市政自來水直飲的實施，綜合性對策建議
【上海水處理設備網(wǎng)www.ptmcorporation.cn】市政供水是鄉(xiāng)村的生命線，保證鄉(xiāng)村供水、提升供水水質(zhì)，對于改善鄉(xiāng)村生活和投資環(huán)境，促進鄉(xiāng)村社會和經(jīng)濟的發(fā)展，有著十分重要的意義。上海市鄉(xiāng)村總體規(guī)劃（2017-2035年）提出了2035年上海市基本建成卓越的全球鄉(xiāng)村的目標愿景下，關于“城鄉(xiāng)供水體系滿足直飲要求”規(guī)劃充溢挑戰(zhàn)也令人期待。介紹了上海在實現(xiàn)市政自來水直飲方面擁有水源水庫系統(tǒng)布局、水廠處置技術工藝提升、管網(wǎng)和二次供水系統(tǒng)改造升級、智慧水務平臺基本建成、地方水質(zhì)規(guī)范公布實施等堅實基礎及戰(zhàn)略優(yōu)勢。同時，提出了針對直飲目標在管網(wǎng)輸配和二次供水方面的技術難點，最后，從直飲水水質(zhì)評估體系、供水模式、管網(wǎng)輸配水與二次供水技術提升、技術示范和管理體系建設等方面，針對實現(xiàn)市政自來水直飲的目標提出了綜合性對策建議。
00前言
2018年1月4日，上海市政府發(fā)布了上海市鄉(xiāng)村總體規(guī)劃（2017-2035年）提出到2035年上海市基本建成卓越的全球鄉(xiāng)村的規(guī)劃要求。其中，關于上海市城鄉(xiāng)供水體系的討論中明確提出要“加大二次供水設施改造力度，減少老舊供水管網(wǎng)二次污染，提高入戶水質(zhì)，滿足直飲需求”這意味著，2035年上海市全市范圍內(nèi)入戶水水質(zhì)應達到直飲要求。
上海實施市政自來水直飲在技術層面已具備一定基礎，但基于目前上海市供水水質(zhì)與2035年上海市“卓越全球鄉(xiāng)村”直飲發(fā)展定位以及《上海市供水規(guī)劃（2019-2035要求還存在差異的現(xiàn)狀，市政自來水直飲仍然面臨著技術和政策上的難點。本文針對以上問題進行了探討并對上海市政自來水直飲的實施提出了若干建議。上海純水設備
01上海實現(xiàn)市政自來水直飲目標的
現(xiàn)有基礎
1.1本市水源四大水庫建成，形成兩江并舉、長江為主的格局
2008年以前，上海市供水行業(yè)存在水源地分散、原水水質(zhì)差、水廠布局分散、供水隱患多等問題，導致飲用水臭味嚴重、應對突發(fā)污染的風險防控和平安保證能力單薄。經(jīng)過十幾年的發(fā)展，上海市已建成由長江水源青草沙水庫、陳行水庫、東風西沙水庫和黃浦江上游太浦河金澤水庫構成的兩江四庫”水源地，其中以長江水源為主，其供水量占全市供水70%黃浦江水源為輔，其供水量占全市供水30%基本形成“兩江并舉、集中取水、水庫供水、一網(wǎng)調(diào)度”原水供應格局，水源抗風險能力顯著提高。并且，為進一步確保水源平安，上海市正在研究和推進長江青草沙原水系統(tǒng)、陳行原水系統(tǒng)、黃浦江上游金澤原水系統(tǒng)互為聯(lián)動，相互備用，原水環(huán)網(wǎng)供應，從而提高水源地防范環(huán)境風險的能力。隨著“水源地水質(zhì)監(jiān)測與預警預報業(yè)務化平臺”完善，集成了線監(jiān)測、移動預警、實驗室檢測以及生物預警方式，構建了跨區(qū)域、跨部門水質(zhì)監(jiān)測與預警多級網(wǎng)絡，針對銻污染、油污染和咸潮突發(fā)的水質(zhì)模型在業(yè)務化運行中得到驗證和應用，大大提升了應對水污染等突發(fā)事件的防范能力。
