提高水質，貫徹執行《城市供水水質標準》 羅啟達 周云 陳偉 孫堅偉 張群
（上海浦東威立雅自來水有限公司 201206） 1 概述 日前，國家領導人胡錦濤總書記指出：“飲用水安全問題關系到廣大人民群眾的健康，必須高度重視。要通過科學論證，研究采取治理污染源、改進自來水凈化處理等措施，從根本上解決問題，把以人為本真正落到實處。”溫家寶總理提出 “讓人民群眾喝上干凈的水”。
建設部適時地頒布了311號公告，將《城市供水水質標準》（CJ/T206-2005）作為城市供水行業的產品標準，于2005年6月起正式實施。
新《標準》與《生活飲用水衛生標準》（GB5749-85）相比，檢測項目由35項增加到93項，其中有5個總量項目，包括分項檢測，總項目達101項（不包括TOC試行項和甲胺磷暫定項）。其中常規檢測項目42項，非常規檢測項目59項。而且，對項目的限值有更嚴格的要求。
（1）針對工業廢水和農藥污染的趨勢，增加了對有機污染物和農藥的檢測項目。其中，有機污染物由過去的2項增加到27項；
（2）針對水處理中消毒劑使用狀況，在提高消毒效果的同時，增加了對消毒副產物檢測項目，并作了嚴格限制；
（3）吸取國外的教訓，增加了對原蟲類病毒體的檢測項目（例如兩蟲）；
（4）將CODMn列入出廠水和管網水的日檢項目，并列入合格率考核。
建設部和上海市水務局要求上海市水司：一是按照新標準進行檢測；二是供水水質要達到新標準要求。這對上海的供水企業，均存在不少困難。
探討如何克服困難，貫徹執行新標準，對于提高居民的健康水平，優化城市基礎設施體系，改善投資環境，有利于上海成功舉辦世博會，均有積極意義。 2 提高水質檢測能力 根據建設部、衛生部、上海市水務局的規定，集中式供水單位應實行公司、水廠、運行班組三級水質檢驗制度。
1999年上海市自來水公司經改革重組后，浦東公司只有水廠及運行班組兩級水質檢驗，公司一級水質檢驗項目完全委托國家城市供水水質監測網上海監測站（即上海市自來水公司水質科）測定。而廠級檢測項目包括部分非國標項目在內共23項，離新《標準》要求的101項還相距甚遠。
合資公司成立后，為提升對外服務的水平和質量，樹立企業的良好形象，公司于2005年1月組建了水質中心。經過近9個月的運行，對照新《標準》要求的檢測項目，目前已列入日常測定的項目共計69項，6月起完成原水（29項）和出廠水常規檢測項目（37項），年底完成非常規項目中的主要項目。 3 強化常規處理工藝，增設深度處理工藝 3.1 原水水質分析
公司6個水廠設計處理能力126萬噸/日，其中86萬噸/日（占69%）的原水來自黃浦江上游原水，40萬噸/日（占31%）的原水來自長江水。
黃浦江上游原水水質基本屬于地表水環境質量標準（GB3838-2002）Ⅲ－Ⅳ類標準，具有藻類較低、高錳酸鉀指數（CODMn）高（5.5~8.6mg/L）、季節性氨氮較高（0.03~2.2mg/L）、錳含量較高（0.02~0.42mg/L）及低分子量溶解性有機物占多數的特征。黃浦江原水中分子量小于3k（千道爾頓）的溶解性有機物在60％左右，常規工藝基本沒有去除效果。
長江原水中陳行水庫水水質好，長江口陳行區域水源水質總體評價為地表水環境質量標準（GB3838-2002）Ⅱ—Ⅲ類，水質波動小，濁度低，耗氧量、氨氮、錳濃度較低。2004年，氨氮年平均值達到Ⅰ類水體標準，CODMn在Ⅰ~Ⅱ類水體之間，錳全年低于0.1mg/L。
凌橋頭部就地原水水質相對陳行水庫原水差，好于黃浦江上游原水。2004年頭部水氨氮平均濃度為0.77mg/L，CODMn平均值為5.0mg/L，錳全年平均值為0.28mg/L。但是，就地原水中泥砂含量較高，有利于混凝和沉淀。
3.2水廠工藝處理現狀分析
3.2.1 以黃浦江水為原水的水廠
