段煥豐
（同濟大學 環境科學與工程學院，上海 200092）

　　摘要 隨著城市生活水平的不斷提高，人們對用水的需求及水質要求日益增加，特別是飲用水，人們越來越要求使用到直接飲用凈水，以提高他們的生活質量水平。對此，許多大中城市正逐步試點實施直飲凈水工程，以滿足人們的各種用水的高質量要求。本文探討了在城市實行直飲凈水工程過程中有關技術上的可行性和可靠性；并且對于國內管網供水現狀條件下，推行直飲凈水工程存在的問題和解決對策作了理論上的技術分析；同時，對直飲凈水工程在可行性條件下也進行了經濟效益和風險分析。
　　關鍵字 直飲凈水工程 供水現狀 經濟效益 風險分析

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 背景與現狀分析

　　水是人類賴以生存的基礎，而水質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水質與健康的要求，人們越來越關注水質特別是飲用水質。自1998年3月上海市錦華小區第一個管道直飲水工程建成以后，人們開始認同并推行直飲水。上海、香港、深圳、廣州、杭州、北京等地紛紛推行或試點直飲凈水工程并取得了一定的成效。
　　目前國內供水狀況有著共同性的問題，表現為城市水資源短缺、地面水污染嚴重、生產工藝落后、城市設施老化以及水壓偏低等。如上海，盡管水源豐富，但是出現水質型缺水，并提出了在2010年全面實行直飲水目標；香港實行兩套供水管網系統分質供水，并且把用水量與用戶利益掛鉤，采用用水單價隨用水量增加而提高的政策，以鼓勵節水；廣州、北京等地也正在試點實施城市直飲水工程及其改造工程。
　　國外特別是歐美國家的城市供水系統供應的水都是可飲用的優質水。其原水一般都經過預沉淀，水廠處理工藝采用（預處理+常規處理+深度處理+消毒），管網水質采用水濁度、余氯、PH和細菌四大指標，另外在管材、自動化等方面都比國內有所先進。而國內的水質指標也與國外有相當差距，須逐步改進完善。
　　盡管國內與國外特別是發達的歐美國家相比，從技術和經濟現狀上都有相當一段差距，但是，隨著人們綜合素質和觀念的提高，在國內實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。特別是在幾個城區實行飲用凈水工程試點成功以后，這就更加增加了這方面的經驗以及加快了該工程的發展。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技術方面來探討。

2 關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去大膽使用直飲水。原則上講，符合標準的自來水都可以直接飲用，我們應該倡導大家使用直飲水。但是，在向廣大用戶宣傳或引導直飲前，需要對直飲的做出技術上的風險分析。這種風險主要體現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物，而這些原生動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水廠的主要難點。近年來各國專家用常規處理工藝及各種消毒劑去除隱孢子蟲作了大量研究，許多國家特別是美國日本這些發達國家對出廠水濁度提出了嚴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物。由此，我們可以根據這些國家的已有經驗，加強對這些不利因素的控制；同時，對城市管網作徹底的管網分離和定期沖洗，防止含糞便的污染物進入配水管網系統以及盡量降低管網水中色、鐵、錳、濁度、某些微生物和其他雜質濃度。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來推行城市直飲水工程，使廣大市民能夠用到高質水。

3 我國推行城市直飲凈水工程在供水現狀中存在的問題

　　在國內供水現狀條件下，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，而水廠水源多數很難達到預想的標準；出廠水質由于受到處理方法和工藝方面的限制也與飲用凈水水質標準有些差距；并且在水廠生產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到高峰時，水廠將會超負荷運行。這些都為實行城市直飲凈水帶來很大阻力。
　　其次是城市供水管網系統方面。直飲凈水將直接關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，多數城市仍然存在一部分老舊的管道，是否對其改造是實行直飲凈水的重要因素；另外，管網系統中的水質與水壓監測系統、信息管理系統（GIS）、管道施工、沖洗和爆漏搶修、管網運行方式等都對實行直飲凈水工程有很大的影響。
　　再者就是用戶管網與二次供水問題。與上面輸水管網一樣，用戶的配水管網的材質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，而現有的二次供水技術標準也有待進一步完善。
　　另外就是供水管理與法規方面。目前狀態下，很多情況是供水監督與管理職能不分，行業管理也有待規范化，水價政策不合理等，特別是對于分區供水，其供水成本與水價以及公平性之間存在一系列矛盾。
　　上述這些問題都是現狀中存在的并且是實行城市飲用凈水工程所要解決的難題。推行該工程結果的優劣與這些問題解決的程度將會有很大的關系。

