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蔣福春，康繼民，趙世嘏

（蘇州市自來(lái)水公司，蘇州 215000）

摘 要：供水水質(zhì)新標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)行對(duì)城市供水企業(yè)的水質(zhì)管理工作提出了更高要求。管理的思路為：在做好水源地的保護(hù)工作的同時(shí)建設(shè)備用水源，保障供水安全；在對(duì)原水水質(zhì)特點(diǎn)調(diào)查研究的基礎(chǔ)上，選擇合適工藝，通過(guò)加強(qiáng)工藝管理和工藝改造，提高出廠水水質(zhì)；制定并嚴(yán)格執(zhí)行原水突變時(shí)的應(yīng)急預(yù)案；增強(qiáng)突發(fā)事件的應(yīng)變能力；改進(jìn)和提高供水管網(wǎng)建設(shè)與維護(hù)水平，及時(shí)維護(hù)二次供水設(shè)施，創(chuàng)新二次供水管理模式，避免水質(zhì)的二次污染。

關(guān)鍵詞：水質(zhì)；管理；供水；安全

2005年建設(shè)部發(fā)布的《城市供水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（CJ/T 206-2005）與原國(guó)標(biāo)《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB 5749-85）相比，將水質(zhì)評(píng)價(jià)點(diǎn)從“出廠水”改為“龍頭水”，這要求供水企業(yè)嚴(yán)格控制原水、水廠、輸配水設(shè)施各個(gè)環(huán)節(jié)，以保障用戶端的水質(zhì)，而自2007年7月1日起實(shí)施的新國(guó)標(biāo)（GB 5749-2006）中，將原來(lái)的35項(xiàng)指標(biāo)增至106項(xiàng)，并對(duì)原標(biāo)準(zhǔn)35項(xiàng)中的8項(xiàng)進(jìn)行了修訂。聯(lián)系到國(guó)內(nèi)大部分水廠還在采用常規(guī)工藝的現(xiàn)狀，這要求從優(yōu)化工藝參數(shù)，增加預(yù)處理、深度處理環(huán)節(jié)等方面提高水處理的效果。以上表明新標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)行對(duì)城市供水企業(yè)的水質(zhì)管理工作提出了更高要求。

蘇州市自來(lái)水公司供水設(shè)計(jì)能力90萬(wàn)立方米/日，供水服務(wù)面積近570平方公里。近年來(lái)公司為了保障供水安全，提高供水水質(zhì)，不斷加強(qiáng)管理，創(chuàng)新機(jī)制。筆者結(jié)合自身的研究成果和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)了水質(zhì)安全管理的各項(xiàng)措施，包括水源水管理，水廠管理和管網(wǎng)管理三方面內(nèi)容。

1 水源水管理

太湖是蘇州市最重要的供水水源，水量較為充沛，隨著近年來(lái)太湖流域所受污染日趨嚴(yán)重，存在由藍(lán)藻暴發(fā)、底泥泛起導(dǎo)致的水質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)，屬于低濁、季節(jié)性高藻、有機(jī)微污染型的水體。為此，采取了取水口圍欄，工程清淤和投放吃藻類(lèi)的花漣魚(yú)苗進(jìn)行生物治理等一系列措施來(lái)保障水源地水質(zhì)。取水泵房配備了高錳酸鉀、粉末活性炭等應(yīng)急投加裝置，在實(shí)際運(yùn)行中發(fā)揮著重要作用。管理上采取多種手段擴(kuò)大監(jiān)測(cè)范圍，形成多道防線，提高水質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)警能力，提升水源地安全保障系數(shù)：

（1）利用市氣象局、環(huán)保局和水務(wù)局共同建立的“太湖藍(lán)藻監(jiān)測(cè)信息服務(wù)網(wǎng)”，及時(shí)掌握水源地和周?chē)虻乃|(zhì)情況。

（2）建立水源地 “全球眼”視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以遠(yuǎn)程監(jiān)控取水口及周?chē)闆r，為水源保護(hù)提供了又一道防線。

