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面向二十一世紀的供水事業(yè)

2007-01-23 17:11    【  【打印】【我要糾錯】

  摘要:當前正值世紀之交,眾多供水企業(yè)正在研究下階段的供水任務,我就國外信息結(jié)合我國情況,提些不成熟意見供參考。

  關(guān)鍵詞:供水事業(yè) 降低漏損 供水普及率

  一、提高供水普及率

  供水關(guān)系到當?shù)鼐用竦纳眢w健康。在發(fā)展中國家約有一半人口因供水不充分或飲用污染的水而影響健康。每年有1220萬五歲以下的兒童因患兒童疾病而死亡,超過300萬人死于腹瀉,其中多數(shù)是由污染的水引起的。在最貧的國家,每千名五歲以下兒童死亡率為193名,而最健康國家為11名。1998年1~11月世界上發(fā)生霍亂病共23萬人,多數(shù)在非洲。在沒有供水的地方,首先要有供水系統(tǒng)供應安全而充分的飲用水。

  供水是城市最主要的基礎(chǔ)設施之一。缺乏或不良的供水系統(tǒng)會制約城市的經(jīng)濟發(fā)展,人民生活提高,對外開發(fā),甚至影響安定。

  日本是一個經(jīng)濟發(fā)達的國家,在九十年代初,日本厚生省提出2000年供水五條目標,第一條就是“在全日本普及用水。”1950年日本的普及率為26.2%,1980年超過90%,1993年95.1%,2000年則要求國內(nèi)所有居民均能飲用到供水系統(tǒng)的水。

  在沒有供水的地區(qū),供水是首要的,F(xiàn)在普及供水,從全國講或全省講,在設計、施工、管理、設備等方面都不成問題,存在的困難可能是資金不足。通過改革開放,在資金方面也創(chuàng)造了多種經(jīng)驗,除利用外資外,象上海的供水企業(yè)發(fā)行股票,為蘇州河治理等市政工程發(fā)行債券,有的地方組織股份制供水公司,有的向銀行貸款,有的把建成的水廠賣掉或部份賣掉再建新廠。現(xiàn)在國內(nèi)能籌集到資金的情況下,一般利用外資是不經(jīng)濟的。

  二、改善供水水質(zhì)

  1. 供水的水質(zhì)標準或目標

  供水水質(zhì)必須滿足國家飲用水衛(wèi)生標準。我國地域廣闊,發(fā)展很不平衡,而國家標準是全國必須執(zhí)行的,因此標準的要求不能過高。比起發(fā)達國家,我國標準的指標數(shù)偏少,某些指標要求偏低。象浙江不少城市,尤其象杭州、寧波等大城市,供水水質(zhì)宜先按建設部《城市供水行業(yè)2000年技術(shù)發(fā)展規(guī)劃》的要求。最近建設部正在制訂水質(zhì)行業(yè)標準,待該標準批準后再執(zhí)行行業(yè)標準。

  2. 調(diào)正指標要注意效益和投入分析

  各國水質(zhì)標準的指標大致可分三類,細菌學指標,有毒有害物質(zhì)指標及感官性指標。細菌學指標是極端重要的,即使象美國,水質(zhì)事故導致疾病的多數(shù)或極大多數(shù)病例是由于細菌學指標引起的。為此美國公布了《總大腸菌規(guī)劃》,《地面水處理規(guī)則》,目標為把風險控制到每年萬分之一。僅為實施《加強地面水處理規(guī)則》就需增加投資80億美元。即使實現(xiàn)這些《規(guī)則》,細菌學指標的風險仍大于有毒有害物資。

  有毒有害物的指標值一般掌握到人終身(按70年計)飲用無覺察的健康風險,對致癌或可疑致癌物質(zhì),一般掌握到人終身(按70年計)飲用,每十萬人增加一個病例。有條件的可在該基礎(chǔ)上適當降低風險。

  感官性指標不良會引起用戶反映,會導致用戶對供水安全性發(fā)生懷疑,產(chǎn)生厭惡,即使不影響身體健康。故感官性指標也要降到用戶可接受的程度。

  在水水質(zhì)標準或目標的基礎(chǔ)上進一步提高水質(zhì)要求,要作詳細調(diào)查,要弄清調(diào)正指標可能取得的效益和降低的風險,提供改善指標的可行凈水措施并進行效益和投入的分析。

