建筑与居住小区饮用水集中分质供水问题探讨

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1、1建筑与居住小区饮用水集中分质供水问 题探讨摘要：介绍了我国市政供水水质状况，现行的分质供水控制标准，以及常用的分质供水处理技术与工艺流程。在此基础上着重对分质供水的运行管理模式和水价问题进行了讨论。 关键词：分质供水 控制标准 处理技术 工艺流程 工程造价 运行管理模式 水价 近年来，国内饮用水集中分质供水系统在一些公共建筑和居住小区中试点建设和运行，随之 而来的一些问题如当前我国市政供水的水质状况、分质供水的水质控制标准、分质供水的处理技 术与处理工艺流程、分质供水的工程造价和制水成本，以及分质供水的管理模式，水价等引起了 人们的广泛重视和议论。笔者曾在编制居住小区给水排水设计规范和承担国

2、家“九五“科技攻 关项目2000 年小康型城乡住宅科技产业工程中“居住区水质、水压保障技术及节水技术“研究 专题时，对居住区内供水水质及供水水质保障技术作过一些调查、研究和开发工作，现结合自己 的工作，谈谈体会与想法。 1 我国市政供水的水质状况 关于我国市政供水的水质和供水管网系统的二次污染状况，全国各地曾做过不少调查测定， 比较全面和系统的调查有 20 世纪 90 年代初为编制城市供水行业2000 年技术进步发展规划向全 国 58 个大中城市自来水公司进行的水质管理情2况调查和 1997 年2000 年小康型城乡住宅科技产业 工程项目中子专题“居住区水质、水压保障技术及节水技术“进行的全国

3、性水质状况调查。 从调查的结果可以看出，我国大中城市自来水公司供水厂的供水水质基本上符合现行生活 饮用水卫生标准，35 项指标全年综合平均合格率达 99.39%；4 项常规指标全年综合平均合格率 也达到 98.73%。但是通过输配水管网，二次加压贮水设备的贮存到居民用水点的龙头，由于各种 原因引起的二次污染使水质质量明显下降。 这里还要说明两点：第一，两次调查数据分别是根据 1989 年城市供水统计年鉴和 1996 年自来水公司年度报表整理得出的，但据某些卫生防疫部门透露的资料，他们掌握的水的合格率 情况比调查结果要低。第二，两次调查合格率资料是按现行 1985 年制订的生活饮用水卫生标 准的

4、检测结果，该标准颁布于 1985 年距今已 16 年，应该说远远落后于形势。16 年来随着我国工 农业生产的飞速发展，大量含有各种有毒、有害物质的工业废水排入水体；随着人民生活水平的 提高，住房条件的改善，大量未经处理或只做简单处理的生活污水排入水体，我国的江、河、湖 泊受到严重污染，直接或间接地造成了饮用水水源的污染。目前我国地面水源的主要污染已由原 来的以泥砂为主的无机浊度物质变为各种有机物的污染，并且其中许多是有毒物质。城市给水厂 的以处理浊度物质为对象的常规处理也不能适应当前处理有机污染物的要求了。1990 年我国有识 之士开始着手编制城市供水行业 2000 年技术进步发展规划，其重要

5、内容之一是提出了提高供 水水质，“规划“中对各类公司都提出了 2000 年暂行水质目标 。二类和一类公司，参照了世界卫 生组织、欧共体 1991 年提出的原来水质标准修改的“建议书“以及我国国家环保局确定的 “水中优 先控制污染物黑名单(14 类 68 种)，分别提出了增加16 项和(16+35)项的水质目标。但是现在已经 2001 年，却未见任何强制性的法规3来正式制约自来水公司提高水质。同时，国家卫生部近年来组 织编制的生活饮用水规范(目的替代 1985 年标准)，“规范“规定了 34 项常规检测指标和 62 项非 常规检测指标至今迟迟未能批准公布施行(编者注：该“规范“已于 2001 年

6、 6 月 7日颁布并于 9 月 1 日 起实施)。所以可以说现在检测合格率依据的“标准“是一个低要求的标准，落后形势要求的标 准。现在水中存在对健康潜在危害的有机污染物，也已不是靠煮沸成“开水“就能去除的。 2 分质供水的控制标准 据卫生部门专家介绍，国际制定生活饮用水卫生标准的原则是按 3L/(人d)，饮用 70 年 无害来制定的。为了引导和规范我国的饮水市场，促进健康饮用水事业的发展，1999 年建设部审 查和批准颁发了强制性的行业标准饮用净水水质标准(CJ94-99)，该标准于 2000 年 3 月 1 日起 施行。 饮用净水水质标准是适用于以自来水或者符合生活饮用水水质标准的水为原水，

