提高水质，贯彻执行《城市供水水质标准》 罗启达 周云 陈伟 孙坚伟 张群
（上海浦东威立雅自来水有限公司 201206） 1 概述 日前，国家领导人胡锦涛总书记指出：“饮用水安全问题关系到广大人民群众的健康，必须高度重视。要通过科学论证，研究采取治理污染源、改进自来水净化处理等措施，从根本上解决问题，把以人为本真正落到实处。”温家宝总理提出 “让人民群众喝上干净的水”。
建设部适时地颁布了311号公告，将《城市供水水质标准》（CJ/T206-2005）作为城市供水行业的产品标准，于2005年6月起正式实施。
新《标准》与《生活饮用水卫生标准》（GB5749-85）相比，检测项目由35项增加到93项，其中有5个总量项目，包括分项检测，总项目达101项（不包括TOC试行项和甲胺磷暂定项）。其中常规检测项目42项，非常规检测项目59项。而且，对项目的限值有更严格的要求。
（1）针对工业废水和农药污染的趋势，增加了对有机污染物和农药的检测项目。其中，有机污染物由过去的2项增加到27项；
（2）针对水处理中消毒剂使用状况，在提高消毒效果的同时，增加了对消毒副产物检测项目，并作了严格限制；
（3）吸取国外的教训，增加了对原虫类病毒体的检测项目（例如两虫）；
（4）将CODMn列入出厂水和管网水的日检项目，并列入合格率考核。
建设部和上海市水务局要求上海市水司：一是按照新标准进行检测；二是供水水质要达到新标准要求。这对上海的供水企业，均存在不少困难。
探讨如何克服困难，贯彻执行新标准，对于提高居民的健康水平，优化城市基础设施体系，改善投资环境，有利于上海成功举办世博会，均有积极意义。 2 提高水质检测能力 根据建设部、卫生部、上海市水务局的规定，集中式供水单位应实行公司、水厂、运行班组三级水质检验制度。
1999年上海市自来水公司经改革重组后，浦东公司只有水厂及运行班组两级水质检验，公司一级水质检验项目完全委托国家城市供水水质监测网上海监测站（即上海市自来水公司水质科）测定。而厂级检测项目包括部分非国标项目在内共23项，离新《标准》要求的101项还相距甚远。
合资公司成立后，为提升对外服务的水平和质量，树立企业的良好形象，公司于2005年1月组建了水质中心。经过近9个月的运行，对照新《标准》要求的检测项目，目前已列入日常测定的项目共计69项，6月起完成原水（29项）和出厂水常规检测项目（37项），年底完成非常规项目中的主要项目。 3 强化常规处理工艺，增设深度处理工艺 3.1 原水水质分析
公司6个水厂设计处理能力126万吨/日，其中86万吨/日（占69%）的原水来自黄浦江上游原水，40万吨/日（占31%）的原水来自长江水。
黄浦江上游原水水质基本属于地表水环境质量标准（GB3838-2002）Ⅲ－Ⅳ类标准，具有藻类较低、高锰酸钾指数（CODMn）高（5.5~8.6mg/L）、季节性氨氮较高（0.03~2.2mg/L）、锰含量较高（0.02~0.42mg/L）及低分子量溶解性有机物占多数的特征。黄浦江原水中分子量小于3k（千道尔顿）的溶解性有机物在60％左右，常规工艺基本没有去除效果。
长江原水中陈行水库水水质好，长江口陈行区域水源水质总体评价为地表水环境质量标准（GB3838-2002）Ⅱ—Ⅲ类，水质波动小，浊度低，耗氧量、氨氮、锰浓度较低。2004年，氨氮年平均值达到Ⅰ类水体标准，CODMn在Ⅰ~Ⅱ类水体之间，锰全年低于0.1mg/L。
凌桥头部就地原水水质相对陈行水库原水差，好于黄浦江上游原水。2004年头部水氨氮平均浓度为0.77mg/L，CODMn平均值为5.0mg/L，锰全年平均值为0.28mg/L。但是，就地原水中泥砂含量较高，有利于混凝和沉淀。