（3）通過(guò)共享環(huán)保局在水源地的原水水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)站，實(shí)現(xiàn)對(duì)原水水質(zhì)的多個(gè)關(guān)鍵參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

建設(shè)了西塘河應(yīng)急水源地，西塘河屬長(zhǎng)江支流，與同期太湖原水相比，色度、氨氮和耗氧量較高。為保證換用水源后出廠水的水質(zhì)，尢志磊等[1]對(duì)應(yīng)急水源進(jìn)行了調(diào)試。結(jié)果表明：由于廠內(nèi)的預(yù)處理和深度處理工藝對(duì)原水水質(zhì)的變化有良好的適應(yīng)性，出廠水各項(xiàng)指標(biāo)均符合CJ/T 206-2005中要求。因藥劑增加而導(dǎo)致制水成本上升約14.29元/103m3。盡管運(yùn)行成本有所增加，但應(yīng)急水源的建設(shè)極大提升了城市供水的安全性。

2 水廠管理

針對(duì)太湖原水小分子有機(jī)物多、容易暴發(fā)藻類(lèi)的特點(diǎn)，在下轄的X水廠中增設(shè)了臭氧預(yù)處理，臭氧生物活性炭深度處理工藝。下文以X水廠的情況為例說(shuō)明。

2.1 工藝管理

1）水廠工藝運(yùn)行管理。

圖1為太湖原水有機(jī)物分子量分布情況。可知原水中以小分子有機(jī)物為主，分子量小于10k的占58%。常規(guī)工藝對(duì)小分子有機(jī)物的去除效果有限，因此增設(shè)了臭氧預(yù)處理和臭氧活性炭深度處理工藝是十分必要的[2]。圖2為2010年1月14日，原水有機(jī)物突然升高的處理實(shí)例，可以看到雖然原水CODMn高達(dá)7.56mg/L，經(jīng)過(guò)預(yù)臭氧和常規(guī)工藝后迅速降低，砂濾池出水僅為2.38mg/L，再經(jīng)深度處理可以有效保證水質(zhì)。表明水廠工藝對(duì)原水變化具有較強(qiáng)的適應(yīng)性。圖3為工藝長(zhǎng)期運(yùn)行情況，可以看到砂濾池出水的濃度基本上都在2.5mg/L以下，經(jīng)過(guò)后續(xù)深度處理對(duì)CODMn去除，炭濾池出水基本在2mg/L以下。出廠水平均濁度<0.10NTU，表明工藝運(yùn)行狀況良好。藻類(lèi)高發(fā)期、西塘河水源切換期間，供水區(qū)域內(nèi)水質(zhì)零投訴。

工藝運(yùn)行期間，控制臭氧投量（預(yù)臭氧+后臭氧）在1.0-1.5mg/L之間，炭濾池接觸時(shí)間大于12min，炭濾池反沖洗周期為10-20天（生物量不超過(guò)300nmol/L）。為保證出水水質(zhì)，對(duì)處理工藝采取了：①加強(qiáng)過(guò)程水的監(jiān)測(cè)，及時(shí)調(diào)整工藝參數(shù)。②為降低使用臭氧帶來(lái)的溴酸鹽等消毒副產(chǎn)物風(fēng)險(xiǎn)，將水中余臭氧濃度控制在0.1mg/L。③對(duì)于生物炭帶來(lái)的生物泄露的風(fēng)險(xiǎn)，加強(qiáng)對(duì)炭濾池出水細(xì)菌的監(jiān)測(cè)，判斷細(xì)菌泄露程度，以便及時(shí)調(diào)整沖洗模式和消毒參數(shù)等措施。

2）高藻期混凝藥劑的比選。原水高藻期間，藻類(lèi)代謝產(chǎn)生的有機(jī)物中的酸性物質(zhì)與混凝劑的水解產(chǎn)物發(fā)生反應(yīng)，生成的表面絡(luò)合物附著在絮體顆粒表面，影響混凝效果。因此需在取水泵房投加高錳酸鉀，投量為0.6-2.0mg/L。由于原水管線較長(zhǎng)，反應(yīng)時(shí)間達(dá)8h，可起到較好的預(yù)氧化作用[3-4]。對(duì)預(yù)氧化后的原水，按如表1所列出的6種技術(shù)方案進(jìn)行混凝試驗(yàn)，效果如圖4所示。

