經(jīng)過幾十年努力,上海四大水源地已形成兩江并舉、多源互補(bǔ)的原水供應(yīng)系統(tǒng),不直接從江河取水。上海供水能力達(dá)1137萬(wàn)m3/d, 黃浦江水源水廠全部采用深度處理工藝,部分長(zhǎng)江水源水廠也已完成深度處理工藝改造。2012年上海市供水水質(zhì)全部達(dá)到國(guó)家《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB 5749-2006),但上海市供水水質(zhì)仍存在一定風(fēng)險(xiǎn),需進(jìn)一步提高,上海正積極推進(jìn)長(zhǎng)江水源深度處理工藝改造。經(jīng)過“十三五”、“十四五”兩個(gè)五年計(jì)劃,上海市供水將全部采用深度處理工藝,供水水質(zhì)進(jìn)一步提高,供水更安全。
延伸閱讀:消毒方式及消毒副產(chǎn)物控制研究---上海市供水監(jiān)測(cè)中心、上海市供水管理處
1上海市供水基本情況
至2014年底,上海市供水能力1137萬(wàn)m3/d,其中中心城區(qū)16家水廠,供水能力為791萬(wàn)m3/d,區(qū)縣51家水廠,供水能力為346萬(wàn)m3/d,全市最高供水量達(dá)1045萬(wàn)m3/d。2015年底崇明將關(guān)閉20余家鄉(xiāng)鎮(zhèn)水廠,區(qū)縣水廠將不到30家,全市水廠約45家。近十多年上海市關(guān)閉了100多家鄉(xiāng)鎮(zhèn)水廠,為安全供水、提高供水水質(zhì)發(fā)揮了重要作用。
目前,上海市原水供應(yīng)有青草沙水庫(kù)、陳行水庫(kù)、東風(fēng)西沙水庫(kù)與黃浦江上游四大水源地(黃浦江上游金澤水庫(kù)明年底基本建成),形成兩江并舉、多源互補(bǔ)的原水供水系統(tǒng)格局。今后上海市不直接從江河取水,全部取用水庫(kù)水,一旦其中一個(gè)水源地發(fā)生重大水危險(xiǎn),可實(shí)行水源地聯(lián)動(dòng)互補(bǔ),大大提高供水安全性。上海原先70%供水取用黃浦江水源,30%取用長(zhǎng)江水源,而目前70%取用長(zhǎng)江水源,30%取用黃浦江水源,原水水質(zhì)有了很大提高。
2上海市供水深度處理進(jìn)展情況
上海市從20世紀(jì)90年代開始研究深度處理工藝,1998年建成周家渡2萬(wàn)m3/d深度處理工藝,由于各種原因直到2010年上海世博會(huì)前才建成南市水廠70萬(wàn)m3/d和臨江水廠60萬(wàn)m3/d深度處理工藝!渡铒嬘盟l(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB5749-2006)的出臺(tái)大大加快了上海市深度處理工藝改造的步伐,“十二五”期間上海市完成了取用黃浦江水源水廠的深度處理工藝改造。目前上海市深度處理水廠供水規(guī)模442萬(wàn)m3/d,占全市總供水能力的38.87%,其中中心城區(qū)深度處理256萬(wàn)m3/d,區(qū)縣186萬(wàn)m3/d,取用長(zhǎng)江水源深度處理供水能力166萬(wàn)m3/d,取用黃浦江水源深度處理供水能力276萬(wàn)m3/d。
3上海市供水水質(zhì)情況
2014年中心城區(qū)供水水質(zhì)情況:出廠水9項(xiàng)合格率100%;出廠水42項(xiàng)合格率 100%;管網(wǎng)水7項(xiàng)合格率 99.41%;出廠水64項(xiàng)合格率 99.90%;綜合合格率 99.49%。區(qū)縣五項(xiàng)合格率也均達(dá)到95%以上。
