城镇供水安全保障及应急管理技术措施

　　编者按："城镇供水安全保障及应急管理的技术措施"系《城镇供水安全保障及应急体系研究》（相关报道请见本报4月16日第9版）的子课题，由中国城镇供水协会科学技术委员会与北京市自来水集团公司完成。现摘发其中的"水源地"和"水处理工艺"两部分，体例保持原样。

水源

　　作为城市生活饮用水水源，主要为地下水和地表水。其中地下水由于水质条件好，运行成本低、及不易受到污染等特点，最适宜作为城市生活饮用水水源；而地表水水质变化大，水处理工艺复杂、运行成本高，并易于受到自然灾害及人为破坏，应是各地区政府及供水企业保障供水安全的重点。
　　3.1.水源及输水设施
　　3.1.1.地表水水源现状
　　地表水水源目前已是城市生活饮用水的主要水源。但是，由于人类社会生存发展的需要，在利用水资源的同时，不可避免地对水体造成污染。在我国2001年度七大水系监测的752个重点断面中，I-III类水质占29.5％，IV类水质占17.7％，V类和劣V类水质占52.8％。水系污染由重到轻依次为海河、辽河、淮河、黄河、松花江、长江和珠江。
　　湖泊水库富营养化问题依然严重。太湖20个水质监测断面中，V类和劣V类水质的断面比例分别为15％和85％；滇池污染严重，10个水质监测点，均为劣V类水质。
　　从目前的状况看，水源污染日益严重，受污染的水源范围日益扩大，很难在短期内恢复。在我国淡水资源本来就十分短缺的前提下，使用完全不受污染的淡水水源的可能性越来越小。
　　3.1.2.地下水水源现状
　　我国淡水资源十分短缺，使用地下水源的城市，在遇到连续干旱的自然灾害时，地下水的水位大幅下降，并且水质恶化，硬度、硝酸盐、放射性等持续增高，面临着工艺设施改造的问题。同时，由于社会经济活动的迅速增加，造成地下水水源受到污染的事件时有发生。
　　3.1.3.由于目前我国水资源现状，有条件的地区，城市生活饮用水系统应采用双水源的供水体系，以增加供水安全。
　　3.2.水源防护措施
　　3.2.1.地表水水源防护措施
　　（1）作为城市生活饮用水水源的江河、湖泊、水库，地方政府应建立水源保护法规。
　　（2）有条件时，应将水源地进行封闭管理；
　　（3）应禁止有毒、有害的化学品、生物制品等在地表水水厂取水口上游及附近的水上运输活动，防止由于意外事故，造成水源污染。
　　3.2.2.地下水水源防护措施
　　（1）地方政府应建立地下水水源保护法规，并加强水源井核心区管理工作。
　　（2）地下水水源防护区和补给区内，禁止建设医院、及可能造成地下水污染的企业。
　　（3）地下水水源防护区和补给区内，禁止建设渗井、渗坑的排水设施。
　　3.3.输水设施
　　3.3.1.管道输水:管道输水可有效地减少水质污染和人为破坏，但易于受到地震及战争的损坏，使供水受到影响。
　　（1）对单一水源供水的地区，应建设两条以上的输水管道，以提高供水安全。
　　（2）对多水源供水的地区，可建设一条输水管道。
　　3.3.2.明渠输水:明渠输水系统易于受到自然灾害、人为污染和恐怖袭击。因此采用明渠输水的供水企业，必须建立多水源供水系统，并建立完善的水源水质预警系统。
　　3.4.建立水源水质预警系统
　　3.4.1.由于地表水源地域辽阔、明渠输水距离远的的特点，是供水企业安全防范的薄弱环节，最易于遭到恐怖袭击。因此当遇到恐怖袭击威胁警报时，各地政府可利用军队等武装力量，将水源地进行封锁，防止人为破坏。
　　3.4.2.各地供水企业，应设立水源水质监测报警系统，对水源水质进行连续监测；当水源水质出现异常变化时，迅速向指挥部报告，并采取相应措施。
　　3.4.3.各地地表水供水企业，应设立生物预警系统，一旦发现水中生物大量死亡现象，应立即停止供水，直到查明原因后，方可恢复供水。
　　3.4.4.各地政府有关部门和供水企业，应定期对水源进行水质监测，及时掌握水源水质状况。