  3. 改善水質(zhì)首先要加強現(xiàn)有常規(guī)凈水工藝的作用

  · 經(jīng)常性生產(chǎn)的重點要確保濁度、細菌和余氯達到目標要求。

  濁度不僅是感官性指標,降低濁度能降低眾多的懸浮性物質(zhì),細菌、病毒和原生動物以及部分有機物,把濁度降低到0.1NTU已作為去除隱性孢子蟲等原生動物的重要措施之一。故美國把濁度列入細菌學指標一欄內(nèi)。

  因為病毒,隱性孢子蟲等其他指標測定困難,故在日常運行中通常要求細菌、大腸菌、糞便大腸菌指標符合標準要求。為保證出廠水的大腸菌和糞便大腸菌全部合格,常把每毫升中細菌學指標控制到接近于零,有利于大腸菌、糞便大腸菌指標符合標準。

  在我國供水條件下,保證一定余氯和接觸時間是必不可少的。美國為保證去除99.99%病毒和99.9%的賈弟氏蟲,要自由氯的CT值為50,如用氯胺CT值為737.這里C為余氯濃度,mg/L;T為接觸時間,分鐘。世界衛(wèi)生組織要求自由氯為0.5mg/L時,接觸30分鐘以上。

  · 加強科學管理充分發(fā)揮每一工藝構(gòu)筑物的作用。

  · 合理選用混凝劑,消毒劑和助凝劑。

  4. 必要的合理的技術(shù)改造是充分發(fā)揮常規(guī)處理的重要保證

  常規(guī)處理通常包括混合,絮凝,沉淀,過濾和消毒等幾個過程。就降低濁度而言,混合是關(guān)鍵,絮凝是提高沉淀效果的重點,沉淀是保證濾前水質(zhì)的條件,濾池則是達到目標濁度要求的保證。

  · 快速而均勻混合是成功的關(guān)鍵。比較合適的參數(shù)是速度梯度G=500-2000秒-1,停留時間可若干秒。

  · 絮凝要完善。絮凝要按有效的GTC設計,這里G為速度梯度秒-1;T為絮凝時間,秒;C為原水濁度NTU.GTC值可在1~10范圍內(nèi)選擇。

  · 過濾效果決定于濾料結(jié)構(gòu),能否經(jīng)常維持這個效果,決定于合理沖洗。

  三、正確處理發(fā)展與提高的關(guān)系

  在缺水或近年內(nèi)將缺水的城市,將集中較多的資金和精力于發(fā)展,反之更應加強提高。

  這里想提供些供水單耗發(fā)展趨勢供問題時參考。

  發(fā)達國家由于工業(yè)結(jié)構(gòu)變化和采取節(jié)水措施,工業(yè)用水已逐漸下降。日本工業(yè)用水高峰在1973年,到1989年用水下降24%。美國高峰在1950年,以后下降36%,而同期工業(yè)生產(chǎn)增加了3.7%倍。瑞典在60年代中到70年代中產(chǎn)值增加一倍多,而工業(yè)用水減少一半。按GDP萬元產(chǎn)值的用水統(tǒng)計,我國是美國的13倍,日本的25倍,降低的空間還很大。

  根據(jù)水協(xié)統(tǒng)計年報,我國城市總售水量1994年到1998年增加4.5%,而工業(yè)用水則降低17.4%.上海是我國國民經(jīng)濟發(fā)展較快的城市之一,1985年到1997年工業(yè)用水下降31.7%.

