城市供水水质安全监测系统与控制对策

一、我国城市供水行业的特点 我国城镇供水行业迅速发展，供水能力基本满足要求，据《2004年城市供水统计年鉴》（中国城镇供水协会）全国593个建制城市，供水管网总长度达到223380.04公里，平均日供水量7235.27万吨/天。 随着工业用水循环率的提高，节水措施和节水意识的提高，城市普遍存在供水总量需求下降的趋势，但是，中国是一个水资源短缺的国家，淡水资源总量多年平均为28000亿立方米，而且其时空分布极不均衡,造成我国的水问题很多，除了大的洪灾、旱灾外，在城市地区表现突出的是城市缺水和水污染。水资源的短缺造成社会经济的损害已经大于洪涝灾害，水资源的问题近年来也已经超过石油、能源等问题，被放在了经济社会发展的首位，特别是京、津、华北地区人均水资源量甚至低于极度缺水国家以色列的人均449立方米水量，水问题尤为突出，水质问题是水资源缺乏的主要型式，我们必须认识到当代的水资源首要问题就是水质普遍恶化的问题。在水质型污染严重的现状下，必须提高供水安全的意识和技术保障手段，所以《城市供水行业２０１０年技术进步发展规划》提出在２１世纪最关键的前１０年中，提高水质是主要目标。 目前，我国供水行业和国际上发达国家供水行业还存在较大的差距，比如，在供水水质指标ＡＯＣ水平上，欧洲国家平均在１０uｇ／Ｌ以下，而国内领先的深圳梅林水厂通过臭氧+活性碳吸附深度处理的出厂水ＡＯＣ水平在３７uｇ／Ｌ，而全国大多数出厂水AOC平均值在１００uｇ／Ｌ左右；在消毒工艺特别是安全加氯工艺、供水管网和用户终端水处理设备上都存在较大的差距。 二、城市供水安全的概念 水是维系人类生存和社会经济发展的必需、不可替代的基本物质，饮水对维持生命非常重要。世界卫生组织认为，提供安全的饮水对身体健康是必不可少的，是基本的人权，是保障公众健康的重要组成部分。供水的安全性对于保障公众健康、生命安全和社会稳定具有重要作用，因此许多国家将供水安全纳入了国家安全的概念中。 供水安全（Safety and Security of Water Supply）包含两方面的含义： 一是，供水水质在使用中不应该给人体带来短期或长期的健康危害，即供水在自然属性上的安全性（Water Safety） 二是，供水系统对遭受突发事故的威胁，包括，事故型供水水质危机有自然灾害、突发性水质污染事故、内源性水质恶化、水厂运行事故和破坏性水质危机有人为蓄意破坏或恐怖袭击时，具有良好的预防、保护、应急和恢复功能，即供水在社会意义上的安全性（Water Security） 三、水质安全管理是政府职责 我们知道，造成水质风险的因素很多，特别是我国水资源严重短缺的基本国情下，城市化进程加快，人口众多且密集居住，自然灾害频发，洪水泛滥和严重缺水会形成高浊水、突发卫生事件、水环境突然变化，内源性水质恶化，异嗅　异味　富营养化蓝藻和绿藻以及微囊藻毒素、水源地周围有毒有害化学品和生物制品事故性泄漏、水厂事故、净水技术和工艺的不足、人为破坏和恐怖袭击等，所以，政府对水质安全的监管十分重要，是政府的职能所在。事实上，我国从1993年就开始了对城市供水水质安全的政府监管，在城市公用事业领域中是最早实行政府监管的行业，而且重点就是对水质的监管。2005年底松花江污染造成哈尔滨近400万人口停水四天的事故再次敲响了城市水质安全的警钟！ 四、城市供水安全的法律体系 目前，我国执行的最新的供水水质安全方面的主要法律是：建设部颁布的《城市供水水质标准》(CJ/T206-2005)　从２００５年6月１日开始执行和卫生部《生活饮用水卫生标准》 GB5749-85　2005年10月颁布。 五、城市供水安全实施的主体 供水安全实施的主体是供水企业，虽然，多元化的水务市场格局正在形成，打破了国有独家的状况，但是任何城市供水市场的参与者都有义不容辞的职责来保障供水安全。 