提高供水水質——保障供水安全

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1.合理地確定地區(qū)或供水企業(yè)的供水水質目標
    總的講,隨著國民經(jīng)濟快速發(fā)展,人民生活水平不斷改善,人們對新污染物的認識不斷提高,城市供水水質要相應提高。
    為提高水質,在《飲用水衛(wèi)生標準》(簡稱《國標》)的基礎上,2001年衛(wèi)生部提出《飲用水水質衛(wèi)生規(guī)范》(簡稱《規(guī)范》),要求34項普遍執(zhí)行,其余62項根據(jù)本地水源污染情況,有選擇地執(zhí)行。建設部于2005年提出《城市供水水質標準》(CJ/T208-2005)(簡稱《標準》),要求水質項目共103項,其中微生物8項,有毒有害物質74項,一般物理化學及感官性項目21項。要求城市供水企業(yè)分期達到該標準要求。
    1.1要因地制宜科學地確定城市供水水質目標
    當前,城市供水企業(yè)除須達到《國標》和《規(guī)范》規(guī)定的35項和34項外,如何根據(jù)《標準》要求確定本地區(qū)提高供水水質的目標。建議先對現(xiàn)出廠水質按《標準》103項進行全面檢測,以明確是否已全面達到《標準》的要求,或還有那些項目已經(jīng)超過或接近限值。首先把超過或可能超過限值的微生物和有毒有害物項目,列為當前或短期內實施的供水水質要求,抓緊采取措施予以落實。對一般物理化學項目及感官性項目,則根據(jù)條件,逐步達到。
    供水企業(yè)在上述《國標》、《規(guī)范》、《標準》基礎上,欲增加新的項目或進一步提高某項目的指標值要求,宜按照世界衛(wèi)生組織、美國等制訂水質標準的科學方法,按效益-投入分析結果確定限值。主要包括:
    1調查統(tǒng)計當前供水水質中該項目的實際指標值;
    2利用國際上現(xiàn)有污染物風險的研究成果,計算進一步把限值降低到不同值時,預計能夠相應降低的病例,測算出效益(包括治療該病所需的本人及社會直接及間接的平均醫(yī)療費以及不能工作期間社會生產(chǎn)的損失等);
    3降低到不同限值時,改善本地區(qū)供水系統(tǒng)所需要的工程總投資、經(jīng)常費用和成本;
    4根據(jù)效益-投入分析,求得本地區(qū)情況的合理限值。
    1.2提高供水水質,保障供水安全,不僅要有合理的水質要求,還應有相應的合格率。
    水質標準有諸多項目,一般可分為三類:
    微生物。有嚴重的潛在后果,對其控制是最重要的。無論發(fā)達國家和發(fā)展中國家,微生物風險是首先要關注的。
    有毒有害物。長期飲用含有毒有害物的水,可對健康產(chǎn)生不利影響,特別要注意有累積性污染物及可能致癌的物質。
    一般物理化學項目及感官性項目。用戶主要根據(jù)色、嗅、味的感覺評估水質,雖然感覺不好不等于水質不安全,但達到用戶可接受的要求也是必不可少的。
    過去制訂水質標準,一般控制致病風險,但致癌與腹瀉病造成的后果不同。近年來,國際上統(tǒng)一用不能健康生活的壽命DALYs(Disablity-AdjustedLife-Years)衡量。按世界衛(wèi)生組織的《飲用水水質準則》(笫2版)及現(xiàn)行美國水質標準分析,微生物的DALYs風險遠超過有毒有害物質。為使微生物DALYs的風險降到有毒有害物水平即,《準則》第3版及美國《加強地表水處理條例長期二期》(LT2ESWTR)對微生物提出更高的要求。
    宜根據(jù)各類項目對公共健康的影響,確定相應的合格率目標。有毒有害物,特別是微生物應有很高的合格率,建議98%或95%以上。美國要求一級標準(包括微生物及有毒有害物)全部合格。美國EPA的戰(zhàn)略目標是:到2008年,公共給水系統(tǒng)中95%的居民能飲用一級標準全部達標的水。對一般物理化學及感官性項目,可根據(jù)本地情況,要求95%(縣鎮(zhèn)水廠90%以上)。
    濁度是綜合性運行項目,感官性項目,又是指示微生物去除的項目。出廠水濁度的限值及合格率需按控制微生物的要求,而管網(wǎng)水可按感官性要求。