表1 混凝技術(shù)方案

由圖4可知，方案4出水濁度最低，同時(shí)pH也在理想范圍內(nèi)。所以確定投加聚丙烯酰胺強(qiáng)化硫酸鋁混凝為最佳方案。另外,方案5出水濁度也比較理想，但方案6出水變差。得出可以通過(guò)投加適量的堿來(lái)調(diào)節(jié)pH值，改善混凝效果，但投量過(guò)大將導(dǎo)致沉后水的濁度上升且pH值也大幅度升高。生產(chǎn)實(shí)際中投加的聚丙烯酰胺在0.1mg/L以內(nèi)，硫酸鋁視原水變化而定，保證沉淀池出水濁度在1NTU以內(nèi)。

3）出廠水濁度和余氯控制。濁度是最常用的感官性狀指標(biāo)，直接反應(yīng)了水質(zhì)情況。余氯是保證供水生物安全的一項(xiàng)重要指標(biāo)。水中保持一定量的余氯，可以抑制微生物的生長(zhǎng)，出廠水余氯實(shí)際控制范圍0.6-1.2mg/L，濁度≤0.3NTU。

4）加強(qiáng)水質(zhì)檢測(cè)力度。目前已實(shí)現(xiàn)原水中濁度，氨氮，pH等指標(biāo)的在線監(jiān)測(cè)。同時(shí)公司建立了106項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)檢測(cè)能力的水質(zhì)監(jiān)測(cè)中心，方便及時(shí)了解各工藝單體出水和出廠水的水質(zhì)情況。

2.2 工藝改造

1）針對(duì)池壁上青苔滋生的改造。由于采用臭氧預(yù)處理，而臭氧在由純氧的制備過(guò)程中效率在10％左右，意味著對(duì)水有一個(gè)充氧的作用，這種狀況對(duì)藻類(lèi)的生長(zhǎng)非常有利。因此特別是在夏季光照充足的情況下，沉淀池出水槽和池壁上很容易有青苔滋生。而普通清掃后，由于表面變的粗糙，更易導(dǎo)致藻類(lèi)的附著。可以采用清潔后在表面涂一層鈍化膏的方式予以緩解。張雪等[5]發(fā)現(xiàn)綠光對(duì)藻類(lèi)生長(zhǎng)干擾作用明顯，提出選擇綠色玻璃蓋來(lái)抑制沉淀池、濾池、活性炭池內(nèi)青苔的生長(zhǎng)，也是一條解決途徑。

2）針對(duì)臭氧活性炭工藝可能產(chǎn)生的生物風(fēng)險(xiǎn)（脫落的生物膜，穿透濾池的成蟲(chóng)）。嘗試了在炭濾池的出水口加裝200目左右的不銹鋼篩網(wǎng)；在活性炭層下增設(shè)30-50cm的細(xì)砂墊層；在濾池，碳池頂加裝玻璃蓋，以防搖蚊產(chǎn)卵等措施。

3）加氯系統(tǒng)的改造。由于X水廠分兩期建設(shè)，清水池的建設(shè)考慮了部分二期工程，目前調(diào)蓄能力為30%。這樣雖然增強(qiáng)了水廠應(yīng)付突發(fā)事件的能力，但也導(dǎo)致清水在庫(kù)中停留時(shí)間較長(zhǎng)，水質(zhì)容易發(fā)生變化。因此除了對(duì)炭濾池出水進(jìn)行后道氯投加外，還對(duì)清水庫(kù)出水進(jìn)行補(bǔ)氯投加。存在不足為后加氯系統(tǒng)中無(wú)余氯探頭，補(bǔ)氯系統(tǒng)中探頭與投藥點(diǎn)距離太近，不能正確反映水中余氯量。經(jīng)過(guò)改造，增設(shè)后道氯的探頭，并移動(dòng)補(bǔ)氯探頭位置，自控方面采用后道氯比例投加，補(bǔ)氯指定濃度的方式加以控制。