  人均綜合用水單耗,日本20年來穩(wěn)定在390升左右,芬蘭1992年為335升,1996年為255升;香港1996年城市供水為396升,另有海水沖洗79升;澳門1995年綜合用水單耗為310升。

  發(fā)達國家生活用水是趨向穩(wěn)定或有所下降。人均居民用水單耗,丹麥現(xiàn)為139升,比十年前降低10%;芬蘭1980年為160升,1996年145升;哥本哈根1987年170升,1996年為134升。特別感興趣是原計劃經(jīng)濟轉(zhuǎn)市場經(jīng)濟的東歐國家,用水單耗降得很快。如波蘭供水企業(yè)原為國營,后改為市政府管理,為降低虧損,水價上漲較快,超過物價指數(shù),用水單耗逐年下降。1998年較1989年居民單耗下降10-60%,工業(yè)用水下降10-75%。又如東西柏林1990年合并時人均綜合單耗為255升,生活用水為161.1991年水價統(tǒng)一,東柏林地區(qū)水價大幅度上升,單耗大幅度下降,1996年人均綜合單耗降到173升,生活降到125升,其中東柏林地區(qū)降低一半左右。

  我國人均綜合單耗1995年為400升,1996年為390升,1998年為362升。達到日本和香港的水平,超過多數(shù)歐洲城市和澳門的水平。如果包括工業(yè)自備水源,則遠超過香港水平。

  我們在考慮發(fā)展時要分析本地用水單耗所處的狀態(tài),發(fā)展前景以及水價到位和實現(xiàn)上升階梯式水價制引起的影響,充分注意東歐國家的出現(xiàn)的單耗變化情況。

  四、加強管網(wǎng)的改造和降低漏損

  1. 適時注意管網(wǎng)改造

  當水廠能力足夠時,部分地區(qū)出現(xiàn)缺水;當出廠水符合標準而用戶水質(zhì)不好,尤其是色、鐵、錳及微生物指標,這些都是輸配水管網(wǎng)引起的。用戶斷水一般多數(shù)也是管網(wǎng)因素。產(chǎn)銷差高的重要原因之一也在管網(wǎng)。我國由于歷史原因,便用了大批材質(zhì)性能較差的管材,更加強了改造的必要性和艱巨性。日本在七十年代末多數(shù)城市已解決供求矛盾,但管網(wǎng)改造基本完成比水廠建設滯后十多年。我們適時地注意管網(wǎng)改造是必要的。在改造輸配水管網(wǎng)時有幾點可以研究:

  · 從效益出發(fā)選擇改造對象。有的從漏水維修帶來的損失,有的從水質(zhì)危害的影響值得改造。配合工程一般乘機改造,寧可把折下的水管整理涂襯后重新使用。

  · 改造的方式可以是多種的,除更換管道外可以因地制宜選用刮管涂襯,管中管,加襯軟管等方式。

  · 要有個管網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃。改造后管道口徑盡可能結(jié)合發(fā)展規(guī)劃。管網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃要盡量做到:水量預測較合適,干管布局合理,輸水系統(tǒng)優(yōu)化或接近優(yōu)化,要注意研究應用水庫泵站和增壓泵站的技術(shù)經(jīng)濟合理性。

  2. 新排管道及管道更新時,要注意選擇合適的管材。

  管材選擇不當,造成影響較大。如馬來西亞1988年無收水率(相當于產(chǎn)銷差)為43%,其中漏失率為34%,其主要原因為大規(guī)模使用石棉水泥管,漏損情況嚴重。1990年石棉水泥管比重為81%,雖經(jīng)大力改造,1995年仍為59%。

  我們選擇材質(zhì)要考慮:材質(zhì)強度高,損壞機率低;壽命長;內(nèi)壁粗糙系數(shù)低,并能維持不變;在上述條件下總造價相對低等四個條件,擇優(yōu)采用。當前國內(nèi)情況下,50mm及以下可用塑料管,內(nèi)壁涂塑白鐵管或不銹鋼管;75~200mm可用UPVC管或球墨鑄鐵管;200~1000或1200mm,首選球墨鑄鐵管,質(zhì)量可靠的予應力混凝土管尚可應用,玻璃纖維管根據(jù)上述四個原則比較后因地制宜選用;1200mm或1400mm以上管徑,宜從球墨鑄鐵管,簿壁鋼筒予應力混凝土管(PCCP),鋼管,玻璃纖維管中加以比較。直徑越大,球墨鑄鐵管優(yōu)越性越小,PCCP優(yōu)越性越大。如在制作施工中不能確保內(nèi)外防腐的質(zhì)量則盡量少用鋼管。

