用、烹飪、洗滌等用水占70%左右，這樣，不僅保證了飲水安全而且保證淋浴、洗漱等生活用水安全，大大提高了人們的生活品質(zhì)，有益健康。所以，從用戶的效益角度，實(shí)施城市飲用凈水工程是必要、可行的。
5.2 風(fēng)險(xiǎn)分析
　　無論什么工程，都要承擔(dān)一定的風(fēng)險(xiǎn)，飲用凈水工程也不例外。該工程的主要風(fēng)險(xiǎn)因素包括：資金籌措風(fēng)險(xiǎn)，水廠投資回報(bào)風(fēng)險(xiǎn)，水廠水源水質(zhì)下降風(fēng)險(xiǎn)，水廠工藝處理過程中承受氣候、水量、原水水質(zhì)變化沖擊而致水質(zhì)下降風(fēng)險(xiǎn)，爆管風(fēng)險(xiǎn)，二次污染風(fēng)險(xiǎn)等等。
5.3 對(duì)策
　　上述這些風(fēng)險(xiǎn)因素中任何一個(gè)因素都能影響到該工程的可行性，所以要實(shí)施飲用凈水工程，就得先解決好這些問題。從目前城市現(xiàn)狀來說，一些較大城市還是有能力解決這些問題的，資金上可以通過政府撥款和從銀行貸款來實(shí)現(xiàn)，水源水質(zhì)可以通過相關(guān)政策來提高市民素質(zhì)并保護(hù)水源，水廠可以設(shè)調(diào)節(jié)水池來緩沖水量及氣候等因素的變化沖擊，而爆管和二次污染問題則可以通過更換舊管和改造城市管網(wǎng)（如上文所述措施）來降低風(fēng)險(xiǎn)。所以，從這些方面和角度來說，大中城市推行飲用凈水工程是可行的，并且也有一定的可靠性。

6 國(guó)內(nèi)實(shí)例介紹

6.1 實(shí)例一
　　北京市最大規(guī)模的自來水戶內(nèi)管線改造工程即北京奧運(yùn)“直飲水”第二階段工程已經(jīng)啟動(dòng)。目前，北京市自來水廠的出廠水質(zhì)量已經(jīng)優(yōu)于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，但由于市內(nèi)部分供水管線生銹，使得進(jìn)入居民家中的自來水水質(zhì)出現(xiàn)不同程度的下降。這次改造城市供水管線的目的，就是解決“直飲水”工程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)——老舊管線的二次污染問題，以便如期實(shí)現(xiàn)2008年以前，北京居民喝上“直飲水”的目標(biāo)。據(jù)了解，這次工程采用了當(dāng)前最為先進(jìn)的鍍鋅技術(shù)對(duì)供水管道進(jìn)行防腐處理，這項(xiàng)技術(shù)可以在不破壞墻面、路面和建筑裝潢的情況下，對(duì)管道內(nèi)壁進(jìn)行除銹，而且可以自動(dòng)尋找只有針眼大小的滲漏。
6.2 實(shí)例二
　　廣州將投資４７億元建設(shè)直飲水工程，使市民擰開水龍頭就能喝上符合衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的飲用水。工程計(jì)劃到２０１９年全面完成。目前，廣州在中心城區(qū)的幾個(gè)區(qū)內(nèi)實(shí)行試點(diǎn)工程，將對(duì)這些區(qū)域內(nèi)的部分管道進(jìn)行改造，其一期工程中管網(wǎng)改造投資就達(dá)2億多，而提供一期供水的南洲水廠深度處理投資亦近3億。在不久，廣州將有近1/3市民能夠享用到直飲凈水。
6.3 實(shí)例三
　　全國(guó)一次建設(shè)規(guī)模較大的管道直飲水工程近日在東營(yíng)市經(jīng)濟(jì)適用房小區(qū)開工建設(shè)。據(jù)介紹，這項(xiàng)工藝就是利用自來水在密封的管道中通過砂碳過濾、納濾、臭氧消毒等多道生產(chǎn)工序，經(jīng)過再加壓后通過管道直接進(jìn)入居民家中，生產(chǎn)的純凈水干凈新鮮，質(zhì)量不會(huì)有問題。工程完工后，居民在家中只要擰開水龍頭，直接就可飲用。 東營(yíng)市經(jīng)濟(jì)適用房小區(qū)管道直飲水工程總建筑面積211.87萬平方米，總規(guī)劃10542戶，是目前全國(guó)范圍內(nèi)飲用水區(qū)域較大、飲用水用戶較多的一項(xiàng)直飲水工程。

7 結(jié)語(yǔ)

　　從上述分析可以看出，推行城市飲用凈水工程不僅僅是現(xiàn)代生活條件的需求，而且從技術(shù)上是可行的。但是，由于該工程在我國(guó)尚處于試點(diǎn)實(shí)行階段，較其他國(guó)家起步晚，技術(shù)上沒有其他國(guó)家成熟，所以，在實(shí)際實(shí)施過程中，還需根據(jù)國(guó)外已有經(jīng)驗(yàn)并充分考慮各城市的規(guī)模和經(jīng)濟(jì)條件，以逐步擴(kuò)大發(fā)展飲用凈水工程的推行力度和范圍。

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作者：段煥豐(1982.9—)，男，安徽安慶人，同濟(jì)大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院　 郵編：200433

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