1.2水廠全面深度處置改造，出廠水水質(zhì)顯著提升
2012年前黃浦江水源水廠已完成深度處置改造，目前正積極推進長江水源水廠深度處置改造工程。截至2019年底，上海已完成全市37.76%水廠深度處置改造，通過實施深度處置工藝改造，可以解決湖庫型原水因藻類產(chǎn)生的2-甲基異茨醇(2-MIB等臭味和鋁偏高問題，同時可局部去除溶解性有機物，進而減少三鹵甲烷、鹵乙酸、鹵乙腈、鹵乙酰胺等國內(nèi)外廣泛關注的含碳和含氮消毒副產(chǎn)物（C-,N-DBP生成，對社會熱點關注的抗生素、激素類等微量特征污染物也有較好的去除效果。依照“十三五”規(guī)劃，上海2020年深度處置水廠將達到60%2025年將全部完成深度處置工藝改造，屆時，水廠出水水質(zhì)全部達到上海地方規(guī)范《生活飲用水水質(zhì)規(guī)范》DB31/T1091-2018以下簡稱上海地標）為實現(xiàn)上海市政自來水直飲目標奠定扎實的基礎。
1.3老舊管網(wǎng)改造和二次供水系統(tǒng)改造升級，保證用戶龍頭水安全
對供水管網(wǎng)系統(tǒng)進行系統(tǒng)改造和管理，水務部門每年500km改造計劃，針對局部輸配管道超期服役、內(nèi)壁腐蝕嚴重的情況，制定供水管網(wǎng)更新改造計劃，對超期服役管道開展更新改造或者非開挖修復。供水管網(wǎng)改造也得到市政、交通、財政等部門的支持，全市供水管網(wǎng)平安運行能力得到逐步提升。
為切實解決“從源頭到龍頭”水質(zhì)平安問題，2016年起，二次供水設施改造工作連續(xù)3年被列入市政府實事項目。截止2018年底，上海中心城區(qū)和郊區(qū)2000年以前投用的共計2.2億m2老舊居民區(qū)二次供水設施完成了改造任務。2020年，全面實現(xiàn)上海市住宅小區(qū)二次供水設施由供水企業(yè)管水到表。水務部門正在優(yōu)化二次供水設施管理模式，確保“最后一公里”水質(zhì)平安。將二次供水設施建設和管理納入供水專業(yè)規(guī)劃統(tǒng)籌考慮。滿足鄉(xiāng)村供水調(diào)蓄能力要求的條件下，通過水廠、泵站壓力合理提升，減少局部二次供水設施。
1.4基于大數(shù)據(jù)支撐的智慧水務平臺將基本建成
經(jīng)過多年努力，上海水務部門已基本實現(xiàn)水源-水廠-管網(wǎng)的全流程監(jiān)控。全市四大水源地、37個水廠、94個泵站、300個管網(wǎng)在線監(jiān)測點和900多個人工在線監(jiān)測點，已實現(xiàn)一屏看全網(wǎng)、24h動態(tài)感知水質(zhì)信息。近期隨著二次供水在線數(shù)據(jù)信號接入，能實現(xiàn)水源-水廠-管網(wǎng)-二次供水的全過程、全覆蓋、全天候的水質(zhì)動態(tài)管理。供水信息化系統(tǒng)集實時監(jiān)控、自動預警、分析評估、應急處置等功能于一體，形成全市供水系統(tǒng)智能化管理平臺，上海供水水質(zhì)調(diào)控能力大大增強。[MA RK][MOREPA GE][/MOREPA GE][2]
1.5上海地標頒布實施