3.2水厂工艺处理现状分析
3.2.1 以黄浦江水为原水的水厂
（1）常规处理工艺水厂
黄浦江原水中分子量小于3k（千道尔顿）的溶解性有机物在60％左右，常规工艺基本没有去除效果。采用强化常规工艺，能进一步降低出厂水浊度，但难以将CODMn控制在3mg/L以下，出厂水生物稳定性仍然较差。根据检测数据，经常性超标项目有：氨氮、耗氧量、锰3项。2004年统计数据见表1。 2004年水厂出厂水部分指标合格率统计表 表1 |
出厂水氨氮 |
出厂水CODMn |
管网水锰 |
≤0.5mg/L |
≤3mg/L |
≤5mg/L
（特殊情况：原水耗氧量>6mg/L时） |
≤0.10mg/L |
临江 |
48.6% |
0 |
100% |
74.7% |
杨思 |
45.6% |
0 |
71.0% |
81.4% |
陆家嘴 |
49.2% |
0 |
80.2% |
居家桥 |
43.7% |
0 |
65.1% |
凌桥 |
32.9% |
98 %（1） |
100% |
98.2% |
合计 |
50.1% |
30.3% |
85.6% |
84.2% |
注：（1）为以陈行水库水作为原水的处理效果，以就地原水处理CODMn去除率将下降。
3项中，耗氧量列入出厂水和管网水的合格率考核，全公司合格率30.3%，达不到建设部规定的95%的合格率。
偶尔超标项目有：酚、阴离子合成洗涤剂、铁、色度等，其中铁、色度出厂水均合格，主要反映在管网水有升高。
（2）采用臭氧+活性炭深度处理工艺的周家渡水厂
周家渡水厂于2000年进行了臭氧+活性炭深度处理工艺的改造，至今已经运行4年多时间，2004年10月对四格活性炭滤池进行了换炭。
对2002年和2003年两年的运行数据（主要CODM与NH3-N）进行了统计分析，统计结果表明：
（1）周家渡水厂臭氧+活性炭深度处理工艺对黄浦江上游原水NH3-N的去除效果很好，其中：
a. 2002年原水NH3-N浓度在0.05-1.50mg/L，平均值0.42mg/L；出厂水NH3-N浓度在0.02-0.30mg/L，平均值0.07mg/L，出厂水NH3-N≤0.5mg/L的合格率在100%。
b. 2003年原水NH3-N浓度在0.05-1.50mg/L，平均值0.46mg/L；出厂水NH3-N浓度在0.02-1.0mg/L（在2003年底出现出水值升高现象），平均值0.09mg/L，出厂水NH3-N≤0.5mg/L的合格率在97.1%。
在冬季和春季原水NH3-N值高的时期，尽管水温很低，周家渡水厂的深度处理工艺对NH3-N的降解效果仍然很高，能满足CJ/T206-2005的新水质标准。见曲线图1。 
图1 2002年周家渡水厂原水和出厂水NH3-N指标
（2）周家渡水厂臭氧+活性炭深度处理工艺对黄浦江上游原水CODMn的去除效果好，但是未能达到CJ/T206-2005新水质标准要求的出厂水CODMn≤3.0mg/L的合格率在95%的要求，另外2003年处理效果下降。这通过水厂的优化运行（包括合理控制加矾量、提高常规处理效果、调节预臭氧、中间臭氧量、优化活性炭滤池的反冲洗效果等）可以予以解决，2003年的处理效果降低与活性炭滤池使用已经3年半有关系。
a. 2002年原水CODMn浓度在3.90-9.40mg/L，平均值6.20mg/L；出厂水CODMn浓度在2.00-3.40mg/L，平均值2.70mg/L，出厂水CODMn≤3.0mg/L的合格率在90%。