7、经深度 净化后可直接饮用的管道供水和罐装水的水质标准。该标准的指标值，是在生活饮用水卫生标 准(GB5749?85)基础上，进行优化调整、增加项目而形成的。制定时充分考虑了我国城市供 水行业 2000 年技术进步发展规划中指出的一类水司的 2000 年水质目标，同时参照了世界卫生组 织现行饮水水质准则(1996年)和美国、日本、欧共体的现行饮水水质标准。 可见，我国现行的饮用净水水质标准是一个与国际同类先进标准和健康水的要求靠拢的 标准，建筑与居住小区分质供水按此标准来控制应是安全可靠的，也是经济合理、符合我国国情 的。 3 分质供水的处理技术与处理工艺流程 43.1 分质供水处理技术 建筑与

8、居住小区饮用净水分质供水一般是以城市自来水为原水进行深度净化，所以处理对象 主要是自来水中优化调整指标的进一步净化，自来水原水中微污染的有毒有害物质和有机污染物 以及自来水在输水系统中的二次污染物。针对上述处理要求，结合建筑和居住小区特点，现在饮 用净水分质供水的常用处理技术有：机械处理、活性炭处理、膜处理和消毒处理等技术。如果自 来水中含硬度和溶解性总固体过低，或自来水经深度处理后使水中上述两指标的含量过低，则还 应有水中矿物质和微量元素调节的保障处理技术，一般可采用含矿物质的粒状介质(麦饭石、木 鱼石、珊瑚礁等)过滤器处理，使过滤出水增加一定量矿物盐。 3.1.1 机械处理 机械处理一般是

9、指机械过滤器也称介质过滤，它是采用砂滤或无烟煤或煤、砂双层滤料过 滤。通过机械过滤可达到去除水中铁锈和较大颗粒杂质，改善水质并能保证后面关键技术的正常 运行和处理效果。 机械处理器应选择合适的设计滤速并应定期反冲洗，保证处理效果。 3.1.2 活性炭处理技术 活性炭处理技术是深度净化的关键技术之一，它是利用活性炭结构具有发达的孔隙，比表面 积很大，从而具有良好的吸附特性，达到去除水中有机污染物和氯消毒后的氯化副产物的目的。 为了改善和提高活性炭的处理效果，近期还对臭氧?活性炭、生物活性炭、臭氧-生物活性炭 联用技术等进行了深入研究。活性炭过滤5前投加臭氧，使水中微量有机物氧化降解，其中一部分

10、变成 H2O 和 CO2，减轻了后续活性炭过滤的有机负荷；另一部分氧化降解变成小分子有机物质，易 于吸附，改善和提高了活性炭的吸附性能。同时臭氧化后水中氧的含量增加有利于生物活性炭表 面固化的微生物代谢，显著提高了活性炭的有机污染物的处理能力，延长了其使用寿命。 活性炭过滤必须经常进行反冲洗，定期再生，更换活性炭。 3.1.3 膜处理技术 近年来国内外膜处理技术在水处理领域中发展迅速，它也适应了当前生活饮水深度处理的要 求。膜处理技术的净化机理是藉膜的微孔筛分作用，但是在筛分的同时也会发生膜表面和微孔壁 上的吸附以及粒径与微孔口径相仿的微粒和溶质在孔中停留阻塞微孔。后两种情况的出现对处理 有害

11、无益。所以应根据被分离介质的粒径选择膜的孔径，还必须选用被分离介质与膜之间相互作 用弱的膜。用于生活饮用水深度净化的过滤膜常用的有：微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)和反渗 透(RO)膜。 3.1.4 消毒技术 3.1.4.1 臭氧消毒 臭氧在水的深度处理中能起到预臭氧氧化作用与后臭氧的灭菌作用。 有研究表明，臭氧的灭菌作用不但与臭氧投量和杀菌历时有关，而且与水中有机物 COD Mn 存在着负相关性。研究建议杀菌 3 个控制参数为：CODMn1.5 mg/L，投加量为 3 mg/L，接触时间为 5 min 较为安全。 3.1.4.2 紫外线消毒 6紫外线消毒现在是生活饮水分质供水常用的消

