1、饮用水安全是关系国家安全和人民身体健康的重大问题，在水源污染和饮用水标准不断提高的双重压力之下，我国供水行业面临空前的挑战。2006 年 3 月，我国饮用水行业首个“863” 科研课题“南方地区安全饮用水保障技术”课题顺利通过验收，专家组评价，该课题针对南方地区饮用水水源的水质特点，以解决低浊、高藻、有机污染等问题为重点，从水源、水厂、管网环节进行系统的研究和技术开发，在水源水质预警、高效混凝与投药自控系统、活性炭性能评价、臭氧接触优化设计、生活活性炭优化技术、清水池工艺设计的优化、管网水质模型、红虫综合防治、饮用水及其净化技术等方面均取得了创新性成果，为南方地区饮用水安全保障提供了可靠的技术
2、支撑，具有良好的应用前景，也为深圳市 2012 年全面实现优质饮用水的目标提供了可靠的科学技术支持。 课题负责人，深圳市水务（集团）有限公司总工程师张金松告诉记者：“水污染问题具有多样性和复杂性，要实现饮用水安全保障，课题研究的技术路线必须面向整个供水系统，从水源、水厂到管网全流程采取相应的安全保障措施，寻求系统化的技术方案。”记者了解到，经过 3 年攻关，课题组建立了涵盖水源、水厂净化和管网输配的全方位城市饮用水安全保障技术系统，强化了水厂对重要目标污染物的去除与控制，改善了供水水质的化学和生物稳定性，并结合先进的饮用水安全评价方法对饮用水工艺及水质进行了全面的安全评价，构筑了适合新时期饮用
3、水安全保障的水质管理体系。 差异化技术体系可提供 10 年安全保障 “水厂水质净化是饮用水安全保障技术的核心。”张金松告诉记者，水厂水质净化的关键，是如何通过预氧化、混凝沉淀、过滤和消毒等多级屏障，对浊度、藻类、各种有机、无机污染物及微生物进行高效去除或灭活，同时还要尽可能减少在水处理过程中加入或产生新的污染物。 然而，南方地区人口密度高，环境污染比较严重，加上年平均气温高，容易引发水体富营养化。由于靠海较近，还存在海水倒灌等引发的一些特殊水质问题。他说：“虽然南方地区水源水质存在低浊、高藻、微污染等共性特征，但不同地区之间，不仅污染物种类和污染程度有所差异，而且社会及经济发展水平也很不平衡。
4、因此，尽管各地区都有提高饮用水质安全保障水平的需求，但在净水工艺的选择上，还存在技术路线的差异。”不过他表示，围绕课题所形成的关键技术和示范工程，再吸纳国内外先进、成熟工艺和技术，已建立了3 套差异化的技术体系，可在未来 510 年内，为南方地区安全饮用水提供技术体系保障。 他介绍，对于社会和经济发展水平高、政府和用户对优质饮用水需求迫切的地区，如果水源水污染严重，可以采用以臭氧-活性炭为核心的深度处理工艺，在强化有机物的去除的同时，显著改善水的色、嗅、味等感官指标。“当前，臭氧活性炭在国内已经逐渐成为深度处理的主流工艺，也应用在我们的示范工程中，取得了良好的效果。据我了解，很多地区的水厂都在
5、规划采用该工艺，而我们的研究，将为这一工艺体系在国内的应用和发展提供重要的技术支撑。” 作为水处理系统中最基本的工艺单元之一，混凝沉淀是浊度和藻类去除的关键环节，对有机物也有一定的去除效果。因此，若通过常规工艺的改善和强化就能够达到水质要求，将会大大节约投资和运行成本。他说：“我们在课题中建立了以常规工艺多重强化为核心的适用技术体系。对于水源符合地表水环境质量标准中的类水体，可以通过高锰酸盐预氧化工、高分子混凝剂强化混凝、生物活性滤池强化过滤，可以使出厂水耗氧量可低于 3mgL，满足生活饮用水水质卫生规范、建设部城市供水水质标准和深圳市水务集团 2010 年供水水质目标的要求。在 863 课题