（1）常規處理工藝水廠
黃浦江原水中分子量小于3k（千道爾頓）的溶解性有機物在60％左右，常規工藝基本沒有去除效果。采用強化常規工藝，能進一步降低出廠水濁度，但難以將CODMn控制在3mg/L以下，出廠水生物穩定性仍然較差。根據檢測數據，經常性超標項目有：氨氮、耗氧量、錳3項。2004年統計數據見表1。 2004年水廠出廠水部分指標合格率統計表 表1 |
出廠水氨氮 |
出廠水CODMn |
管網水錳 |
≤0.5mg/L |
≤3mg/L |
≤5mg/L
（特殊情況：原水耗氧量>6mg/L時） |
≤0.10mg/L |
臨江 |
48.6% |
0 |
100% |
74.7% |
楊思 |
45.6% |
0 |
71.0% |
81.4% |
陸家嘴 |
49.2% |
0 |
80.2% |
居家橋 |
43.7% |
0 |
65.1% |
凌橋 |
32.9% |
98 %（1） |
100% |
98.2% |
合計 |
50.1% |
30.3% |
85.6% |
84.2% |
注：（1）為以陳行水庫水作為原水的處理效果，以就地原水處理CODMn去除率將下降。
3項中，耗氧量列入出廠水和管網水的合格率考核，全公司合格率30.3%，達不到建設部規定的95%的合格率。
偶爾超標項目有：酚、陰離子合成洗滌劑、鐵、色度等，其中鐵、色度出廠水均合格，主要反映在管網水有升高。
（2）采用臭氧+活性炭深度處理工藝的周家渡水廠
周家渡水廠于2000年進行了臭氧+活性炭深度處理工藝的改造，至今已經運行4年多時間，2004年10月對四格活性炭濾池進行了換炭。
對2002年和2003年兩年的運行數據（主要CODM與NH3-N）進行了統計分析，統計結果表明：
（1）周家渡水廠臭氧+活性炭深度處理工藝對黃浦江上游原水NH3-N的去除效果很好，其中：
a. 2002年原水NH3-N濃度在0.05-1.50mg/L，平均值0.42mg/L；出廠水NH3-N濃度在0.02-0.30mg/L，平均值0.07mg/L，出廠水NH3-N≤0.5mg/L的合格率在100%。
b. 2003年原水NH3-N濃度在0.05-1.50mg/L，平均值0.46mg/L；出廠水NH3-N濃度在0.02-1.0mg/L（在2003年底出現出水值升高現象），平均值0.09mg/L，出廠水NH3-N≤0.5mg/L的合格率在97.1%。
在冬季和春季原水NH3-N值高的時期，盡管水溫很低，周家渡水廠的深度處理工藝對NH3-N的降解效果仍然很高，能滿足CJ/T206-2005的新水質標準。見曲線圖1。 
圖1 2002年周家渡水廠原水和出廠水NH3-N指標
（2）周家渡水廠臭氧+活性炭深度處理工藝對黃浦江上游原水CODMn的去除效果好，但是未能達到CJ/T206-2005新水質標準要求的出廠水CODMn≤3.0mg/L的合格率在95%的要求，另外2003年處理效果下降。這通過水廠的優化運行（包括合理控制加礬量、提高常規處理效果、調節預臭氧、中間臭氧量、優化活性炭濾池的反沖洗效果等）可以予以解決，2003年的處理效果降低與活性炭濾池使用已經3年半有關系。
a. 2002年原水CODMn濃度在3.90-9.40mg/L，平均值6.20mg/L；出廠水CODMn濃度在2.00-3.40mg/L，平均值2.70mg/L，出廠水CODMn≤3.0mg/L的合格率在90%。
b. 2003年原水CODMn濃度在4.10-7.20mg/L，平均值5.80mg/L；出廠水CODMn濃度在2.00-3.60mg/L，平均值2.70mg/L，出廠水CODMn≤3.0mg/L的合格率在83%。見曲線圖2。 
圖2 2002年周家渡水廠原水和出廠水CODMn指標