    2.供水企業(yè)要保障供水安全
    2.1供水企業(yè)必須保證供應需要的水量、水壓和水質
    供水企業(yè)是城市的重要的基礎設施,供水安全保障是供水發(fā)展中各方關注的重大問題。我國國家領導人提出:“飲用水安全問題關系到廣大人群眾的身體健康,必須高度重視。”“我們的奮斗目標是,讓人民群眾喝上干凈的水、呼上清新的空氣,有更好的工作和生活環(huán)境?!睘楸U瞎┧?,國家規(guī)定,3萬人停水24小時以上列為重大事故,5萬人停水48小時以上列為特大事故。
    城市供水系統(tǒng)從水源到用戶龍頭,點多面廣,眾多環(huán)節(jié)之一受到損壞,就可能程度不同地影響水量、水壓或水質,而大多數(shù)水質項目的監(jiān)測又是定期的,事后的。在正常生產(chǎn)情況下和發(fā)生突發(fā)事故時,怎樣保障供水安全已是大家關心的重要問題。最近的世界衛(wèi)生組識《飲用水水質準則》第3版中,一個重要的發(fā)展是引導進行安全分析與保障。要分析供水系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)可能出現(xiàn)的問題、影響大小及可能機率,從而采取措施,使風險降到最低。
    2.2分析供水系統(tǒng)的各環(huán)節(jié)中可能出現(xiàn)的問題和薄弱環(huán)節(jié),以便采取相應措施。
    如一般常規(guī)處理的水廠在正常生產(chǎn)中可能影響供水水質的問題有:工藝技術上不夠完善,如混合不充分,絮凝不完善,濾池去除率低;工藝可靠性不夠高,遇流量變化較大或原水水質變化較大時,水質缺乏保證;設備損壞、后備不足,或由于設備質量、維護原因導致?lián)p壞增加;運行上缺陷,如混凝劑、消毒劑加注不當,濾池運行產(chǎn)生氣阻或濾層含泥量增加,絮凝與沉淀間穿孔墻處積泥過多,使絮凝體打碎影響沉淀效果;缺乏濁度、余氯等在線監(jiān)測儀表、警報裝置及自動控制加注混凝劑消毒劑設備,或這些設備損壞;所用設備或投加的藥劑不符合衛(wèi)生標準等等。
    配水管網(wǎng)一般影響水質的問題有:生物再繁殖;化學腐蝕;水壓較低時地下水滲入;污染物經(jīng)虹吸進入管網(wǎng);污染物進入無蓋的清水池或水箱;錯誤的接水;新管投產(chǎn)前消毒不嚴格;管道設備維修時進入污染物;管道水流速突然改變;管道設備不合衛(wèi)生標準;管道沖洗不正常等等。
    2.3注意突發(fā)事件對供水水質的影響
    突發(fā)事件包括:地震、狂風暴雨、干旱等重大自然災害;工業(yè)廢水、船只傾覆等嚴重事故性污染;水致疾病暴發(fā)期間對水源的嚴重污染;供水企業(yè)運行管理缺陷或爆管、斷電引起的供水重大事故以及人為的破壞。
    還要注意人為破壞可能造成的危害。美國自來水協(xié)會雜志報導:早在珍珠港事件前,美國聯(lián)邦調查局長就寫過:“我們很久前己認識到,在公用事業(yè)中,供水是打擊的最脆弱點。而供水關系到工業(yè)生產(chǎn)、人民健康和信心的戰(zhàn)略地位?!焙髞砻绹鳨PA在一篇短文中說:“以往認為供水企業(yè)的使命是向用戶始終可靠地供應安全的水。但在‘9.11’事件后,使命突然戲劇性地擴大到安全防范和反恐怖。”
    人為破壞可以歸納為:物理方法破壞,投放生物化學毒物,電子入侵破壞調度系統(tǒng)。
    就水質保障而言,首先研究水質的保障要求;具體分析從水源到用戶整個供水系統(tǒng),那些環(huán)節(jié)點投入一定數(shù)量的某有毒物質,可能影響水質保障要求。
    一般化學工業(yè)毒物毒性較低,致害劑量較大,水中含這類毒物很多表現(xiàn)為色、嗅、味異常,人們較易發(fā)現(xiàn),有的溶解度較低。
    生物化學毒素的毒性可能很大。考慮到毒性和溶解度,如以砷的相對毒性為1,沙林(Sarin)為100,VX為300,肉毒桿菌毒素A(BotullinustoxinA)則為10,000.該毒素的大鼠50%死亡劑量(LD50)為0.00003μg/kg.