4）臭氧自動(dòng)投加系統(tǒng)開(kāi)發(fā)。根據(jù)進(jìn)廠在線水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)信息和臭氧接觸反應(yīng)過(guò)程模型預(yù)測(cè)輸出，改變單位水體的臭氧投加量。自動(dòng)控制軟件于2009年7月正式投入使用，對(duì)比先前手動(dòng)控制投加的處理效果，深度處理工藝出水水質(zhì)更加平穩(wěn)，臭氧接觸池的余臭氧濃度控制精度更高，通過(guò)控制水中剩余臭氧濃度可以有效抑制溴酸鹽的生成風(fēng)險(xiǎn)。

2.3 水質(zhì)事故應(yīng)急預(yù)案

水質(zhì)安全不光體現(xiàn)在供水水質(zhì)在使用中不應(yīng)該給人體帶來(lái)短期或長(zhǎng)期的健康危害；同時(shí)也要求供水系統(tǒng)在原水水質(zhì)發(fā)生突變時(shí), 具有良好的應(yīng)急功能。公司水源地可能發(fā)生的水質(zhì)突變情況為：

1）藻類(lèi)暴發(fā)。藻類(lèi)暴發(fā)在夏季，供水的難點(diǎn)在于：由用戶用水量大導(dǎo)致生產(chǎn)任務(wù)重，原水水質(zhì)容易產(chǎn)生藻類(lèi)暴發(fā)的問(wèn)題；生產(chǎn)設(shè)備在夏季高溫和雷雨條件下容易運(yùn)作不正常，且一旦停水會(huì)造成極壞的社會(huì)影響。

從原水著手，加強(qiáng)對(duì)水源地的巡視及水草的打撈，如果太湖原水無(wú)法使用，可換用西塘河應(yīng)急水源，為確保泵站設(shè)備正常運(yùn)行，事先需進(jìn)行調(diào)試。

從工藝上，密切關(guān)注原水水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中溶解氧（DO）的變化。如果藻類(lèi)暴發(fā)，DO會(huì)有很明顯的下降，則立即在取水泵房投加高錳酸鉀，有利于后續(xù)混凝工藝中藻類(lèi)的沉降去除，同時(shí)為保證混凝效果，還會(huì)加入助凝劑PAM。加強(qiáng)各工藝單體出水感官指標(biāo)的檢測(cè)，判斷藍(lán)藻影響水質(zhì)程度，若水質(zhì)仍不達(dá)標(biāo)，需啟用二次絮凝投加裝置。水廠化驗(yàn)人員實(shí)時(shí)針對(duì)原水水質(zhì)進(jìn)行混凝劑和助凝劑的燒杯試驗(yàn)，確定最佳投量。

從物資準(zhǔn)備上，為了確保藻類(lèi)暴發(fā)應(yīng)急預(yù)案能順利執(zhí)行：需核實(shí)各類(lèi)應(yīng)急藥劑的庫(kù)存，檢查投加設(shè)備的情況。

從設(shè)備保障上，高溫期間加強(qiáng)了對(duì)主要工藝單體的巡視力度，排查設(shè)備隱患。為確保設(shè)備在正常溫度下工作，提高運(yùn)行效率，開(kāi)啟了部分重要工藝單體的制冷空調(diào)或風(fēng)扇。而對(duì)易遭雷擊損壞的設(shè)備，需加裝防雷模塊。

2）氨氮突然升高。雖然水廠的深度處理工藝對(duì)氨氮有一定的去除效果，但主要靠的是微生物的氧化分解，高氨氮季節(jié)一般發(fā)生在3月左右，此時(shí)溫度較低，微生物的降解效果不太理想，所以需要前加氯，氯與水中氨氮反應(yīng)生成氯胺。同時(shí)為了避免氯對(duì)活性炭上生物膜的影響，需將砂濾池出水中余氯控制在0.1mg/L左右。也可考慮在取水泵房投加高錳酸鉀以提高氧化去除氨氮的效果。