3.2.2 以長江水為原水的凌橋水廠
凌橋水廠出水情況較好，采用陳行水庫原水錳和耗氧量（以≤3mg/L計）合格率都在98%以上。氨氮（以≤0.5mg/L計）合格率低，只40%以下，這同浦東地區管網長、采用氯胺消毒有關系。
此外，采用頭部原水時的出水耗氧量去除率有所降低，并存在酚偶爾超標現象。
3.3 提高水質的途徑
3.3.1針對黃浦江上游原水水質，呼吁上海市加強水源地的保護，加強原水生物預處理效果，改善原水水質，使黃浦江原水質量達到Ⅲ類水標準。
3.3.2加強常規處理
加強水廠常規處理的管理是提高水質的基本措施之一。
（1）控制好日常運行中的幾項關鍵性指標：如濁度、余氯和細菌。
a. 濁度
很多水質指標都隨著濁度的降低而降低。例如：非溶解性有機物將隨濁度的降低而部分去除；賈第鞭毛蟲及隱性孢子蟲的去除率也隨濁度降低而增加。
建設部新標準濁度標準值為1NTU，但不少城市將出廠水濁度降到更低。如上海浦東威立雅自來水有限公司2003年和2004年出廠水年平均濁度分別 0.11和0.13NTU。近三年出廠水、管網水年平均濁度及管網水濁度小于1NTU的合格率如表2。 2002～2004年平均濁度匯總表 表2 |
2002 |
2003 |
2004 |
出廠水濁度（NTU） |
0.20 |
0.11 |
0.13 |
管網水濁度（NTU） |
0.41 |
0.33 |
0.34 |
<1NTU合格率（%） |
99.85 |
99.57 |
99.89 |
b. 余氯
為保證微生物安全，需要在水廠內維持一定的CT值（C為接觸后消毒劑剩余濃度，T為接觸時間），并維持出廠和輸配水過程中一定的剩余消毒劑量，抑制水中殘存的病原微生物在管網中再度繁殖。
世界衛生組織準則指出，從健康角度，余氯要小于5mg/l；從感官角度，余氯宜0.6-1mg/l，日本舒適性水質要求氯小于1mg/l。
在完善消毒并保持管網要求余氯的情況下，應盡量降低出廠水余氯，特別是過程水中有游離氯時。上海浦東威立雅自來水有限公司所屬凌橋水廠（原水為長江水，氨氮較低）和周家渡水廠（采用深度處理工藝）過程水均含游離氯，若出廠水余氯超過1.0mg/l的話，消毒副產物超標的可能性就很大。具體見表3。 周家渡出廠水余氯與部分揮發性鹵代烴濃度比較 表3 日期 | 余氯（mg/L） | 氯仿（μg/L） | 四氯化碳（μg/L） | 三鹵甲烷（μg/L） | 2005-04-05 | 1.1 | 4.57 | 0.027 | 85.13 | 2005-04-19 | 1.1 | 3.71 | 0.015 | 89.16 | 2005-04-26 | 1.1 | 5.60 | 0.022 | 92.96 | 2005-05-11 | 0.9 | 2.15 | 0.048 | 51.47 | 2005-05-17 | 1.3 | 4.66 | 0.026 | 155.3 | 2005-06-16 | 1.3 | 3.00 | 0.009 | 167.8 |
（2）合理選用助凝劑。
使用助凝劑是提高混凝沉淀效率和改善過濾性能的一個重要措施，尤其是在低溫、低濁等難以處理的原水。
浦東臨江水廠于2005年年初著手進行投加陰離子助凝劑聚丙烯酰胺的應用試驗和研究。試驗表明：聚丙烯酰胺作為凈水助凝劑，在提高水質的同時可有效降低礬耗。其在超負荷運行狀態下的效果更為突出，在確保優質供水的前提下，可超設計能力40%運行。
（3）提高水廠自動化程度。
水廠運行自動化主要體現在混凝劑加注自動化，以穩定沉淀水出水濁度；加氯閉環自動化，以穩定加氯后的余氯值；濾池運行自動化，保持濾池最優化運行和水泵閥門開閉遠程化。