從以上數(shù)據(jù)分析,上海市供水水質(zhì)已達(dá)到國(guó)家《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》考核要求,但上海市供水水質(zhì)仍存在較多水質(zhì)問題,現(xiàn)從以下幾方面進(jìn)行分析。
3.1藻類嚴(yán)重
上海市地處長(zhǎng)江、黃浦江下游,是一個(gè)水質(zhì)型缺水城市,受上游來水水質(zhì)影響很大,如長(zhǎng)江鎮(zhèn)江水污染、黃浦江上游死豬事件。雖然上海市近年來建成了四大水源地,不再直接從江湖取水,可避免突發(fā)污染事件對(duì)供水的威脅,但建庫(kù)后藻類問題很嚴(yán)重。主要是長(zhǎng)江和黃浦江總氮、總磷均很高,長(zhǎng)江口總磷0.1~0.15 mg/L,總氮2~3 mg/L,黃浦江上游0.15~0.25 mg/L,總氮2.5~3.5 mg/L,屬富營(yíng)養(yǎng)水體,水庫(kù)一年四季都存在藻類問題。春季以硅藻為主,夏秋季以藍(lán)綠藻為主,藻數(shù)量在千萬(wàn)個(gè)/L至上億個(gè)/L,藻類新陳代謝過程會(huì)產(chǎn)生致臭物質(zhì)。
3.2消毒副產(chǎn)物偏高
雖然長(zhǎng)江水源水質(zhì)比黃浦江水源水質(zhì)有很大提高,代表有機(jī)物的耗氧量CODMn基本在2~3 mg/L,但夏天常規(guī)工藝的游離氯消毒副產(chǎn)物三鹵甲烷明顯偏高,相比深度處理工藝消毒副產(chǎn)物三鹵甲烷要高出三分之二,說明水中小分子質(zhì)量有機(jī)物含量仍較高。
3.3夏季鋁偏高、超標(biāo)
藻類生成過程需要大量二氧化碳,因而使水中碳酸鹽中的二氧化碳被大量消耗,形成氫氧化鈣,使pH升高,高時(shí)可達(dá)8.5~9.0。鋁是兩性物質(zhì),在弱堿性情況下鋁有一定的溶解度,因而藻類是夏天鋁偏高、超標(biāo)的主要原因。
3.4激素、抗生素等有檢出
最近幾年社會(huì)廣泛關(guān)注水中檢出激素、抗生素,對(duì)供水安全存在憂患。對(duì)長(zhǎng)江口水源水抗生素進(jìn)行檢測(cè),目標(biāo)抗生素5類13種,能檢出3類8種,濃度均在十幾ng/L,磺胺類檢出率最高,氟甲礬霉素、激素類、雙酚A檢出率也很高,也均是幾十ng/L。水源水中社會(huì)關(guān)注的激素、抗生素均有檢出,但對(duì)供水風(fēng)險(xiǎn)很難判定,深度處理工藝對(duì)激素、抗生素去除效果較好。
4常規(guī)處理工藝和深度處理工藝水質(zhì)比較
深度處理工藝臭和味指標(biāo)合格率提高3.67%~8.18%(見表1)。
近幾年,上海供水臭和味合格率較以往有較大幅度提高,主要是原水集中投加粉未活性炭,2013年青草沙水庫(kù)集中投加粉末活性炭5000 t左右,2014年青草沙水庫(kù)藻類有所好轉(zhuǎn),但也投加粉末活性炭2000多t。
深度處理后氯仿要比常規(guī)處理工藝降低48.65%~53.73%(見表2)。
2013年和2014年深度處理比常規(guī)處理消毒副產(chǎn)物三鹵甲烷降低57.54%~65.57%(見表3),主要是深度處理后小分子質(zhì)量有機(jī)物有較大幅度降低,因而消毒副產(chǎn)物三鹵甲烷也有較大幅度降低。
深度處理工藝使鋁的合格率大大提高。深度處理工藝的生物活性炭上有大量生物菌,在大量繁殖新陳代謝過程中吸取大量氧氣,放出二氧化碳,而大量二氧化碳使水中氫氧化鈣轉(zhuǎn)化成碳酸鹽,使pH大幅度下降,鋁超標(biāo)和偏高現(xiàn)象得到解決。