b. 2003年原水CODMn浓度在4.10-7.20mg/L，平均值5.80mg/L；出厂水CODMn浓度在2.00-3.60mg/L，平均值2.70mg/L，出厂水CODMn≤3.0mg/L的合格率在83%。见曲线图2。 
图2 2002年周家渡水厂原水和出厂水CODMn指标
3.2.2 以长江水为原水的凌桥水厂
凌桥水厂出水情况较好，采用陈行水库原水锰和耗氧量（以≤3mg/L计）合格率都在98%以上。氨氮（以≤0.5mg/L计）合格率低，只40%以下，这同浦东地区管网长、采用氯胺消毒有关系。
此外，采用头部原水时的出水耗氧量去除率有所降低，并存在酚偶尔超标现象。
3.3 提高水质的途径
3.3.1针对黄浦江上游原水水质，呼吁上海市加强水源地的保护，加强原水生物预处理效果，改善原水水质，使黄浦江原水质量达到Ⅲ类水标准。
3.3.2加强常规处理
加强水厂常规处理的管理是提高水质的基本措施之一。
（1）控制好日常运行中的几项关键性指标：如浊度、余氯和细菌。
a. 浊度
很多水质指标都随着浊度的降低而降低。例如：非溶解性有机物将随浊度的降低而部分去除；贾第鞭毛虫及隐性孢子虫的去除率也随浊度降低而增加。
建设部新标准浊度标准值为1NTU，但不少城市将出厂水浊度降到更低。如上海浦东威立雅自来水有限公司2003年和2004年出厂水年平均浊度分别 0.11和0.13NTU。近三年出厂水、管网水年平均浊度及管网水浊度小于1NTU的合格率如表2。 2002～2004年平均浊度汇总表 表2 |
2002 |
2003 |
2004 |
出厂水浊度（NTU） |
0.20 |
0.11 |
0.13 |
管网水浊度（NTU） |
0.41 |
0.33 |
0.34 |
<1NTU合格率（%） |
99.85 |
99.57 |
99.89 |
b. 余氯
为保证微生物安全，需要在水厂内维持一定的CT值（C为接触后消毒剂剩余浓度，T为接触时间），并维持出厂和输配水过程中一定的剩余消毒剂量，抑制水中残存的病原微生物在管网中再度繁殖。
世界卫生组织准则指出，从健康角度，余氯要小于5mg/l；从感官角度，余氯宜0.6-1mg/l，日本舒适性水质要求氯小于1mg/l。
在完善消毒并保持管网要求余氯的情况下，应尽量降低出厂水余氯，特别是过程水中有游离氯时。上海浦东威立雅自来水有限公司所属凌桥水厂（原水为长江水，氨氮较低）和周家渡水厂（采用深度处理工艺）过程水均含游离氯，若出厂水余氯超过1.0mg/l的话，消毒副产物超标的可能性就很大。具体见表3。 周家渡出厂水余氯与部分挥发性卤代烃浓度比较 表3 日期 | 余氯（mg/L） | 氯仿（μg/L） | 四氯化碳（μg/L） | 三卤甲烷（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）合理选用助凝剂。
使用助凝剂是提高混凝沉淀效率和改善过滤性能的一个重要措施，尤其是在低温、低浊等难以处理的原水。
浦东临江水厂于2005年年初着手进行投加阴离子助凝剂聚丙烯酰胺的应用试验和研究。试验表明：聚丙烯酰胺作为净水助凝剂，在提高水质的同时可有效降低矾耗。其在超负荷运行状态下的效果更为突出，在确保优质供水的前提下，可超设计能力40%运行。
（3）提高水厂自动化程度。
水厂运行自动化主要体现在混凝剂加注自动化，以稳定沉淀水出水浊度；加氯闭环自动化，以稳定加氯后的余氯值；滤池运行自动化，保持滤池最优化运行和水泵阀门开闭远程化。
在生产全过程实行自动化后，上海临江水厂的生产一线当班工人由97年建厂初期的10人/班减到了现在的3人/班。既提高了劳动生产力，又提高了制水生产的稳定性。