在生產全過程實行自動化后，上海臨江水廠的生產一線當班工人由97年建廠初期的10人/班減到了現在的3人/班。既提高了勞動生產力，又提高了制水生產的穩定性。
（4）加強在線水質儀表管理，實施動態水質監測。
上海浦東威立雅自來水有限公司下屬各水廠在進水，沉淀池出水、濾后水及出廠水均安裝了在線濁度儀，在沉淀水、濾后水和出廠水安裝了在線余氯儀；部分水廠在原水、出廠水還分別安裝了在線氨氮儀、pH儀。并且對主要的運行參數如濁度和余氯均有越限警報，能在控制室監視，以便及時發現問題，采取措施。
（5）采用高錳酸鉀預氧化工藝。
浦東凌橋水廠于2003年率先完成了高錳酸鉀預處理項目。提高水質效果非常明顯。具體見圖3。 
圖3 管網水錳合格率比較圖
浦東居家橋、陸家嘴兩個水廠也于2004年相繼完成了高錳酸鉀預處理項目，均有一定效果。
臨江水廠在2005年年底即將結束的擴建工程一期項目中采用錳砂濾池，對錳將有一定的去除效果，具體情況有待運行結果。
周家渡水廠由于采用臭氧+活性炭工藝，故錳的合格率相對較高。
3.3.3 采用深度處理。
控制加藥量，降低出廠水濁度（尤其是居家橋、楊思、陸家嘴三個水廠），可以降低水中有機污染物濃度。但是對CODMn的降低很少，例如臨江水廠出水濁度控制在0.10NTU左右，對CODMn的去除率在45%左右，比楊思、居家橋水廠去除率高5%左右（出水濁度在0.20-0.25 NTU），但仍然無法達到 ≤3mg/L的標準。據國家城市供水監測網上海監測站統計，2004年全市黃浦江原水水廠出廠水CODMn≤3mg/L的合格率僅為17%，出廠水氨氮小于0.5mg/l的合格率僅為50%左右。
針對黃浦江上游原水的水質特點，在強化常規工藝的同時，采用臭氧+活性炭深度處理工藝，才可以全面提高出廠水水質。
3.3.4 加強管網水質管理和監測。
一個完整的供水系統，包括從水源到用戶水龍頭的全過程，要始終保證向用戶供應符合標準的自來水，需要對供水系統進行水質全過程控制和管理。
但是，影響管網水質的因素眾多。主要包括：部分管網使用年限過長；質量差；流速低；二次供水系統受到污染及管理不到位等。
上海浦東威立雅自來水有限公司水質中心自2005年元月正式運行以來，重點加強了管網的水質管理。每天按要求對管網水進行采樣和分析，并將檢測報告及時反饋給水廠和管網部。同時加強了對新鋪設管道的清洗、消毒和泵站水庫每年1次的清洗消毒工作；積極配合管網部解決用戶的水質投訴問題。
近年來，上海浦東自來水公司在提高管網水質上做了許多具體工作。例如：對使用年限較長或質量差的供水管道進行更新改造或刮管涂襯；定期沖水和放水；建立SCADA（數據獲取與監測系統）、GIS（地理信息系統）和水壓模型三套管網管理軟件，利用計算機技術模擬控制管網的流態，減少低流速管段，消除死水管段等。 4 結束語 （1）黃浦江上游原水水質較差，呼吁上海市環保局加強水源地的保護，提高原水生物預處理效果，改善原水，使黃浦江原水達到國家規定的集中水源標準——即地表水Ⅲ類標準。
（2）對照新標準，上海出廠水經常性超標項目有氨氮、耗氧量、錳3項，管網水水質狀況還需要進一步統計、分析。
（3）周家渡水廠的臭氧+活性炭深度處理工藝對黃浦江原水的處理效果良好，對氨氮、耗氧量、錳3項的去除率很高。所以根據實際情況，對于黃浦江原水水廠應實施深度處理工藝，確保出廠水指標達到新標準的要求；長江原水水質較好，目前能達到合格率要求。
（4）高錳酸鉀預氧化工藝除錳效果明顯，在上海深度處理工藝尚未實施之前，各水廠還是有必要盡快落實高錳酸鉀除錳工藝，以提高出廠水和管網水錳的合格率。
（5）針對陸家嘴等老水廠，可以通過舊設備的充分利用與改造、助凝劑或助濾劑的合理選擇與投加及凈水工藝參數的優化等措施，來提高出廠水水質。
（6）加強在線水質儀表管理，提高水廠自動化程度是給水行業的發展方向。 | 