6、实施期间，我们成功地应用该技术体系，解决了浙江长兴水务第二水厂面临的水质问题。” 张金松还告诉记者：“膜分离技术作为新兴工艺，目前在应用中还受到运行成本和某些技术环节的制约。但是，近年来，国内外供水行业已经在膜技术上取得了快速的发展，我们应当充分认识到膜技术的广阔应用前景。因此，在863 课题实施过程中，我们对膜技术也进行了系统研究，根据水源污染状况的不同，通过膜滤方式的不同组合，既可以解决常规工艺对浊度、色度、微生物的去除问题，也可以起到臭氧-活性炭对有机物的去除作用，还能去除水中的有害重金属和各类无机离子。”他表示，在“十一五”期间，课题组将在现有成果的基础上，进行 5000 吨/天膜处理
7、水厂的示范工程建设和运行。 注重技术更强调整体效果 “在以往的研究中，往往存在侧重提高单元技术效率，忽视整体效果的问题。本次则是将供水中的水源、水厂和管网三大环节作为一个整体，通过工艺的优化组合和系统集成，实现了整个供水系统的水质改善和安全保障。”张金松介绍说，该课题将科研成果和工程应用有机地结合在一起，实现了给水处理新技术在大型水厂的系统化、集成化应用。 “比如，水源污染是国内外高度关注的水质安全问题，本课题将关键水质指标在线监测与大型蚤生物毒性实时监测进行数据通讯和预警响应模式上的技术集成，于 2004 年 12 月在东湖水源泵站建成了国内第一个集理化指标和生物毒性指示于一体的水源预警系统
8、。”他告诉记者，东湖泵站是深圳水库水的取水泵站，为深水集团包括笔架山示范水厂在内的多个水厂输送原水。当水源污染和水质突变时，该系统可以及时发出警报，使水厂能够提前采取相应的工艺调控措施，保障安全供水。 据介绍，笔架山示范水厂常规工艺部分于 2005 年 10 月建成通水，深度处理工艺于 2006 年 3 月通水。试运行结果表明，当前的出厂水水质完全达到了生活饮用水卫生标准、国家卫生部生活饮用水水质卫生规范和国家建设部城市供水水质标准的要求。同时，微生物指标（细菌总数、总大肠菌群、粪性大肠菌、粪链球菌、HPC、贾第虫和隐孢子虫）及消毒副产物指标（包括三卤甲烷总量及卤乙酸总量）均达到了美国国家标准
9、、欧盟水质指令和世卫组织水质准则水平。 在管网安全输配方面，课题组将整个福田片区纳入安全输配示范体系中，共建设了 11 个管网水质在线监测点，应用管网在线水质模型，实现了示范区管网水质变化趋势的预测，并通过采用相同的通讯协议和开放性数据库系统，将管网水质监测信息系统与水厂的 MDSS 结合起来。张金松说：“一方面，MDSS为管网水质监测信息系统提供了管网水质模型的输入数据，实现了管网水质的动态模拟；另一方面，管网水质监测信息系统可以将获取的管网主要水质指标的变化情况及时反馈给水厂的 MDSS，后者根据管网水质情况及时调整药剂投加等生产环节，从而保证了供水水质的安全和稳定。” 他介绍说，课题还集
10、成了多指标生物毒性测试技术、饮用水中微污染物高效富集和分级净化技术、以多环芳烃、多氯联苯、有机氯农药等为代表的有机微污染物的化学分析检测技术以及饮用水中风险污染物的监测级别划分技术，形成了新的饮用水安全评价指标体系。 管网水质安全问题有待进一步解决 “南方地区安全饮用水保障技术”课题由深圳市水务（集团）有限公司牵头，中国科学院生态研究中心、清华大学、天津大学等单位共同承担。经考核，该课题圆满完成了合同规定的各项研究任务，取得了多项面向应用的关键技术和创新科研成果。 不过张金松也道出了其中一些不足：“由于课题涵盖水源、水厂工艺、管网输配三大环节，在程序上又包括单项技术研究、组合技术研究、系统集成
11、和示范应用等多个步骤，涉及面广，要协调的部门多，而课题实施的有效时间又只有 3 年左右，因此有些研究周期长或比较复杂的技术还需要今后进一步优化和完善。” 同时他认为，在示范工程方面由于牵涉到数额巨大的资金投入问题，公司在采用科研成果时，必须根据投资效益结合成果的成熟度及必要性，予以全面综合的考虑，再加上严格的审查和招投标各环节都必不可少，种种因素的作用下，工程进度方面有时难以完全符合课题要求，这也是今后开展其他大型科研项目时应当考虑的实际问题。 最后他说：“密布于地下的供水管网是一个非常复杂的系统，是安全供水中的一个关键和薄弱环节，同时也是饮用水安全保障研究的一个难点。目前国内外在这方面的研究