  美國近幾年每年排23萬多公里管道,其中47.7%為球墨鑄鐵管,38.7%為PVC管,12.5%為予應力混凝土管及PCCP.日本新排管道一般用球墨鑄鐵管,支管用PVC管。其中東京經(jīng)過改造,球墨鑄鐵管已占90%,支管的80%已改為不銹鋼管。國外情況也可供參考。

  3. 關(guān)于屋頂水箱供水方式

  是否采用屋頂水箱對輸配水管網(wǎng)有一定影響。屋頂水箱供水方式有它的優(yōu)點和缺點。優(yōu)點主要是:一般多層房,四,五,六層由屋頂水箱供水,晚上進水,因此自水廠至屋頂水箱輸配水管道能力可降低四,五,六層的高峰用水量,只要在不遠的地方設屋頂水箱,總造價是經(jīng)濟的;因四層以上局部加壓,故能耗比全面提高壓力更經(jīng)濟;城市管網(wǎng)發(fā)生故障時尚可勉強保證供水,在地震地區(qū)可兼作災害時用水。它的主要缺點是:增加水質(zhì)二次污染的機會;增加漏水機會;增加清洗等維護工作量;對建筑物美觀也有些影響,或處理上帶來些工作量。如果把這些優(yōu)缺點量化,就能權(quán)衡得失,擇優(yōu)選用。

  上海也在研究該問題,這里把屋頂水箱對水質(zhì)影響的資料提供參考。上海屋頂水箱由物業(yè)管理部門每年清洗一次。1998年3,4月同時在一個樓內(nèi)取屋頂水箱及管網(wǎng)水的水樣,隨機各取50個樓的水樣,其結(jié)果如下:

  管網(wǎng)  水箱 
大腸菌  <3  <3 
細菌  合格  合格 
余氯  1.22  0.69 
濁度  0.85  0.95 
色  8.5  8.6 
鐵  0.05  0.05 
錳  0.05  0.05 

  4. 關(guān)于降低漏損

  國外衡量漏損控制主要有三大指標:無收率(未收到水費的水占供水量的比率),這是衡量經(jīng)濟效益或經(jīng)濟損失的指標;漏失率(漏水占供水量的比率),這是衡量管網(wǎng)系統(tǒng)漏水的指標;單位管長單位時間的漏水量,這是衡量管網(wǎng)真正漏損水平的指標,各地可在較平等的基礎(chǔ)上進行比較。漏損控制是用各種經(jīng)濟有效的方法用來降低上述三個指標。這些指標不是越低越好,當指標降到一定程度,漏損控制的投入與獲得的效益得不償失時,此時的漏失率等指標可謂一定技術(shù)條件下最佳的指標值。世界上極大多數(shù)城市均未達到該值,還需繼續(xù)努力或下大功夫,大阪等少數(shù)城市宣布已達到這個水平。

  降低產(chǎn)銷差,一般主要進行以下工作。

  · 對計量精度的評估。我國的用戶水表平均偏快,尤其是按幢裝表計量的。換表期越長,偏快更多些。重點可評估出廠計量。近期來經(jīng)過努力,多數(shù)水廠計量精度已滿足要求。

  · 及時并正確抄表。

  · 亂用消防栓及無表私接水的嚴格控制管理。

  · 及時發(fā)現(xiàn)漏水。這里有幾個關(guān)鍵性問題:首先研究以自行檢漏為主,還是請其他專業(yè)單位為主,后者也可能是一種經(jīng)濟合理的方式;因地制宜選用檢漏方法,在我國多數(shù)情況宜用音聽法,有的單位值得同時用定期巡查明漏的方法;有一定數(shù)量積極性很高并富有經(jīng)驗的人,在機制上、組織上和分配上能調(diào)動其積極性,要有一定的檢漏儀器設備,檢漏的主要儀器是電子放大檢漏儀和聽漏棒,有一定規(guī)模的水司宜配備相關(guān)儀。

  · 發(fā)現(xiàn)漏水及時修復。

  · 降低漏損另一個重要對策是把漏損機率多的管道加以技術(shù)改造。

延伸閱讀:面向 二十一世紀 供水
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