高品质饮用水建设及运维中关键问题探讨

    包伟忠*  （上海城建水务工程有限公司，上海 200082）

  随着城市化进程的加快和居民生活水平的提高，人们对饮用水的品质和服务有了更高的要求。为了满足这一需求，一些城市开始探索高品质饮用水居民小区建设，实现从源头到龙头的全过程优质供水。文章以高品质饮用水居民小区建设和运维为核心，从水质标准、二次供水改造及运维等各个环节，介绍了居民小区建设的技术和管理措施。其中，重点分析了影响居民龙头水水质的关键问题，探讨了二次供水模式选择、水箱（池）改造、楼宇管材升级、智慧化泵房建设等建设方面的内容，以及水龄调控、水箱（池）清洗维护、设备运维、水质监测等运维方面的内容，旨在提升居民龙头水水质，保障居民饮用水安全和健康，以期为我国城市供水水平的提升提供借鉴和支持。  关键词 高品质饮用水 居民小区 二次供水 改造 运维  随着人们生活水平的提高，人们对生活品质的追求越来越高。在饮用水方面，居民用水需求由自来水转变为高品质饮用水，这种转变是我国经济水平不断提高和社会不断进步的标志。高品质饮用水居民小区的建设采取先进的供水工艺和技术，在源头保护、原水处理、管网输配和末端管理等方面进行全面优化和改造。在高品质饮用水居民小区的创建过程中，二次供水是供水的“最后一公里”，也是关键环节。在建设过程中，二次供水环节主要问题在于原有的供水设施老化，已经不能满足居民的供水需求，部分二次供水设施例如泵房设置不合理，供水模式中存在生消合用，管道布置不合理，容易产生二次污染。在运维过程中，应注重水龄调控，避免水龄过长造成余氯和微生物指标风险，注重供水设施的巡检与养护，结合智慧化管理手段实现水质与状态监控。通过二次供水设计改造升级和运维管理水平提升，通过不断完善供给侧结构性改革和供需两侧管理机制，实现高品质饮用水居民小区推广建设，在保障居民健康安全和提升居民幸福感方面发挥积极作用。  高品质饮用水居民小区从规划到建设是一个系统性问题，本文从水质标准、案例、二次供水建设及运维等各环节，选取了上海、深圳、苏州等地高品质饮用水建设案例进行阐述，总结了高品质饮用水建设过程中二次供水建设和运维关键点，以期为我国居民供水水平的提升提供借鉴和支持。  1 高品质饮用水相关标准 2023 年4 月，我国《生活饮用水卫生标准》（GB 5749—2022）正式实施，指标数量由106 项调整到97 项，新增4 项，删除指标13 项，首次提出了龙头水水质标准国家标准，进一步强化了从水源到水龙头全过程全链条的水质管理。《建筑与小区管道直饮水系统技术规程》（CJJ/T 110—2017），提出“建筑与小区管道直饮水系统用户端的水质应符合现行行业标准《饮用净水水质标准》（CJ 94—2005）的规定”。《饮用净水水质标准》（CJ 94—2005）适用于以自来水或水源水为原水，经再净化后可供给用户直接饮用的管道直饮水，在感官、微生物、有机物、无机物等方面都提出了更高的要求。高品质饮用水相关水质标准如表1 所示，我国饮用水水质标准对比美国环保署（EPA）国家饮用水水质标准、日本自来水水质标准，标准限值要求更高。上海、深圳、苏州等地颁布了饮用水地方标准，各地针对自身情况，在国标的基础上进一步提高要求，浑浊度要求限值降低到0.5 NTU，微生物细菌总数限值为50 CFU/mL。地方标准在浑浊度、溶解性总固体和总硬度上降幅较大，显著改善饮用水感官性能指标。微生物和高锰酸盐指数也低于国标，降低微生物风险，同时还加入了总有机碳（TOC）指标作为参考指标。消毒副产物指标中，上海标准将三卤甲烷减半，苏州将三氯甲烷降低至0.04 mg/L。各地地方饮用水水质标准的颁布为高品质饮用水目标的实现提供了标准依据。  表1 高品质饮用水相关水质标准