12、基础、手段、时间和条件都存在一定局限性。因此，我们在管网水质的安全保障方面还存在一系列需要解决的问题。” 数字 863 课题共发表论文 112 篇，其中国外发表 23 篇；出版专著超声波水处理技术。 课题总预算经费为 5300 万元，其中由国家拨付专项经费 1500 万元，课题依托单位配套 3800 万元。在课题实施期间，得到深圳市科技局 150 万元经费支持。课题实际支出 5619.8 万元，超支 319.8 万元，超支部分由课题依托单位承担。其中专项经费支出 1500 万元，主要用于材料费 925.6 万元，燃料动力费256.2 万元，人员费 103.5 万元，设备费 85.7 万元，其他
13、各项直接及间接费用合计 129 万元。 课题组共制定 12 项规章制度，涉及财务管理、仪器设备采购、后勤保障等多个方面。例如在仪器设备采购过程中，由于严格执行仪器设备购买流程和财务支出管理办法，在课题的仪器设备采购中，共节约经费 110 余万元。课题建立了一套将化学分析和多指标生物毒性测试相结合的水质安全评价指标体系，开展了对南方 16 个城市饮用水水质的评价，初步阐明了南方地区饮用水水源以及现有工艺中存在的一些共性问题，并确认了示范工艺的有效性。 2004 年 8 月,由深水集团承办的“城镇安全饮用水保障技术研讨会”在深圳隆重召开。会议规模空前，国内 9 所高校、3 个科研院所、55 个水司
14、、8 家设计院以及 8 个设备及药剂厂家的会议代表共计 450 余人出席了大会，中国水协、国际水协、世界卫生组织等也派人员参会。会议集中了目前国内外最先进的供水科技信息，促进了国内外同行的交流。 我国自来水厂技术工艺经过长期的发展，积累了不少宝贵经验。目前，我国城市供水处理技术仍以由混凝、沉淀、过滤和消毒四个单元处理过程组成的常规供水处理工艺为主，其理论主要是建立在传统的以粘土胶体微粒和致病细菌为主要去除对象的基础上，在我国得到了较长时期和较大范围的应用一直广泛应用于我国的供水处理。经过几十年的发展，我国已发展了多种适合各地情况的不同形式和性能的处理构筑物，如快速混合、水力或机械搅拌的絮凝设施
15、；带有不同斜板或斜管的沉淀、澄清以及气浮构筑物；带有气水反冲洗、均质滤料、多层滤料的过滤设施等。目前常用的混凝剂主要有铝盐和铁盐等1。随着我国各地区水体污染状况的发展，源水水质不断恶化，直接影响到社会生产以及人民生活。微污染水源水，主要含有微量有机物、农药、氨氮等有害污染物，用常规的净化工艺很难去除掉。尤其是微量有机物的去除，引起人们的高度重视。国家对微污染水源的预处理和水的深度处理进行了广泛的研究与开发23。目前常见的预处理方法有氧化法（包括化学氧化法：氯气预氧化、高锰酸钾预氧化、臭氧预处理等以及生物氧化法：生物滤池、生物塔滤、生物接触氧化等）和吸附法：粉末活性炭吸附等4 5。深度处理通常是
16、指在常规处理工艺以后，采用适当的处理方法，将常规处理工艺不能有效去除的污染物或消毒副产物的前体物加以去除，提高和保证饮用水质。目前应用较广泛的深度处理技术有：活性炭吸附、臭氧氧化、生物活性碳和膜技术等6。此外，各种针对特殊水源的处理技术工艺也得到了广泛应用，如采用气浮或者生物预处理+活性碳深度处理除藻，接触氧化过滤除铁除锰，活性氧化铝吸附法、混凝沉淀法或电渗析法除氟等7-11。在供水安全消毒技术方面，液氯消毒仍然是主流。70 年代开始发现氯消毒会产生具有致癌作用的卤代甲烷类化合物。根据三卤形成的规律，研究出多种去除方法12。 近年来，水厂自动化程度越来越高并趋普及，供水行业特别在新建水厂中已大