經(jīng)過2013~2018年5年的努力，全國首部地方水質(zhì)規(guī)范《生活飲用水水質(zhì)規(guī)范》DB31/T1091-2018于2018年6月頒布，同年10月實施。上海地標基于國標，參考了世界衛(wèi)生組織（WHO飲用水水質(zhì)準則》美國環(huán)境維護總署(USEPA 飲用水水質(zhì)規(guī)范》歐盟《飲用水水質(zhì)指令》三大國際規(guī)范最新版，并部分參考了日本《生活飲用水水質(zhì)規(guī)范》最新版。上海地標既滿足國家規(guī)范要求，又結合上海鄉(xiāng)村規(guī)劃要求和經(jīng)濟發(fā)展能力，積極接軌全球最新飲用水水質(zhì)規(guī)范，同時也充分考慮了上海水源水質(zhì)特征和供水保證能力，提出了具有上海地方需求特征的生活飲用水水質(zhì)規(guī)范。該標準的公布實施可為今后直飲水的評價提供依據(jù)。
02上海市政自來水直飲保證技術難點
2.1基于市政自來水直飲目標的管網(wǎng)輸配水技術
直飲水對水質(zhì)要求高，除了水廠凈水工藝須保證水質(zhì)合格、生物和化學性質(zhì)穩(wěn)定外，更重要的進行嚴格的管網(wǎng)水質(zhì)維持及控制。2025年前將全面完成水廠深度處置改造，基于直飲目標，來自凈水水質(zhì)的風險相對較低。但是管網(wǎng)輸配環(huán)節(jié)仍存在以下明顯問題:
1老舊供水管網(wǎng)亟待加快改造。上海中心城區(qū)供水管網(wǎng)中高危管線、隱患管線、落后管材改造量逾5000km郊區(qū)也有大量老舊供水管網(wǎng)亟需改造。
2輸配管網(wǎng)水質(zhì)化學穩(wěn)定性有待加強。進入管網(wǎng)的水質(zhì)穩(wěn)定性對于管網(wǎng)平安及生物風險控制具有重大影響，例如：水質(zhì)化學性質(zhì)不穩(wěn)定可引起水箱、水管、閥門、泵等的構造資料腐蝕，直接影響水中某些感官指標的改變，如濁度、色度、總鐵等。
3輸配管網(wǎng)中微生物風險控制技術有待研究，包括微生物水平與管網(wǎng)余氯的關系及控制、管網(wǎng)水質(zhì)與管網(wǎng)流速的關系及控制等。
4基于直飲目標的管網(wǎng)維護技術有待研究，涉及管網(wǎng)清洗、消毒、修復等技術。
2.2基于市政自來水直飲目標的二次供水技術
二次供水是實現(xiàn)直飲水供水的瓶頸之一�；谥憋嬆繕�，當前在二次供水環(huán)節(jié)仍存在以下明顯問題：
1老舊二次供水設施亟待加快改造。中心城區(qū)由于尚有老舊管線未改造，供水管網(wǎng)服務壓力較低，只能滿足1~3樓的供水需求，3樓以上需要二次加壓。據(jù)不完全統(tǒng)計，全市二次供水水箱水池近20萬只，局部水箱水池未能規(guī)范清洗消毒，存在細菌滋生等水質(zhì)風險。目前二次供水管網(wǎng)系統(tǒng)不完全密閉，水庫泵站、低位水池和屋頂水箱等多處存在敞口，這些敞口系統(tǒng)會導致外源污染，如搖蚊幼蟲（紅蟲）等。有必要開展新資料與新結構裝備（二次供水管網(wǎng)、水箱等）及管材技術經(jīng)濟比選研究。現(xiàn)有低壓供水模式導致管網(wǎng)流速普遍偏低，水齡較長，帶來管網(wǎng)水質(zhì)微生物滋生的風險。上海純水設備
2二次供水設施運行維護管理存在盲點和薄弱點。目前，上海市政府正逐步推進“管水到表”以中心城區(qū)為例，由自來水公司接管的二次供水設施在2億m2以上，但仍有將近2億m2二次供水設施由物業(yè)公司管理，專業(yè)化水平不高，飲用水全流程管理中的單薄點，運行維護存在盲點。