4 解決對策

　　針對上述現狀中的問題，就目前城市飲用凈水的試點工程方案來說，主要就是解決其中的主要問題。
　　對于水廠的出水水質保證，從處理方法與工藝以及水源保護的角度出發，實行在水廠外的水源保護法規與政策，在水廠內實行水的深度處理相結合，爭取引進國外一些先進的技術方法，實現飲用凈水的水質目標；對于管網系統，就目前已有的管網現狀來說，最理想的就是在原來已有管道的基礎上，新建一套優質（管材）管網系統，以使用兩套管網系統實行分質供水，同時，最大程度上實現自動化控制與優化調度，管網采用環狀網供水，并且對流速過低存在死水區的地方進行實時連續監測以保證水質。
　　對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（不設加壓和儲水設備）
　　如圖1（a）所示的直接給水方式，當城市供水水壓下降或者停水時，室內水易發生倒流，從而造成污染。此時，可以增加逆流防止器如圖1（b）所示。

4.2 單設水箱的給水方式
　　如圖2（a）、（b）所示的單設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施用水量較大并需要進行壓力提升時，在其底部一般設有水池和提升泵站，以便在不同用水時的調節供水量和水壓。但是，設置這些水池也會帶來很多的問題，如浪費市政管網中的壓力能量、二次污染、管理不便等等，特別是供應水質較高的飲用凈水是更為突出。因此，有些水池有必要進行改造。其改造方案可有：（1）直接水泵供水，取消水池；（2）改造水池。對于第一種方案來說，可設變頻調速無負壓水泵來供水，這對于用水量變化不是很大時較為適用，其供水示意圖如下圖4所示；對于第二種方案來說，對一些較為特殊的用水單位，其用水是變化系數很大，繼續保留水池供水調節供水量，但是需對水池進行清理，并且平時進行嚴格管理，以保證水質。對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的余壓，不造成能量浪費，而且可以盡可能減少二次污染。

5 經濟效益與風險分析及其對策

5.1 用戶效益分析
　　在未實施飲用凈水工程以前，每戶每月消費4桶純凈水（以每戶3人計），每桶純凈水按10元計，共40元，用水約20噸左右，按每噸1.0元計，約25元，每月消費水費共計約60元。而在實施飲用凈水工程后，按照規劃，該用戶使用飲用凈水，每月約20噸左右，其費用基本同上，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，有益健康。所以，從用戶的效益角度，實施城市飲用凈水工程是必要、可行的。
5.2 風險分析
　　無論什么工程，都要承擔一定的風險，飲用凈水工程也不例外。該工程的主要風險因素包括：資金籌措風險，水廠投資回報風險，水廠水源水質下降風險，水廠工藝處理過程中承受氣候、水量、原水水質變化沖擊而致水質下降風險，爆管風險，二次污染風險等等。
5.3 對策
　　上述這些風險因素中任何一個因素都能影響到該工程的可行性，所以要實施飲用凈水工程，就得先解決好這些問題。從目前城市現狀來說，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現，水源水質可以通過相關政策來提高市民素質并保護水源，水廠可以設調節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（如上文所述措施）來降低風險。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 國內實例介紹

6.1 實例一
　　北京市最大規模的自來水戶內管線改造工程即北京奧運“直飲水”第二階段工程已經啟動。目前，北京市自來水廠的出廠水質量已經優于國家標準，但由于市內部分供水管線生銹，使得進入居民家中的自來水水質出現不同程度的下降。這次改造城市供水管線的目的，就是解決“直飲水”工程的關鍵環節——老舊管線的二次污染問題，以便如期實現2008年以前，北京居民喝上“直飲水”的目標。據了解，這次工程采用了當前最為先進的鍍鋅技術對供水管道進行防腐處理，這項技術可以在不破壞墻面、路面和建筑裝潢的情況下，對管道內壁進行除銹，而且可以自動尋找只有針眼大小的滲漏。
6.2 實例二
　　廣州將投資４７億元建設直飲水工程，使市民擰開水龍頭就能喝上符合衛生標準的飲用水。工程計劃到２０１９年全面完成。目前，廣州在中心城區的幾個區內實行試點工程，將對這些區域內的部分管道進行改造，其一期工程中管網改造投資就達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 實例三
　　全國一次建設規模較大的管道直飲水工程近日在東營市經濟適用房小區開工建設。據介紹，這項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工序，經過再加壓后通過管道直接進入居民家中，生產的純凈水干凈新鮮，質量不會有問題。工程完工后，居民在家中只要擰開水龍頭，直接就可飲用。 東營市經濟適用房小區管道直飲水工程總建筑面積211.87萬平方米，總規劃10542戶，是目前全國范圍內飲用水區域較大、飲用水用戶較多的一項直飲水工程。

7 結語

　　從上述分析可以看出，推行城市飲用凈水工程不僅僅是現代生活條件的需求，而且從技術上是可行的。但是，由于該工程在我國尚處于試點實行階段，較其他國家起步晚，技術上沒有其他國家成熟，所以，在實際實施過程中，還需根據國外已有經驗并充分考慮各城市的規模和經濟條件，以逐步擴大發展飲用凈水工程的推行力度和范圍。

參考文獻：

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作者：段煥豐(1982.9—)，男，安徽安慶人，同濟大學環境科學與工程學院　 郵編：200433

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