17、量采用先进的仪器仪表、自动化装置、各种新型专用器材与设备等。水厂运行的调度管理以及生产过程的监控系统和自动化技术，已在大中型水厂广泛采用，小型水厂也已逐步推广 13-16。2. 技术工艺发展趋势（1）强化常规处理目前我国在各类聚合铝(铁) 絮凝剂的开发应用方面，已取得很大成效，但混凝技术的综合水平与国外先进水平仍有差距。由于我国水资源缺乏和水质污染，增大了水混凝处理的难度和运行成本。积极研究开发新型、高效、绿色水处理药剂和强化固液分离设施已显得越来越重要1718。高品质混凝剂和助凝剂的开发与利用是提高出水水质的一个重要方面，它们的合理投加也是自来水厂高效、低耗的一个关键因素19 20。（2）生
18、物预处理工艺我国从 20 世纪 70 年代开始研究利用微生物酶催化氧化对有机物的分解作用，以去除原水中可生化降解物质和氨氮，现已取得很大发展。针对我国原水中可降解有机物高的特点，生物预处理工艺已在深圳、宁波、上海等城市中得到应用，对降低原水中氨氮等可降解有机物和提高出厂水水质起着重要作用。面对目前日益恶化的水资源环境，如何利用生物的氧化分解作用结合传统的处理工艺，对各种不同的水源进行处理，还有待进一步研究，以期在实用化的基础上不断提高其处理效果19。（3）深度处理工艺关于在常规处理的基础上，进一步采用臭氧氧化、活性炭吸附的深度处理技术，国内外已有较多研究，国内也有不少城市的水厂采用该工艺。20
19、05 年国家建设部颁布了最新的供水水质标准，即城市供水水质标准（CJT 2062005），检测项目由目前规定的 35 项增加到 88 项，其中浊度标准必须小于 1NTU21。按照该标准，许多城市的原水即使通过加强常规处理，甚至增设生物预处理设施，也还不能达到上述要求，因此有理由相信臭氧活性炭深度处理的广泛应用将是未来的发展趋势。该工艺处理效果明显，但基建投资与运行费用相对较高，如何合理运用还须进行进一步研究6。（4）膜处理技术膜滤法是新兴高效分离技术，系用天然或人工合成的高分子薄膜作介质，以附加能量为推动力，对双组分或多组分溶液进行过滤分离的处理方法。一般说，对于浊度和细菌可用微孔精滤膜去除，
20、例如大同市水司曾用中孔纤维膜微滤设备对水库微污染水进行了试验，出水浊度 0.1 NTU，细菌总数趋于 0等；对于病毒、天然有机物，可用超滤膜去除；纳滤膜可去除水中的钙、镁离子、消毒副产物、农药、表面活性剂等；反渗透膜可去除更小的无机离子与有机物等12 2223。过去膜处理在净水处理上主要用于工业制水，近年来随着膜工艺的发展，其成本有所降低，已逐步渗透到生活饮用水领域。目前国内在小范围的优质水供应系统及瓶装水处理系统中已普遍采用了膜处理技术。与常规水处理技术相比，膜处理技术能去除水中尺度更小的物质。通过膜处理还可以去除贾第氏鞭毛虫孢囊和病毒，减少常规消毒的副产物生成，而且可以不投药剂，避免了化学
21、药剂的副作用。虽然目前城市水厂普遍采用膜处理的条件尚不成熟，但膜处理技术的发展前景十分光明，随着膜制造技术的发展和成本的不断降低，今后该技术将得到更加广泛的应用19。（5）富营养化原水的除藻技术近些年来，水库及天然湖泊水被大量用作城市的供水水源，这些水源由于富营养化而在夏季大量滋生藻类等。因此，除藻已成为我国水处理的一个重要课题12。（6）安全消毒由于技术和经济条件的限制，液氯是目前国内水厂使用最多的消毒剂，也有少数水厂采用二氧化氯或次氯酸钠作消毒剂。面对复杂的原水水质，采用更安全的消毒措施，选择即经济又安全的新型消毒剂以及寻找合理的投加方式都是未来发展的方向24。（7）排泥水处置净水厂生产废
22、水（沉淀池或澄清池的排泥水以及滤池的反冲洗水）约占城市用水量的 4%7%25 。虽然水厂排泥水中无机成分占绝大多数，但其悬浮物浓度很高，如果将这部分水直接排入水体，不仅是对水资源的一种浪费，还会对受纳水体造成污染。研究发现，以铝盐作为混凝剂的污泥中氢氧化铝浓度的增加会导致底栖生物死亡率随之升高；而污泥的沉积作用则会造成水体中某些鱼类食物短缺，影响鱼卵的成活率26 27。此外，给水污泥中还存在许多其他的污染物，如有机物、重金属离子、砷、氟、硝酸根和放射性物质等，也会对水环境质量产生影响，造成江河上、下游及不同区域之间形成“先排出，后吸入”的恶性循环28。目前国内只有少数水厂（如上海闵行水厂、深圳