3）有毒化學(xué)品的泄露。蘇州地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，人口稠密，一旦水源地發(fā)生有毒化學(xué)品的泄露事故，必須采取可靠有效的應(yīng)急措施。可在取水泵房投加粉末活性炭（PAC）進(jìn)行吸附。

應(yīng)對(duì)水質(zhì)突變事故，需要在最短的時(shí)間內(nèi)采取有效措施。上面歸納了幾種應(yīng)對(duì)方法，而從管理制度上，也需要制定嚴(yán)格的信息傳遞制度 ,使水質(zhì)信息及時(shí)準(zhǔn)確傳遞 ,并在不同部門(mén)間實(shí)現(xiàn)信息共享,避免重大信息的緩報(bào)、漏報(bào)。

3 管網(wǎng)管理

根據(jù)公司水質(zhì)檢測(cè)中心和省市各級(jí)衛(wèi)生主管部門(mén)提供的檢測(cè)報(bào)告，X水廠出廠水水質(zhì)全面達(dá)到了GB5749-2006中的106項(xiàng)要求。在出廠水水質(zhì)不斷提高的情況下，管網(wǎng)及屋頂水箱等輸配水設(shè)施帶來(lái)的二次污染已成為阻礙水質(zhì)進(jìn)一步改善的瓶頸。

3.1 管網(wǎng)建設(shè)管理

1）舊管網(wǎng)改造。公司上世紀(jì)80年代使用的灰口鑄鐵管內(nèi)部沒(méi)有采取涂襯防腐，造成內(nèi)壁形成結(jié)垢層。不僅影響水質(zhì)，還會(huì)使過(guò)水?dāng)嗝婷娣e減小，造成供水壓力下降。為保證用戶水壓，勢(shì)必會(huì)加大二泵房電耗，同時(shí)增加管網(wǎng)漏損率。為此，公司有計(jì)劃的開(kāi)展了“老新村改造”等專(zhuān)項(xiàng)治理，將舊管道換為有水泥砂漿內(nèi)襯防腐的球墨鑄鐵管等耐腐蝕新型管材。

2）管道施工管理。包括新排管道沖洗消毒驗(yàn)收，改排管道施工后的沖洗及開(kāi)啟消火栓清放渾水等措施。同時(shí)還包括管材質(zhì)量，內(nèi)外防腐，接口情況和水壓試驗(yàn)等方面的監(jiān)督。在停水操作中，認(rèn)真審核閥門(mén)操作單，盡量避免改變管道中水流方向，將施工對(duì)水質(zhì)的影響降到最低。

3.2 管網(wǎng)維護(hù)管理

公司的三個(gè)水廠分別在市區(qū)的北面、西北面和西南面，因而市區(qū)的東南端成為管網(wǎng)的最不利點(diǎn)，一方面是水壓不穩(wěn)定，還有就是其處于管網(wǎng)末梢，停留時(shí)間長(zhǎng)，水質(zhì)存在隱憂。實(shí)際搶修中也發(fā)現(xiàn)，東南端區(qū)域搶修大管徑管道時(shí)，容易造成附近居民水龍頭中放出黃水，這可能是因?yàn)閾屝迺r(shí)局部水壓變化，容易使死水移動(dòng)。為此公司每年夏季高峰供水前都會(huì)組織力量對(duì)位于管網(wǎng)末梢區(qū)的消火栓和橋管落水閥進(jìn)行集中開(kāi)啟，清放管網(wǎng)中渾濁的自來(lái)水。

3.3 二次供水管理

1）多層建筑的水箱維護(hù)。由于屋頂水箱內(nèi)的水停留時(shí)間較長(zhǎng)，余氯消耗光后微生物生長(zhǎng)導(dǎo)致水質(zhì)變差，夏天容易產(chǎn)生水質(zhì)不達(dá)標(biāo)的問(wèn)題，為此每年會(huì)定期進(jìn)行清洗，并與水質(zhì)檢測(cè)中心配合，高溫時(shí)取水樣化驗(yàn)分析，確保水質(zhì)安全。而為了從根本上排除水質(zhì)隱患，杜絕二次污染，在具備供水壓力條件的區(qū)域都將陸續(xù)進(jìn)行直供水改造。