03上海實施市政自來水直飲的對策建議
3.1建立基于上海市直飲水水質(zhì)評估體系
水質(zhì)指標限值的確定主要基于毒理學數(shù)據(jù)。國的水質(zhì)規(guī)范主要是采標，及參考WHO飲用水水質(zhì)準則》美國環(huán)保局(USEPA 國家飲用水水質(zhì)規(guī)范》歐盟《飲用水水質(zhì)指令》等發(fā)達國家和地區(qū)的相關規(guī)范。關于直飲水評價規(guī)范，國目前沒有強制執(zhí)行的直飲水國家規(guī)范�，F(xiàn)行《建筑與小區(qū)管道直飲水系統(tǒng)技術規(guī)程》CJJT110-2017及《鐵路給水排水設計規(guī)范》TB10010-2016建設部及鐵路部門制訂發(fā)布的行業(yè)規(guī)范，二者均規(guī)定管道直飲水系統(tǒng)用戶端的水質(zhì)應符合《飲用凈水水質(zhì)規(guī)范》CJ94-2005山東省東營市在實施直飲水中使用《天然礦泉水檢測規(guī)范》GB8537-2008廣東省深圳市在建設鹽田優(yōu)質(zhì)飲用水示范區(qū)對“優(yōu)質(zhì)飲用水”定義為：經(jīng)檢測，凡是符合《生活飲用水衛(wèi)生規(guī)范》GB5749-2006規(guī)定的106項水質(zhì)指標的水可稱為優(yōu)質(zhì)飲用水，能否直接飲用需綜合考慮小區(qū)供水設施和用戶家中用水設施狀況、水在管道內(nèi)停留時間、個人自身情況等因素，目前正在組織編制深圳地標深圳市《飲用水衛(wèi)生規(guī)范》已實施直飲水的局部鄉(xiāng)村或組織的相關規(guī)范見表1
表1.直飲水鄉(xiāng)村和組織的相關規(guī)范
從表1中可以看出，上海地標與目前在用的凈水規(guī)范以及與國際上先進國家或城市相比，絕大部分指標已經(jīng)很嚴格，因此可作為上海直飲水水質(zhì)評估的規(guī)范。
3.2市政直飲水供水模式選擇
目前國內(nèi)直飲水供應有多種方式，如“1+2模式”1套市政管網(wǎng)+2套小區(qū)供水管網(wǎng)（1套小區(qū)自來水管網(wǎng)+1套直飲水管網(wǎng)）如包頭和東營模式中小區(qū)分質(zhì)直飲供水，上海世博園直飲水；1+n模式”1套市政管網(wǎng)+n個純水機，如中小學學生使用凈水器直飲供水；1+1模式”1套市政管網(wǎng)+1套小區(qū)直飲水管網(wǎng)，如深圳模式。但綜合考慮一次投資和運維成本，市政直飲供水是最經(jīng)濟且可實現(xiàn)普惠的供水模式。根據(jù)《上海市鄉(xiāng)村總體規(guī)劃（2017~2035年）中提高入戶水質(zhì)，滿足直飲的需求；依照十九大的安排，不時提升人民群眾的獲得感和幸福感，飲用水水質(zhì)提升應該作為普惠制，不能作為少數(shù)人的福利，所以上海的直飲水供水模式，應基于全市范圍內(nèi)實施市政自來水直飲的目標，從原水、水廠、管道輸送至用戶水龍頭，要求保證每個環(huán)節(jié)水質(zhì)均達到高品質(zhì)要求，不論是飲用，還是洗澡、洗菜都實行同一規(guī)范，全面提升日常飲水和用水的水質(zhì)。這個模式易于推廣，惠及廣大用戶，為市民提供更加平安健康的高品質(zhì)飲用水。
3.3基于市政自來水直飲目標的管網(wǎng)輸配水與二次供水技術提升