23、梅林水厂、杭州萧山自来水公司南片水厂等）对排泥水进行处理，取得了一定的效果29 30。随着环境保护力度的日益加大，自来水厂实施排泥水减量化、无害化和资源化处置势在必行。但由于缺乏实践经验，对不同水源、不同水处理工艺所产生的排泥水的处理工艺、脱水方式以及预处理药剂的合理选取还有待进一步研究。（8）小城镇适用工艺改革开放以来，我国城镇化进程加快，尤其是近年来在“小城镇，大战略”思想的指导下，我国小城镇的建设和发展更快。目前，我国小城镇建设己经步入一个充满活力的全新时期31。总体而言，我国小城镇供水基础设施已具备一定基础，但发展不平衡，供水基础设施整体现状水平不高。到目前为止，关于小城镇给水处理的经
24、济适用性技术工艺方面的研究工作还很欠缺。应根据小城镇工程资金不足、技术管理水平不高、经济物质力量欠缺等特点，因地制宜地研究其处理工艺，多开发一些土建工程量少，投资小，占地省，操作管理方便的实用技术工艺32。（9）水质检测面对日益复杂的水源水质，水质检测技术应能及时地反映出水中某些微量成分对用户的危害。如何使水厂的水质检测系统能够快速、准确、方便的检测到它们的存在，是今后一项艰巨的任务3 。（10）水质稳定由于水厂（特别是采用地表水作为水源的水厂）的处理效果容易受到原水水质及处理环境等因素的变化影响，出厂水水质都会产生或大或小的波动。随着对生活饮用水水质要求的全面提高，如何将出厂水水质变化稳定在
25、理想的范围内也是今后需要认真研究的净水技术之一19。3. 结论目前我国自来水厂技术工艺的使用情况已形成以常规处理工艺为主体，预处理、深度处理工艺作补充的局面。随着科学技术的不断发展和水质标准的逐步提高，一些安全性高、能耗省、药耗低、占地少、操作管理简单的新处理技术工艺将是未来发展的方向。净水新技术和发展趋势新的更高的水质要求为应用新技术提供了动力，技术进步为应用新技术提供了可能。1 因水、因地、因要求制定确定净水工艺净水工艺的任务氏以最经济合理的方法把原水中所含的污染物和出厂水所允许的污染之间的差额除掉，因为出厂水水质的要求有所不同，尤其是原水中的污染物品种和浓度相差很大，因此净水的任务差别很
26、大，不宜机械套用其他城市的成功经验。欧美一般设计水厂前先做模型试验，做几种工艺比较，选择直接过滤工艺，滤速为 32m/h，这个滤速是我们当前设计的 34 倍。如果未经试验比较，不可能选用这样优化工艺。又如法国利安公司为推广 V 型滤池，首先在澳门采用，该公司在珠海的坦州镇经营了一个供水区，水厂内的滤池用了双滤池。最近澳门又建了一个水厂叫大水塘水厂，共 12 万 m3/日，第一期为 6 万 m3/日。他们采用煤砂双层滤池直接过过滤，滤速为 10.8m/h，我感到他们是从实际出发，因地制宜选择工艺设备。2 膜法和颗粒计数器的应用可能有较大发展从技术讲，微滤和超滤可以替代常规处理，细滤和反渗透可以替
27、代深度处理。过去由于价格原因不宜用于城市水厂，近年膜技术有很大进步，价格也有所下降，膜的价格与水厂净水工艺已相对接近，国外已有万 m3/日级水厂在应用。随着技术进步和价格下降，膜法替代现用处理方法有相当可能。另外美国等经济发达国家对细菌等指标很伤脑筋。因细菌、大肠菌指标安全，不等于病毒安全，病毒安全不等于隐虫等原生动物安全，去除隐虫最可靠的办法，一是烧开喝，二是用膜法过滤，现在较多选择的是降低浊度到 0.1NTU，但降低到0.1NTU 不一定是隐虫安全，替代浊度更正确一些的方法是颗粒计数器原生动物大小的颗粒。如前所说，宾州要求每毫升水中 318 的颗粒要小于 10 粒。这个方法比浊度更正确，但
