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城市供水方式的研究与分析

作者:Tiejun 来源:未知 发布时间:2018-09-19 09:16

1. 统一供水模式

    这种供水模式是由城市自来水水厂依据国家的饮水用标准集中处理原水,然后采用一 套管网系统进行统一输送。长久以来国内的大多数水厂都是采用常规处理工艺,即混凝、 沉淀、过滤和消毒,而随着原水水质的不断恶化以及老百姓对饮用水要求的提高,常规工 艺显然已经落后。随着新国标《生活饮用水卫生标准》(GB5749.2006)的颁布实施,如何 针对新国标要求提升出厂水水质以及如何切实有效的提高老百姓龙头水的水质,目前大多 城市的供水部门也做出了相应的提升水质的方案,主要包括:1、对水厂实施改造,增加 深度处理工艺,即在常规处理工艺的基础上增加预处理和深度处理工艺,如活性炭吸附或 膜处理工艺等。2、加快对现有管网的改造,对老旧管材和不符合水质表求的部分管段管 材进行改造更换,以进一步减少出厂水在输送过程中的二次污染问题。 该供水布局的的优点主要有以下几点:1、水质提升最全面、范围最广、受益对象最 多;2、充分利用现有的配水管网系统,仅需要在原有的管网系统上进行改造,工程实施 难度相对较小,投资成本也相对较少;3、统一集中供水的供水模式便于运行管理。 然而,这种集中处理、统一供水模式也存在其弊端,尤其是在引进优质水源的条件下, 对所有类型的用水都采用统一的处理标准显得十分的不科学,也是对优质水资源的浪费, 不符合“优水优用”的指导方针。同时,虽然改造和投资的成本较少,但是由于该方案要求 所有水厂都要采用深度处理工艺才能提高全区的水质,后期水厂的运行成本会比较高,同 时需要加快管网改造的进度,这样才能有效地配合水厂的深度处理工艺使得居民龙头水水 质得到真正的提高。

2. 全区分质供水模式

    全区分质供水顾名思义就是对整个城市或者整片供水区域实行“双管道”或“多管道” 的分质供水。全区分质供水还存在两种形式,一种是城市主体供水系统只提供经过深度处 理的优质水供市民饮用和洗浴等与生活密切相关的生活用水,另设非饮用水管网供应系 统,将低品质水、回用水或经过处理的海水、雨水等再生水作为绿化、洗车、冲厕、喷洒 道路以及工业用水等用途的非饮用水使用。这种分质供水是目前发达国家广泛采用的一种 分质供水模式;另一种是将直接饮用水同其他类别的用水分开,经过深度处理后,达到直 饮水标准,另设优质管网供应,直通至每个家庭用户,可供用户直接饮用。全区分质供水的优势在于不但能全面提升整个区域内的居民饮用水水质,同时能优化 配置水资源,在按不同用水类别的水质要求供水的前提下,全区分质供水最为合理。将直 饮水另设管网供应的模式,居民饮用水水质提升最为明显。然而全区分质供水是一项规模庞大的系统工程,需要在原有的供水管网基础上再增设一套新的供水管网,投资成本高, 工程量浩大,实施难度也较大,同时涉及面广,涉及到城市规划、市政建设现状、环境、 物业管理等多个领域。对于直饮水的分质供水模式,由于通常直接供居民喝的水仅占到.总 用水量的3%到5%,仅对于这一部分水另设管网供应,显得有点浪费。另一方面,从经济 上说,只有供水能力达到一定规模时,分质供水才具有经济性。美国供水工程协会(AWWA)曾建立了一个计算模式,用于对全区分质供水经济上可行性的分析规划,并提出了一个算 例,用于人口10万的城镇,供水量约为6万m3/d,因水源污染水厂须增设活性炭吸附深 度处理工艺。传统供水系统是将全部供水都进行深度处理,分质供水系统只深度处理供水 中可饮用的部分,同时增设一套新的供水管网系统。计算结果显示,只有在可饮用水占总 的用水量的比重不低于20%时,全区分质供水是经济的。

3. 分区分质供水模式

    对城市或某个区域进行划分,分成工业区、生活区和商业区,针对不同区块的各个用水类型比重的不同,实行有针对性的分质供水。 针对生活区,常见是分质供水模式就是小区分质供水又称管道直饮水系统。该类型的分质供水在国内已有使用案例,该分质供水模式通过在小区内建立净水 站,对自来水进行过滤吸附等深度处理后,通过独立封闭的管网系统送至小区内的各个住 户家里,而将城市供水作为一般性的生活用水使用。该分质供水模式是由桶装水演化发展 而来的,要求供水的水质可以达到直接饮用的标准,然而该系统的供水定位就是仅供饮食 用水,因此供水规模上有一定的局限性。小区分质供水的优势在于:饮用水水质提升明显、 建设周期短、房地产和物业也参与其中,可以从一定程度上分担政府和供水部门的投入。 在城市自来水整体水质比较差的情况下,部分小区建立这样的管道直饮水系统可以提升小 区内居民的饮用水水质。只是该种分质供水模式也存在一定的局限性。该种分质供水模式 只提高了饮食用水的水质,而事实上,水质好坏影响人体健康并不仅仅反映在饮用和进食 上,还包括皮肤接触和呼吸吸收这两项上。Martin Fox在《健康的水》一书中提到,水中 的有害物质特别是挥发性有机物,被人体各部分系统的比例大致是:1/3由口腔摄入(饮 用和进食),1/3在洗漱和洗浴时由皮肤吸收,1/3在洗浴时随水汽或水溶胶经呼吸道吸收。 Brown等人在研究皮肤对水中挥发性有机物的吸收时发现,若按成人饮水量2L/d、婴儿饮 水量1L/d,二者洗澡时间均为15min/d来计算,饮用水中常见挥发性有机物的皮肤吸收与 口腔摄入的比例,成分和婴儿分别为63/37及40/60E241。世界卫生组织(WHO)1992年版 《饮用水水质指南》曾明确指出,确定水中化学物质含量的指导值,既要考虑饮用的摄入, 也要考虑淋浴时的皮肤吸收和呼吸摄入。因此无论是小区分质系统还是前面提到的以全区 直饮水分质系统,若仅仅只考虑饮食用水的水质,而忽略了其他与人们生活相关的生活用 水水质,也是不可取的。提升整体居民生活用水水质,才是优化城市供水系统的核心目标。

    针对商业区和工业区的分质供水,可以以现有的城市供水管网作为主体,另增设一套 供水管网供应商业区或工业区中水质要求比较低的部分用水,如市政、环境、景观、娱乐 用水和工业用水。如前文所述,工业区的分质供水在国内起步较早,无论从投资成本还是 工程量上来说,都比全区分质供水少,更易普及推广。同时,在工业企业内部,还可以推 广厂内分质供水模式,实现厂内工业用水的回用,其可靠性主要取决于企业内部的用水规 模、生产工艺、生产用水系统状况、废水回收处理技术以及企业自身的经济条件等。厂内 的分质供水可以提高工业用水的利用率,降低污水排放量,缓解当地水资源的污染状况, 由于用水量和污水排放量的减少,也可帮助企业降低生产成本。针对商业区和工业区的分 质供水模式基本符合合理利用城市水资源,优化配置的方针,但是对于居民生活用水的水 质提升上略显不足,如果要提高城市整体的居民生活用水水质,还需要结合当地的实际情 况,提出其他的应对方案。

 

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