3.3.1管網(wǎng)結構布局優(yōu)化
管網(wǎng)的結構布局能夠影響末端飲用水的水齡、水質(zhì)和水壓。因此合理的管網(wǎng)結構布局對直飲水的穩(wěn)定和平安供應有著重要的作用。管網(wǎng)的結構布局分為從水廠到受水小區(qū)、單位的輸配管網(wǎng)的拓撲結構和小區(qū)、單位內(nèi)部的管網(wǎng)和二次供水設施的布局。輸配管網(wǎng)的拓撲結構優(yōu)化應在管網(wǎng)新建時就予以考慮，現(xiàn)有的輸配管網(wǎng)結構布局應能夠滿足直飲水從水廠到受水小區(qū)/單位的穩(wěn)定和高效供應需求上海純水設備。
3.3.2管網(wǎng)輸配過程中的水質(zhì)生物平安性保障
管網(wǎng)輸配過程中，余氯會隨著時間的推移而衰減，這使得末端飲用水水質(zhì)可能存在一定的微生物風險。因此為保證直飲水的平安性，需研究遏制或延緩余氯衰減的方法。紫外線氯化組合消毒相對于普通氯化消毒的效果更加卓越，或能從源頭上解決管網(wǎng)輸配過程中微生物平安保證難題。
3.3.3管網(wǎng)輸配過程中的水質(zhì)化學平安性保障
管網(wǎng)水化學性質(zhì)不穩(wěn)定可導致管網(wǎng)設施腐蝕引發(fā)黃水、黑水現(xiàn)象，因此應加強研究輸配過程中影響管材腐蝕的相關化學風險指標。由于凈水工藝對有機物指標控制的有限性和管網(wǎng)余氯保持的需要，各種已知或潛在具有毒性效應的含碳含氮消毒副產(chǎn)物也應受到繼續(xù)關注，需探究供水輸配管網(wǎng)中慣例含碳消毒副產(chǎn)物和新興含氮消毒副產(chǎn)物等化學風險源的變化規(guī)律，對比不同工藝水廠供水區(qū)內(nèi)消毒副產(chǎn)物變趨特征的差異性，重點考察各類消毒副產(chǎn)物與慣例水質(zhì)指標、管網(wǎng)余氯、管網(wǎng)材質(zhì)、輸水流速、輸水距離等因素的相互關系，構建輸配管網(wǎng)中消毒副產(chǎn)物類化學風險指標的濃度預測模型，分析影響消毒副產(chǎn)物生成風險的重要影響因子，并提出適用于不同工藝水廠供水區(qū)域的消毒副產(chǎn)物風險防控技術方案。
3.3.4基于市政自來水直飲目標的二次供水技術研究
目前上海市水箱水池等調(diào)蓄設施的總容積占日供水量40%以上，生活、消防水箱合用普遍存在蓄水設施容積偏大帶來水齡偏長和二次污染等問題。針對現(xiàn)狀，應積極開展優(yōu)化調(diào)蓄水量和運行控制模式，取消地下水池（取消或改為地面放置的低位水箱）水廠附近高壓供水區(qū)逐步取消多層建筑屋頂水箱的可行性研究，研究區(qū)域加壓代替小區(qū)加壓的技術可行性，開展新型管材、新裝備和系統(tǒng)集成裝置在二次供水中的應用研究。針對上海市居民二次供水設施種類多樣、運維水平整齊不齊的復雜情況，通過調(diào)研二次供水現(xiàn)狀，改造二次供水設施與優(yōu)化布局，制定二次供水設計規(guī)范，研究編制住宅室內(nèi)供水系統(tǒng)建造和使用指南，形成居民住宅區(qū)飲水可直飲評估體系，從而為實現(xiàn)2035年市政供水可直飲目標提供技術支撐。
3.4開展示范試點