水处理工艺

　　4.1.预氧化技术
　　4.1.1.预氯化技术
　　预氯化技术目前在地表水供水企业中使用较为普遍，它可以有效地杀灭水中的微生物病原体，大大地降低人们由于饮水而感染痢疾、霍乱等水传播疾病而致死的几率；同时它对地表水中的藻类可以起到灭活作用，抑制藻类在输水管道和水处理构筑物中大量繁殖，从而造成堵塞的情况。
　　但是，当原水水质受到严重污染，加氯消毒副产物前驱体较多时，预氯化易于产生三卤甲烷、卤乙酸等致癌物质（DBPs）。
　　4.1.2.预臭氧技术
　　预臭氧技术目前在国内地表水供水企业中开始使用。臭氧是一种强氧化剂和消毒剂，它可以起到杀菌、灭活病菌及对地表水中的藻类起到灭活作用，研究表明，臭氧可以有效杀灭隐孢子虫；同时它可以去除水中微量有机污染物；去除水的色、嗅、味；并去除水中可溶性铁、锰盐类、氰化物、硫化物、亚硝酸盐等。
　　预臭氧技术较预氯化技术产生的消毒副产物（DBPs）少，但当原水中含有溴离子时，则可产生溴酸盐。
　　4.1.3.高锰酸钾预氧化技术
　　高锰酸钾预氧化技术目前在地表水供水企业中使用亦较为普遍。它可以有效地去除水中因藻类大量繁殖产生的异味。该技术产生的消毒副产物（DBPs）较预氯化技术、预臭氧技术少。
　　4.1.4.其他预氧化技术
　　4.2.常规处理工艺
　　4.2.1.原水--混凝--澄清（沉淀）--过滤--消毒工艺
　　该工艺是目前国内地表水处理厂使用最为普遍的工艺；对于原水未受到污染或轻微污染的地区，该套工艺基本可以满足《生活饮用水卫生标准》的水质要求。而一旦水源水质恶化或发生污染，供水安全性将难于保证。
　　（1）混凝澄清工艺是地表水处理厂必不可少的工艺设施，该工艺运行状况好坏，直接关系到饮用水的水质安全性。实践表明，混凝澄清工艺可有效地去除水中的悬浮物质和胶体物质，如浊度、色度、藻类、细菌等；并对溶解于水中的微量有机污染物及消毒副产物有一定的去除作用。
　　（2）混凝处理是向水中加入混凝剂（或絮凝剂），通过混凝剂水解产物压缩胶体颗粒的扩散层，达到胶粒脱稳而相互聚结；或者通过混凝剂的水解和缩聚反应而形成的高聚物的强烈吸附架桥作用，使胶粒被吸附粘结。混凝技术应用效果是混凝澄清工艺的关键。
　　（3）斜管、斜板沉淀技术是提高沉淀效率的有效措施；
　　（4）在线浊度仪、流动电流仪、颗粒分析仪等仪表的使用，可提高沉淀、过滤效率。
　　（5）滤池气水反冲洗技术的应用。
　　4.2.2.原水--混凝--气浮--过滤--消毒工艺
　　该工艺目前亦是在国内地表水处理厂使用的工艺。被普遍应用于低温、低浊及高藻地区的地表水处理厂，它可以有效地去除水中的藻类，去除率达90％以上；并对溶解于水中的微量有机污染物有一定的去除作用。
　　4.3.深度处理工艺
　　4.3.1.活性炭吸附技术
　　活性炭吸附特性目前正在被日益重视，其不仅可以有效地去除水中的异嗅、异味，也对溶解于水中的微量有机污染物及消毒副产物有一定的去除作用；并对水源水质的恶化及一般性污染，具有一定的抵御能力。目前活性炭吸附技术的应用，主要有以下两种方式:
　　（1）原水--粉末活性炭--混凝--澄清（沉淀）--过滤--消毒工艺
　　（2）原水--混凝--澄清（沉淀）--过滤--活性炭吸附--消毒工艺
　　4.3.2.臭氧-生物活性炭技术
　　（1）原水--混凝--澄清（沉淀）过滤--臭氧-生物活性炭--消毒工艺
　　（2）原水--预臭氧--混凝--澄清（沉淀）--过滤--臭氧-生物活性炭--消毒工艺
　　4.3.3.膜技术
　　（1）微滤、超滤膜技术目前被普遍应用于二次供水设施中，具有较高的供水安全性，尤其对水中的细菌、病毒具有很高的去除效果。
　　（2）纳滤膜技术目前被应用于去除水中的硬度；
　　（3）反渗透技术目前被应用于去除水中的硬度及含盐量。
　　4.3.4.其他
　　4.4.消毒工艺
　　4.4.1.氯消毒技术
　　氯消毒技术是一种经济有效的消毒方法，且余氯具有持续的消毒作用，目前被广泛采用。但是当原水水质受到污染时，会产生一些消毒副产物，对人体健康造成危害。
　　由于氯气对人、畜的危害性极大，因此，采用液氯消毒的供水企业，必须设有氯气吸收装置，并加强安全保卫，防止人为破坏和恐怖袭击。
　　4.4.2.臭氧消毒技术
　　臭氧是一种强氧化剂和消毒剂，它对微生物、病毒、芽孢等均具有杀伤力，消毒效果好。
　　4.4.3.二氧化氯消毒技术
　　4.4.4.紫外线消毒技术
　　4.4.5.其他