     注：*代表对应标准中没有相关要求。  2 各地高品质饮用水工作 上海、深圳和苏州等地均在积极推进高品质饮用水示范区建设，提升居民龙头水水质。各地在高品质饮用水的建设方面各有特色，都注重从水源、水厂、管网到二次供水全流程进行突破和优化。上海在闵行、临港和黄浦等区域开展高品质饮用水示范建设，针对不同原水特点，采用了臭氧活性炭+超滤膜处理工艺或常规+纳滤膜处理工艺，同时，在管网与二次供水环节，形成了分级保障技术，并提出了基于水龄控制的优化方案[1-2]。上海逐步开展高品质饮用水试验居民小区建设，已经在闵行区启动了10万人口规模的试点工程，并计划在“十四五”期间逐步扩大到黄浦区30 万人口规模，并总结经验形成可复制可推广的技术路线和建设方案。同时，在临港新片区开展先行先试高品质饮用水工程，并制定了相关技术规程。上海市出台了全国首部生活饮用水地方标准《上海市生活饮用水标准》（DB 31/T 1091—2018），对原有国家标准进行了补充完善。制定《上海市新建居民住宅饮用水高品质入户工程技术规程》（DB 31 SW/Z 029—2022）、《中国（上海）自由贸易试验区临港新片区高品质饮用水入户工程技术规程》（DB 31 LGXPQ/Z 001—2020）等技术规程与标准中指导上海二次供水进行改造。  除了上海之外，深圳、苏州等城市也在积极探索高品质饮用水示范区建设，并取得了一定成效。深圳盐田区已实现全区自来水直饮，并计划2025 年实现全城直饮。水源环节，结合珠江三角洲水资源配置工程建设，优化水源供水布局，实现双水源供水，构建水质和水量可调度的水源“双安全”供水保障系统。在水厂处理方面，深圳市按照国际先进标准，对所有水厂进行新改扩建和提标改造，全面实施深度处理工艺，包括臭氧生物活性炭、膜过滤等工艺，提高出厂水水质和稳定性。在市政管网方面，深圳市加快老旧市政供水管网更新改造，使用耐腐蚀、耐老化、低漏损的管材，如球墨铸铁管、不锈钢管等。在居民小区入户管网环节通过优质饮用水改造工程减少漏损二次污染风险，在终端二次供水泵房改造水箱减少停留时间，并利用智慧化管理平台提高风险管控能力。深圳市编制了《深圳市建设自来水直饮城市工作方案》《深圳市优质饮用水入户工程建设指引》，并制定了《优质饮用水工程技术规程》（SJG 16—2023）、《二次供水设施技术规程》（SJG 79—2020）等标准，指导直饮水工作开展。苏州市水务局印发了《苏州市高品质供水三年行动计划》，文件明确到2035 年最终实现苏州市全域高品质供水。苏州从净水工艺、管网建设、配水调度、设施维护、水质监控和客户服务等多方面强化管控，多措并举提升供水水质和服务，稳步推进直饮水项目建设。对管道内外防腐、定期冲洗方案等进行优化，持续开展市区老旧管道改造。苏州吴中区启动高品质饮用水居民小区建设，并以临湖镇作为启动区。目前已经完成自来水的水质和管网普查，并正在进行管网清洗和老旧管网改造更新，还将建设在线水质监测和公共直饮水等设施。各地致力于打造高品质饮用水居民小区，根据各自情况采取不同策略，在整个供应链技术体系上实施技术升级和管理优化。  3 高品质饮用水居民小区建设关键环节分析 3.1 供水模式 供水模式是影响二次供水水质的重要因素。