一條完整的直飲水供水鏈條應包括供水水源（水廠）途經(jīng)供水管網(wǎng)、受水單位或居民小區(qū)的二次供水和戶內(nèi)內(nèi)裝管道和龍頭�？紤]到直飲水項目是一個復雜的系統(tǒng)工程，本著“統(tǒng)籌規(guī)劃，分步實施，試點先行，區(qū)域突破”原則，上海市直飲用水工程的推進可采取示范區(qū)的模式，率先在重點區(qū)域開展建設，并逐步推廣覆蓋。結合上海市直飲水項目研究和臨港新片區(qū)建設，開展直飲水示范區(qū)試點，形成可借鑒、可復制、可推廣模式，為上海市全市2035年供水規(guī)劃目標實現(xiàn)提供模板。
3.5飲用水平安保證管理技術體系建設
直飲水保證體系中，管理體系的建立和實施是整個保證體系的重點。通過加強水源地水質(zhì)的維護、水廠供水工藝的優(yōu)化、管網(wǎng)及二次供水設施的改造，確保供水全環(huán)節(jié)的風險控制，最終落實到各個環(huán)節(jié)的管理機制上。
依照WHO規(guī)定，建立基于市政自來水直飲目標的上海市水安全計劃，包括：對上海市不同水源典型供水系統(tǒng)進行全面描述，評估上海市不同水源典型供水系統(tǒng)中影響水質(zhì)達到直飲要求的潛在危害及風險。結合上海市《生活飲用水水質(zhì)規(guī)范》等相關水質(zhì)規(guī)范，研究分析水源、水處理、輸配水、二次供水、用戶等各環(huán)節(jié)中存在直飲水供應風險，研究建立風險評估方法。結合上海市水源水質(zhì)特征及歷史突發(fā)危害事件，研究確定危害的控制措施，確認控制措施有效性，考慮控制措施的前提下進行風險再評估，并對所有確認的未充分控制的風險進行優(yōu)化。提出影響直飲水水質(zhì)的危害控制措施監(jiān)控方案，以保證風險及其控制措施都有繼續(xù)監(jiān)控與應對方法。針對以上內(nèi)容以及正常運行和事故狀態(tài)時的管理和應急計劃，完善上海市供水水質(zhì)保證管理技術體系。
3.6制訂基于市政自來水直飲目標的實施戰(zhàn)略
開展自來水直飲宣傳，提高公共參與水平。通過開發(fā)應用水質(zhì)信息小程序、提升客戶服務響應速度、完善投訴體系等措施，全面推動包括管網(wǎng)末梢水、二次供水及龍頭水在內(nèi)的水質(zhì)信息公開工作，增強公眾對自來水水質(zhì)的信任感；通過微信公眾號、微博等媒介建立多種形式的信息雙向傳送途徑，增強供水企業(yè)與用戶的對話，以鄉(xiāng)村自來水直飲為契機，逐步實現(xiàn)由供水企業(yè)向公共服務類企業(yè)的轉型。綜合考慮直飲水項目需求、經(jīng)濟情況、民眾取向、政策支持、管理監(jiān)督、經(jīng)營模式等多重因素，分析潛在風險，結合規(guī)模與效益，選擇適合的供應范圍及供應模式，制訂直飲水實施戰(zhàn)略。
04小結
市政自來水直飲在國是一個新鮮事物，全面提升了日常飲水和用水的水質(zhì)，使鄉(xiāng)村自來水可直接飲用，易于推廣、惠及廣大用戶，為市民提供更加平安健康的高品質(zhì)飲用水，用戶又不需承擔過高的水費支出，即可享受較以往更優(yōu)質(zhì)的水資源。這種模式已為國際各大城市和地區(qū)廣泛采用。市政自來水直飲是一個系統(tǒng)工程，需要集合水務部門新工藝使用、新技術研究、新資料開發(fā)以及改造工程與服務，也需要政府提供資金和政策支持，同時還需要民眾的廣泛參與，更需要管理部門的監(jiān)督，這是一個全社會參與的工程，本文只是從技術層面對直飲水進行探討，希望給市政自來水實施直飲提供一些思考。
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