5制定上海市飲用水水質(zhì)準(zhǔn)則
上海市供水水質(zhì)仍存在一定風(fēng)險(xiǎn),為使上海市供水水質(zhì)更安全,有必要制定上海市飲用水水質(zhì)準(zhǔn)則,并在準(zhǔn)則的基礎(chǔ)上再上升為地方標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)上海市水源特點(diǎn)和目前供水水質(zhì)存在的問題,參考世界四大主要水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),在GB 5749-2006的基礎(chǔ)上制定上海市飲用水水質(zhì)準(zhǔn)則,主要從以下幾方面考慮:
(1)加強(qiáng)臭和味指標(biāo),致臭物質(zhì)甲基異莰醇2、土臭素國(guó)標(biāo)為參考值,準(zhǔn)則考慮列入標(biāo)準(zhǔn),臭和味合格率單獨(dú)考核。
(2)雙酚A國(guó)標(biāo)為參考值,準(zhǔn)則考慮列入標(biāo)準(zhǔn)。
(3)抗生素可以用總量考慮,準(zhǔn)則考慮列入?yún)⒖贾怠?/span>
(4)消毒副產(chǎn)物總量考慮限值比國(guó)標(biāo)更嚴(yán)格。
(5)鋁、銻、鎘、樂果可參考國(guó)外標(biāo)準(zhǔn),比國(guó)標(biāo)更嚴(yán)格。
(6)總有機(jī)碳更能代表有機(jī)物,考慮列入準(zhǔn)則。
(7)反映管網(wǎng)穩(wěn)定性的指標(biāo)亞硝酸鹽也可作為管網(wǎng)水考核指標(biāo)。
(8)社會(huì)關(guān)注的熱點(diǎn)問題,如N-二甲基亞硝胺(NDMA)、2,4-二叔丁基苯酚,也可列入準(zhǔn)則參考值。
6上海市供水深度處理改造工藝和進(jìn)展
6.1深度處理工藝選擇
對(duì)微量有機(jī)物、臭和味的去除,國(guó)外主流采用的是臭氧-活性炭工藝,結(jié)合水源特點(diǎn),運(yùn)行參數(shù)和投加臭氧量均有較大變化。上海深度處理工藝主要采用前、后臭氧-生物活性炭工藝,較大規(guī)模的深度處理工藝運(yùn)行已有5年多,總體運(yùn)行情況良好。黃浦江水源切換長(zhǎng)江水源后深度處理工藝前、后臭氧投加量有較大變化,不同季節(jié)生物活性炭沖洗頻率也有所變化。深度處理工藝活性炭在前池時(shí)必須選用上向流,活性炭在后池時(shí)可以選用下向流。如活性炭在前池選用下向流,會(huì)使沖洗頻率增加,生物膜很難生長(zhǎng),大大降低有機(jī)物去除效果。
6.2上海市深度處理工藝進(jìn)展
目前上海市供水能力約1 100萬(wàn)m3/d,深度處理工藝約占40%,仍有60%采用常規(guī)處理工藝(均取用長(zhǎng)江水源)。上海正在制定“十三五”供水規(guī)劃,已明確上海“十三五”啟動(dòng)長(zhǎng)江水源深度處理工藝改造,“十三五”要完成長(zhǎng)江水源深度處理工藝改造100萬(wàn)~200萬(wàn)m3/d, “十四五”要基本完成長(zhǎng)江水源深度處理工藝改造。
“十三五”開始,上海新建水廠必須具備深度處理工藝。經(jīng)過十多年努力,上海供水抗風(fēng)險(xiǎn)能力、供水安全性、供水水質(zhì)一定會(huì)有較大提高。
上海供水現(xiàn)狀及深度處理工藝改造進(jìn)展情況
陳國(guó)光 朱慧峰 錢靜汝
(上海市供水調(diào)度監(jiān)測(cè)中心,上海200020)
本文來自:2015年《給水排水》雜志第12期。