六、城市供水水质安全管理的主要内容 目前，世界上饮用水水质管理模式正向“多层次”、“全过程”的目标迈进，逐渐由原来的“产品控制”（Product control ）向“过程控制”（Ｐｒｏｃｅｓｓ　Ｃｏｎｔｒｏｌ），许多新的管理概念和方法被引进到饮用水水质管理中，其中，多级屏障方法（ｍｕｌｔｉ－ｂａｒｒｉｅｒ　Ａｐｐｒｏａｃｈ）、危害分析与关键控制点（Ｈａｚａｒｄ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ａｎｄ　Ｃｒｉｔｉｃａｌ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｐｏｉｎｔｓ，ＨＡＣＣＰ）已经被ＷＨＯ以及澳大利亚、加拿大等国运用到饮用水水质安全管理中。 特别是广义的多级屏障方法，克服了传统的单一通过饮用水处理技术来保障供水水质安全，而是，由水处理技术、监控与水质管理、公众参与社会监督、法律体系、标准指南和目标、科学技术研究等多层次。 在多级屏障水处理技术每个层次里再细分为多级屏障，并运用ＨＡＣＣＰ已经通过脆弱性分析和识别，来确定城市供水系统中关键控制点及其临界范围，建立全程监控系统和校正措施，预防危害，即时调整。水质安全管理及控制要点包括： 原水：除藻、除有机物，通过预处理降低消毒副产物，以为例太湖70％湖面处于富营养状态，流域饮用水水源地水质达标率仅50.9％，建立有效的水源地原水预警系统。 输水：输水过程的污染随输水管路的扩散、流动的监测、评价和控制。 澄清絮凝工艺: 铁盐、铝盐、HCA等的改进，可以在浊度去除的同时，更好地完成有机物的去除。 过滤工艺：水处理的精加工过程，浊度去除率能够达到80%以上，可以通过滤料的选择、助滤剂的使用以及反冲洗水的安全合理利用。 针对有机微污染物的深度处理技术：臭氧+活性碳吸附、光催化氧化等 消毒及消毒的副产物：安全加氯，减少消毒副产物。 供水管网：管网水的生物稳定性、化学稳定性和控制管网污染 二次供水：采用恒压变频供水设备，减少高位水箱，如限流装置防止倒灌，空气隔离通气孔和改善二次加压的工程保障措施 用户终端：小型、方便、有效的楼宇或家用过滤和消毒设备，这样的设备将过滤去除和微生物灭活两种技术路线的融合和设备的组合，并在现有供水条件下，继续推荐煮沸后饮用这种饮水方式，尽量降低致病微生物可以通过生活过程侵害人体的风险。 七、必须建立城市供水水质安全监测控制系统并有应急体系 城市供水安全是非传统的安全问题，是随着城市化进程的不断发展而产生的，在城市的五大生命线系统中，城市供水系统因其范围广、影响大、参与人多，越来越受到重视，必须从城市防灾减灾、提高城市人居环境水平的高度来考量，真正体现以人为本，可持续发展的科学发展观。所以，城市供水安全必须常备不懈，统一管理和指挥，并纳入城市公共安全防范体系的总体规划中。 供水企业是供水安全技术保障的主体，要采用主动措施，建立覆盖面广，实时监测，长期运行，以获得城市供水安全管理的背景数据资料的监测系统，对可以预见的供水安全问题如管网的二次污染、两虫、微量有机物的存在、二次供水影响有常备的技术手段、管理措施如，消防栓、排泥阀、排气阀定期排放和频率的考量、工艺调整、设备更新、新技术（如，紫外线消毒技术）的投运。　　　　　 政府监管部门，一旦出现安全问题，启动应急预案，做到反应迅速、指挥有效、处置有序、措施得当、保障有力、分级管理、分区域负责、并将这些做成应急的预案文档，进而实现模拟演练和可视化培训系统 社会公众参与，社会舆论监督，定期公布城市供水状况，市民有供水安全的知情权，提高人们的供水安全意识，也将成为城市供水安全管理的新推动力。 