（4）加强在线水质仪表管理，实施动态水质监测。
上海浦东威立雅自来水有限公司下属各水厂在进水，沉淀池出水、滤后水及出厂水均安装了在线浊度仪，在沉淀水、滤后水和出厂水安装了在线余氯仪；部分水厂在原水、出厂水还分别安装了在线氨氮仪、pH仪。并且对主要的运行参数如浊度和余氯均有越限警报，能在控制室监视，以便及时发现问题，采取措施。
（5）采用高锰酸钾预氧化工艺。
浦东凌桥水厂于2003年率先完成了高锰酸钾预处理项目。提高水质效果非常明显。具体见图3。 
图3 管网水锰合格率比较图
浦东居家桥、陆家嘴两个水厂也于2004年相继完成了高锰酸钾预处理项目，均有一定效果。
临江水厂在2005年年底即将结束的扩建工程一期项目中采用锰砂滤池，对锰将有一定的去除效果，具体情况有待运行结果。
周家渡水厂由于采用臭氧+活性炭工艺，故锰的合格率相对较高。
3.3.3 采用深度处理。
控制加药量，降低出厂水浊度（尤其是居家桥、杨思、陆家嘴三个水厂），可以降低水中有机污染物浓度。但是对CODMn的降低很少，例如临江水厂出水浊度控制在0.10NTU左右，对CODMn的去除率在45%左右，比杨思、居家桥水厂去除率高5%左右（出水浊度在0.20-0.25 NTU），但仍然无法达到 ≤3mg/L的标准。据国家城市供水监测网上海监测站统计，2004年全市黄浦江原水水厂出厂水CODMn≤3mg/L的合格率仅为17%，出厂水氨氮小于0.5mg/l的合格率仅为50%左右。
针对黄浦江上游原水的水质特点，在强化常规工艺的同时，采用臭氧+活性炭深度处理工艺，才可以全面提高出厂水水质。
3.3.4 加强管网水质管理和监测。
一个完整的供水系统，包括从水源到用户水龙头的全过程，要始终保证向用户供应符合标准的自来水，需要对供水系统进行水质全过程控制和管理。
但是，影响管网水质的因素众多。主要包括：部分管网使用年限过长；质量差；流速低；二次供水系统受到污染及管理不到位等。
上海浦东威立雅自来水有限公司水质中心自2005年元月正式运行以来，重点加强了管网的水质管理。每天按要求对管网水进行采样和分析，并将检测报告及时反馈给水厂和管网部。同时加强了对新铺设管道的清洗、消毒和泵站水库每年1次的清洗消毒工作；积极配合管网部解决用户的水质投诉问题。
近年来，上海浦东自来水公司在提高管网水质上做了许多具体工作。例如：对使用年限较长或质量差的供水管道进行更新改造或刮管涂衬；定期冲水和放水；建立SCADA（数据获取与监测系统）、GIS（地理信息系统）和水压模型三套管网管理软件，利用计算机技术模拟控制管网的流态，减少低流速管段，消除死水管段等。 4 结束语 （1）黄浦江上游原水水质较差，呼吁上海市环保局加强水源地的保护，提高原水生物预处理效果，改善原水，使黄浦江原水达到国家规定的集中水源标准——即地表水Ⅲ类标准。
（2）对照新标准，上海出厂水经常性超标项目有氨氮、耗氧量、锰3项，管网水水质状况还需要进一步统计、分析。
（3）周家渡水厂的臭氧+活性炭深度处理工艺对黄浦江原水的处理效果良好，对氨氮、耗氧量、锰3项的去除率很高。所以根据实际情况，对于黄浦江原水水厂应实施深度处理工艺，确保出厂水指标达到新标准的要求；长江原水水质较好，目前能达到合格率要求。
（4）高锰酸钾预氧化工艺除锰效果明显，在上海深度处理工艺尚未实施之前，各水厂还是有必要尽快落实高锰酸钾除锰工艺，以提高出厂水和管网水锰的合格率。
（5）针对陆家嘴等老水厂，可以通过旧设备的充分利用与改造、助凝剂或助滤剂的合理选择与投加及净水工艺参数的优化等措施，来提高出厂水水质。
（6）加强在线水质仪表管理，提高水厂自动化程度是给水行业的发展方向。 | 