28、颗粒计数器仍不能说明 10 颗是什么。隐虫问题在推动膜法的应用。3 臭氧消毒及臭氧活性炭工艺将有发展趋势现在国际上的概念，把消毒分成二部分，一是工艺过程的氧化消毒，二是为保持管余氧（或其他消毒剂）而加的消毒剂。就工艺过程的氧化消毒而言，臭氧有很多的优点，氧化消毒能力最强，能灭除隐虫，能把不能降解的有机物分为可降解有机物。由于技术进步，生产臭氧的电耗和设备价格也有所降低。臭氧使用将有所增加。但使用臭氧后有个很大缺点是醛酮等有机物大量增加，如细菌繁殖增加了很丰富的营养。这种水在管网中很容易繁殖细菌，故基本上需要再生物处理，通常用活性炭。欧洲较普遍的是再加个活性炭池，而美国一般用双层滤料滤池，上层为
29、活性炭，下层为砂，一池三用，臭氧的应用也受其副产物溴酸盐的制约。溴酸盐是三类制癌物质，WHO 标准为 25ug/L。总的讲，随着污染加剧，水质要求提高以及臭氧使用的增加，臭氧活性炭工艺的应用将有所增加。4关于用什么消毒剂讨论得比较多。实际上各种消毒剂都有它的优缺点，都有在定性上可怕的副产物。对各种消毒剂都要求副产物的浓度不超过标准的允许值。以前对氯消毒后的氯仿强调得多，引起一些误解以致拉丁美洲好多国家错误地削弱消毒，霍乱大流行。为此 1993 年世界卫生组织把氯仿标准提高到200ug/L，即便如此，细菌等的风险仍大于氯仿。美国最早发现氯仿等副产物，而且研究也比较深。据 19911992 年统计
30、，1256个主要供水企业，服务人口 2.09 亿人。消毒剂使用情况如下：按水厂计，氯占64%，氯胺 12%，二氧化氯 6%，高锰酸钾 18%，臭氧 0%。如按人口统计 46%用氯，25%用氯胺，2%用臭氧，6%用二氧化氯，21%用高锰酸钾。近二年在讨论出厂水要不要有余氯，荷兰、德国、瑞士苏黎士等部分欧洲城市出厂水已不加消毒剂。没有余氯，这是成就还是愚蠢，基本结论是：水厂处理后的水细菌学指标非常好；有机物很低，其中 AOC 要小于 10ug/L；（象北京九源水厂这样的水源，净水过程还经活性炭吸附 AOC 近 100ug/L）管网很清洁；防止二次污染的措施很严密，这样才能即保持细菌学方面的安全，又
31、减少消毒副产物的危害和消毒剂对嗅味的影响，但这样做要非常谨慎。美国不想在这方面有所引导。在我国的情况，我建议不要去试验，我本来不想讲，怕引起误会，我们当前的主要问题是加强消毒，可待较远的将来再考虑这个事。5对快滤池反冲洗水的利用持更谨慎的态度，上述美国密尔沃基隐虫事故，直接的原因是短期出厂水浊度较高，原来经常为 0.2NTU，后因控制不善，提高到1.7NTU，去除率降低大量隐虫带出去了，大内在原因是因快滤池冲洗水再利用把滤池中所截留的污染物又回到了原水，浓缩了原水中的污染物。经多次浓缩进水密度很高。这个事故后欧美对冲洗水利用很谨慎。美国有的州要求处理再用，有的要严密监测水质，有的不允许用，美国
32、将制定一个统一的法规，最近澳门从事一项研究，快滤池反冲洗水经微滤处理后再利用，利用快滤池冲洗废水有其优点，尤其是水资源短缺或远距离引水的地方，但权衡时要考虑多种污染物浓缩的因素。或者采取必要的措施。6高分子混凝剂（聚合物）对净水有重要作用这是多年以前的事，因为我国用得不多，故再提一下，高分子混凝剂一般用作助凝剂或助滤剂，应用助凝剂后混凝沉淀效果有明显改善，过滤效果也有所提高。用作助凝剂滤池去除率将有明显提高，即使滤速较高，出水浊度也可很低，上述洛杉机市水厂采用直接过滤，滤速 30m/h 以上，出水浊度0.1NTU，其中很重要的措施之一是采用高分子助滤剂，日本不用有机高分子混凝剂，只允许用无机的
33、，欧美国家则用得比较普遍，其实，只要控制单体含量在标准以下，就可以放心使用。 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
34、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况调查和 1997 年2000 年小康型城乡住宅科技