八、安恒公司的城市供水水质安全监测系统和控制对策 从水源到用水龙头，是一个完整的供水系统。要始终保证向用户供应符合标准的水，对供水系统需要进行全面质量管理，包括：符合要求的水源和水源保护；原水输水系统的保护；符合要求的净水构筑物和工艺设备以及良好的管理维护；完善的配水系统和良好的管理维护等等。要建立城市供水水质安全监控的全过程、全方位、高精度和准确定位的立体监测网络和实时的安全保障的信息化技术平台，实现闭环的城市供水水质安全监测评估和控制体系，在城市供水模型的基础之上，对城市供水水质污染危险源识别判断、监测与控制、预测与预防、风险评估与预警，制定应急反应预案与指挥决策科学性技术辅助系统，建立现代化、智能化的、实时监督、量化执法的城市供水管理指挥决策体系，提高对自然灾害、人为事故、犯罪预防的预报水平、监测能力和减灾技术水平，有效提高政府在公共安全保障体系的作用。 北京安恒测试技术有限公司以全球最大的专业水质分析仪器生产商—美国HACH公司的水质分析仪器为主要设备,充分利用现代化在线水质监测技术、通讯技术、地理信息技术、计算机网络技术等高科技手段融合，建立城市供水水质安全监控的全过程、全方位、高精度和准确定位的立体监测网络和实时的安全保障的信息化技术平台。 北京安恒测试技术有限公司提出的技术路线是以社会发展和供水安全要求为需求拉动，总体规划，分布实施，多级屏障，全流程监测控制，从水源地起建立原水预警系统，并通过预处理、将净水工艺关口提前，优化水厂工艺过程，保障水厂出厂水达到国家颁布的新《城市供水水质标准》，通过提高出厂水水质，保障管网水质不恶化，当监测指标显示管网水质不能达到标准时，供水将被强制通过紫外线消毒、超滤膜等末端净化措施对水质进行用户端的净化并后向每个用户供水，保障用户龙头出水符合健康卫生标准，最终达到直饮水标准。 充分利用城市已经建立的公众数据通讯网络，通过无线DDN、VPN技术、网络通讯技术快速建立稳定可靠的虚拟专网，网络建设投资和数据安全保障都得以满足要求；多技术融合、多源数据融合，建立地理信息空间数据、监控数据一体的可视化指挥调度和管理系统，自主研发的自动应答UDP数据传输模式和数据库同步技术，在有效控制了通讯数据流量的同时，保障了数据通讯的可靠性和完整性，并实现M2M智能化闭环监测控制。 全国目前筹备建立或正在建立的城市供水安全保障体系的城市还有北京、广州、深圳、杭州、成都、西安、郑州、大连等很多城市，北京安恒测试技术有限公司积极参与各个城市的城市供水水质安全保障体系建设，已经参与完成了北京自来水集团公司北京城市供水管网水质实时监测实验系统、北京2008奥运核心区供水水质安全保障系统的方案设计、在“太湖流域安全饮用水保障技术”（由上海自来水公司承担），我公司参与水源地原水预警、水厂工艺改造、供水管网水质监测、二次供水监测等多项工作、“北方地区安全饮用水保障技术” （天津自来水集团公司承担），本公司参与供水管网水质实时监测系统建设，是国内目前第一个以城市供水模型为基础和理论指导的供水管网水质实时监控系统、北京安恒测试技术有限公司在研项目科技部科技型中小企业技术创新基金项目―水环境监测质量控制标准技术服务示范工程（立项代码04C26211100307）也在顺利进行中。 作者介绍：万众华，1967年9月出生，毕业于北京医科大学基础医学院。2001年起出任北京安恒测试技术有限公司总经理，主要从事城市供水水质安全、市政污水处理、环境监测、清洁生产等水务项目的工程咨询和实施工作，有丰富的水质分析仪表的技术选型、配套、系统集成经验。北京安恒测试技术有限公司是目前国内最大的美国HACH公司中国代理，在北京、上海、沈阳设有销售和技术服务中心工作，为HACH水质分析仪器的中国用户提供稳定、可靠的本地化技术响应和增值服务。