    一般霍亂菌、甲肝病毒等在水廠正常運行下可有效滅活,但肉毒桿菌需余氯6mg/L,有效接觸時間20分鐘才能滅活,在水廠已難以操作,而炭疽熱菌則更難滅活。
    物理爆破也可能破壞加氯系統(tǒng)的某環(huán)節(jié),導致停止加氯并大量泄氯,不僅影供水水質還危害附近后民。電子入侵可能擾亂正常的凈水運行而損害供水水質。
    要采取相應的防范措施和制訂應急預案,使事故的機率和造成的損失降到合理的最低的限度。分析進入爆破點和投毒點的途徑,采取防范措施增加進入的困難、延長進入的時間,及時發(fā)現(xiàn)進入者。根據(jù)薄弱環(huán)節(jié)的分析,制訂相應的應急預案和必要的工程措施。
    3.充分發(fā)揮常規(guī)處理作用的首要措施是加強科學管理
    為保障微生物安全,以地表水為水源的,常規(guī)處理是必不可少的。常規(guī)處理能去除的污染物,在常規(guī)處理中解決是經(jīng)濟合理的。為提高并穩(wěn)定供水水質,充分發(fā)揮常規(guī)處理的作用是很必要的。為充分發(fā)揮常規(guī)處理的作用并結合以上水質安全保障的分析,對加強科學管理提出以下建議。
    加強科學管理的根本目的是保證出廠水穩(wěn)定地達到標準和目標的要求。為保證管網(wǎng)水水質達到要求,對經(jīng)過管網(wǎng)可能引起變化的項目,其出廠水的指標值,要適當留有余地。
    3.1.在日常運行中要抓住關鍵性運行項目
    為保證供水水質,需定期檢測水質標準(或目標)所規(guī)定的各項目,以驗證所供水質是否符合要求。但檢測是定期的,檢測的結果也是事后的。故在水廠日常運行中,要尋找便于頻繁檢測或連續(xù)檢測的關鍵性運行項目以確保供水安全。濁度和余氯是常規(guī)處理中共同的關鍵性運行項目。此外根據(jù)凈水要求,增加pH、氨氮或其他項目。
    3.2保證濁度穩(wěn)定地達到預定的要求
    穩(wěn)定地降低過濾水濁度有二種基本方式:根據(jù)快濾池的濁度去除率確定沉淀水濁度要求;加注助凝劑或助濾劑,特別是加注有機聚合物,會改善水的混凝、沉淀和過濾性能。
    3.3.要控制初濾水濁度
    當出廠水濁度要求嚴格控制到相當?shù)偷那闆r下,就要注意初濾水濁度的控制。
    控制初濾水濁度的基本措施是:降低沖洗結束時的廢水濁度;為節(jié)約沖洗水,可在后期以低反沖強度沖洗一段時間,或用翻板濾池的沖洗方式,把砂面上水放掉;排放初濾水(約15分鐘);反沖水中加注混凝劑,主要是沖洗后期的水;沖洗后停役一定時間或在沖洗開始時濾速緩慢提高,可緩和初濾水濁度。供水企業(yè)可因地制宜選用。
    3.4.為保證消毒要求,要保證出廠水維持需要的余氯幅度。
    受糞便污染的原水很可能有病毒,而且危害嚴重。病毒測定很困難,多數(shù)國家的水質標準中不列病毒項目,美國列了代表性病毒,但檢測也是定期的。為保證病毒及其他微生物安全,要考慮其安全的去除率。除隨濁度降低去除—部分外,其余靠水廠內保證—定的消毒CT值。
    3.5.消毒劑的合理選用
    每種消毒劑均有它的優(yōu)點、缺點、副產(chǎn)物和制約條件,水廠可因地制宜選用。
    消毒一般用氯消毒。權衡風檢,要在保證消毒要求的前提下,力爭副產(chǎn)物的含量低于目標要求。有條件的,廠內用自由氯消毒更為有利。
    3.6加強科學管理,要定期觀察測定影響運行效果的關鍵部位
    如沉淀池進口穿孔墻前后的積泥情況,沉淀區(qū)積泥情況,沉淀池出水均勻情況,快濾池濾層高度的變化,濾層的含泥量,非氣水沖洗濾池沖洗過程中是否有氣泡等。
    定期測定濾層高度、含泥量、一格濾池的過濾全過程的進出水質、濾速、水頭損失、沖洗強度以及沖洗時間與初濾水的關系。