35、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
36、，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
37、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
38、至今迟迟未能批准公布施行(编者注：该“规范“ 已于 2001 年 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
39、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，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
40、供水的处理技术与处理工艺流程 3.1 分质供水处理技术 建筑与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
41、水增加一定量矿物盐。 3.1.1 机械处理 机械处理一般是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
42、滤前投加臭氧，使水中微量有机物氧化降解，其中一部分变成 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
43、中停留阻塞微孔。后两种情况的出现对处理 有害无益。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：COD Mn1.5 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
44、 紫外线消毒现在是生活饮水分质供水常用的消毒技术，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
45、下的灯管可取不大于 75 mm。 3.1.4.3 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 m 3/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
46、备的使用条件为：环境温度-545。相对湿度80%，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
47、工程的投资和制水成本，并且相差的数额较大。城市自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；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
48、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
49、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/m 2，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/m 3。应该说这样的价格，当前我国大多数的工薪阶层还是能够承受的。 5 分质供水的运行管理模式和水价 从上面的阐述，不难看出当前在我国推广建设的建筑与居住小区内的饮用净水分质供水工程是十分必要的，并且从技术和经济上分析也是完全可能的。分质供水工程是一项保障全民身体健康的健康工程，也是一项为全民做好事、做实事的民心工程，它具有极大的社会意义和经济意义。为了确保这一工作的顺利进行并达到预期的目的，最后再剖析一下分质供水的运行管理模式和水价制定的问题。 关于分质供水的运行管理模式和水价问题，应该说是有经验