2）二次供水管理模式。目前高層及小高層建筑的二次供水設(shè)施有的屬于公司，有的屬于用戶。產(chǎn)權(quán)的多元化使得其日常清洗與維護(hù)的責(zé)任不明。經(jīng)過(guò)對(duì)供水區(qū)域內(nèi)的高層及小高層的二次供水設(shè)施進(jìn)行調(diào)查[6]，結(jié)果表明：蓄水池內(nèi)平均水力停留時(shí)間約為11.5h，個(gè)別超過(guò)24h。水池性狀為方形，底部和各面夾角易積淤泥。檢測(cè)了56個(gè)水樣中的11個(gè)指標(biāo)（如表2所示）。超標(biāo)嚴(yán)重的指標(biāo)為濁度、錳、鐵和鋅。這些超標(biāo)的指標(biāo)嚴(yán)重影響了供水水質(zhì)的感官，導(dǎo)致用戶投訴。

表2 二次供水水質(zhì)檢測(cè)結(jié)果

針對(duì)這種情況，可以內(nèi)部設(shè)置專(zhuān)門(mén)的管理機(jī)構(gòu)。對(duì)于新建的高層住宅，由開(kāi)發(fā)商與公司簽訂二次供水設(shè)施的建設(shè)，管理和運(yùn)行協(xié)議，杜絕由結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理或材料不過(guò)關(guān)帶來(lái)的水質(zhì)隱患；對(duì)于已有設(shè)施，產(chǎn)權(quán)人可以將其轉(zhuǎn)交給公司統(tǒng)一管理維護(hù)，從而保證用戶龍頭水的水質(zhì)。

4 結(jié)語(yǔ)

水質(zhì)管理是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，要求供水企業(yè)嚴(yán)格控制生產(chǎn)、輸送的各個(gè)環(huán)節(jié)，消除隱患?？傮w思路為：在做好水源地的保護(hù)工作的同時(shí)建設(shè)備用水源，保障供水安全；在對(duì)原水水質(zhì)特點(diǎn)調(diào)查研究的基礎(chǔ)上，選擇合適工藝，通過(guò)加強(qiáng)工藝管理和工藝改造，提高出廠水水質(zhì)；制定并嚴(yán)格執(zhí)行原水突變時(shí)的應(yīng)急預(yù)案；增強(qiáng)突發(fā)事件的應(yīng)變能力；改進(jìn)和提高供水管網(wǎng)建設(shè)與維護(hù)水平，及時(shí)維護(hù)二次供水設(shè)施，創(chuàng)新二次供水管理模式，避免水質(zhì)的二次污染。供水企業(yè)只有長(zhǎng)期不懈，嚴(yán)格執(zhí)行管理上的各項(xiàng)措施，才能保證水質(zhì)安全。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 尢志磊，蔣福春，華偉. 西塘河應(yīng)急水源工程建設(shè)與運(yùn)行. 供水技術(shù)，2010，Vol. 4(4)：56～58

[2] 尢志磊，陳玲瑚，蔣福春. 生物活性炭濾池初期運(yùn)行效果評(píng)價(jià). 中國(guó)給水排水，2009，Vol. 25(16)：93～96

[3] 蔣福春，華偉，陳玲瑚等. 太湖流域含藻原水的處理技術(shù)及運(yùn)行效果研究. 供水技術(shù)，2008，Vol. 2(3)：24～28

[4] 蔣福春，施凱，陳健等. 聚丙烯酰胺選型及其助凝條件優(yōu)化的中試研究. 水工業(yè)市場(chǎng)，2008，Vol. 11(1)：42～45

[5] 張雪，蔣福春，李琴等. 光干擾法抑制凈水構(gòu)筑物上青苔的效果與機(jī)理研究. 給水排水，2010，Vol. 36(10)：53～55

[6] 蔣福春，陳玲瑚，鄒建萍. 蘇州市二次供水狀況調(diào)查及對(duì)策研究. 供水技術(shù)，2009，Vol. 3(5)：62～64