12、毒技术，其具有安全、可靠、运行管理简单、无有害副产物产生和经济等优点。但它也有光源强度小，灯管寿命短，无持续灭菌能力等缺点。我国 2000 年 6 月在北京通过了生活饮用水紫外线消毒器(行业标准)送审稿的审查工作。椐该标准要求，紫外线消毒器的进水水质要求为：浊度5 NTU，总含铁量0.3 mg/L，色度15 度，水温5，总大肠菌群数1000 CFU/L，细菌总数2000 CFU/mL。紫外线消毒器使用时，最小辐射剂量应大于16000 Ws/cm2，正常工作时不得小于 10000Ws/cm2。消毒器的最大照射水深与水质和灯管功率有关，对于 50 W 以下的灯管可取不大于 75 mm。 3.1.4

13、.3 电子消毒设备 电子消毒设备是利用微电流的电化学氧化还原反应对水中常见的微生物菌类杀灭的消毒设备，SHC 水质处理器(消毒处理器)于 2000 年 5 月通过产品鉴定，已投入批量生产。该设备的工作流量范围为 320 m3/h。 电子消毒水质处理器由处理器和控制箱两部分组成，处理器中装有形成低压电场的电极，水流通过电场则能起到消毒的作用，并可通过调节水流流过电场的流速和电场的电流密度来获得最佳的灭菌效果。控制箱是采用单片机系统进行程序控制的装置，通过对进水的流量检测和传感，按建立的数学模型软件进行控制，全自动地运行。 按该设备的企业标准规定，设备的使用条件为：环境温度-545。相对湿度80%

14、，水介质电导率260 S/cm，细菌总数1000 CFU/mL，总大肠菌群数30 CFU/L。该设备具有设备简单、处理效果稳定、无有害副产物生成，设备使用寿命7长，管理方便，节能，运行费用低等优点，并且经过该设备处理的水还具有 24 h 以上的持续灭菌能力。 3.2 分质供水的处理工艺流程 建筑和居住小区内饮用净水的处理工艺流程的选择，一定要根据原水的水质情况来确定。从上面分质供水处理技术介绍可以看出，不同的处理技术有不同的水质适用条件，而且不同的处理技术的造价、能耗、水的回收率、运行管理的要求等又是不相同的。采用不同的处理工艺流程将会直接影响到工程的投资和制水成本，并且相差的数额较大。城市自

15、来水的原水如果未受到污染，自来水的水质较好(合格率较高)，可推荐采用如下工艺流程：原水砂滤超滤(或微滤)消毒出水；原水精密过滤超滤消毒出水。 城市自来水的原水如果受到轻度有机污染，自来水的水质较好(合格率较高)，可推荐采用如下工艺流程：原水砂滤活性炭过滤消毒出水；原水活性炭过滤微滤(或超滤)消毒出水。 城市自来水的原水如果受到有机污染，自来水合格率又较低，可推荐使用如下工艺流程： 原水砂滤臭氧活性炭过滤超滤(或微滤)消毒出水；8原水精密过滤纳滤消毒出水。 城市自来水的原水如果受到有机污染的情况严重，自来水的水质很差，则应根据自来水水质检测资料，通过试验确定处理工艺流程。 4 分质供水的工程造价

16、与制水成本 建筑与居住小区饮用水分质供水工程试点建设以来，关于工程造价与制水成本的问题一直是人们关注的问题，因为瓶装和罐装水投入市场以来，水的价格是广大工薪阶层可望而不可及的。这样就使人担心小区内饮用水分质供水后，普通老百姓能否承受得了水的价格，分质供水能否给工薪阶层带来真正的实惠。据调查，饮用净水分质供水的工程造价与工程的规模和处理工艺流程的选择关系密切。但制水成本主要是由水资源费、动力费和工资福利费组成，如果供水规模很小，工资福利费占得比重就很大。因此要降低这些费用，选用的处理工艺流程一定要与净化要求相匹配，并且尽量选用水回收率高的处理工艺。建筑与小区内的饮水分质供水的工程造价，包括净水设备和配套管网的建设，按建筑面积来计一般 1020 元/m2，按户均摊算也只是 2000 元/户左右。制水成本根据原水的水质情况不同，选用相应的工艺流程不同，如果规范计算一般只是 3.010.0 元/m3。应该说这样的价格，当前