目前常见的供水模式有直供水、叠压供水、水池+变频泵、水泵+水箱、水池+水泵+水箱等供水方式。市政管网末梢压力不能低于0.14 MPa（即不能低于14 m），在该供水压力下可供维持3～4 层住户的直接供水，4 层以上楼宇用户需要进行二次供水。上海市在高品质饮用水二次供水改造中针对供水系统采取的建议是原则上不改变原有供水模式，深圳以多层市政直供为主。高层住宅低位水箱（池）和变频调速设备联合供水。在市政管网条件允许下，可采用叠压供水、无负压供水等方式。苏州市城区主要采用管网叠压供水和水箱加变频恒压泵组供水方式。二次供水模式应依据居民小区实际水量、水压和水龄，综合考虑现状水池和主要设备等的运行状况，确定合理的供水方式。  3.2 水箱（池） 水箱（池）是在二次供水系统中，用于储存和调节市政自来水的设施，作用是保证高层住户的用水量和压力。二次供水改造水箱（池）是提升自来水水质，满足居民对优质饮用水需求的重要措施。通过选用优质材料、设计合理结构、安装规范设备、清洗消毒定期、管理维护及时等方式，可以有效保障二次供水系统的正常运行。近年来，在高品质饮用水居民小区的二次供水改造中，深圳提出水箱（池）材质以及泵房管道材质选用不锈钢316L 以上材质。上海和苏州提出在二次供水水箱（池）采用不锈钢材质。根据小区的储水需求和空间条件，选择合适的储水设备类型和规格，对储水设备（水箱、水池）进行了升级更换了不锈钢水箱（水池），如不锈钢储水箱等增加了密封盖、进出水口等部件，提高了储水设备的卫生性和密闭性。  3.3 管材材质 管道材质的选择直接影响着改造的效果和效益，应该根据相关标准规范，选用符合食品级要求的优质管材更换楼宇管道材质，更换老化或损坏的管道、阀门等部件，并增设保温层，提高了楼宇管道的卫生性和可靠性。高品质饮用水二次供水改造管道材质优选铜管和不锈钢管。这两种管道都具有以下优点：耐腐蚀、耐高温、高强度；使用寿命长、安全可靠；表面光滑，不易积垢，不影响水质和口感；抑菌性能好，不易滋生细菌和微生物，保障饮用水卫生；环保节能，可回收利用，符合绿色建筑理念。铜管和不锈钢管各有其特点和优势。铜管具有良好的导热性能，可以减少热损失；不锈钢管具有良好的机械性能，可以承受较大的压力。在连接方式上，铜管一般采用焊接或螺纹连接；不锈钢管一般采用卡压或法兰连接。在价格上，铜管一般比不锈钢管更昂贵。因此，在选择高品质饮用水二次供水改造管道材质时，应该综合考虑工程的实际情况、技术要求、经济效益等因素，选择适合的管道。  3.4 智慧化泵房建设 深圳市《住宅二次供水标准化泵房建设规范》，对泵房建设位置、混凝土基础要求、应急供电、通讯条件等进行了规范。苏州市水利水务局发布了《苏州市二次供水系统工程技术细则》，提出了“标准化设计、1 控1 变频调速、可编程逻辑控制（PLC）、无人值守、自动运行、远程控制、视频监控、水质监测”等建设和设计要求。上海市在高品质饮用水居民小区的建设中，各地均进行了智慧化泵房的建设，并颁布了团体标准《住宅二次供水智慧化建设与运行维护技术规程》（T/SWSTA 0006—2022）。水泵采用数字集成全变频控制方式。安全防护系统设置语音对讲、门禁、视频监控、指纹、入侵报警等。水质保障系安装水箱自洁消毒、紫外消毒器、水质（余氯、浑浊度等指标）在线检测仪。通过二次供水信息化管理平台的建设，还能够实现对压力、流量、电压、电流、频率、泵机状态、液位、温度湿度、噪声、pH、浑浊度、余氯等实时数据监控。  3.5 补充消毒设施 高品质饮用水应开展末端消毒，在生活饮用水水箱（池）应设置消毒装置，对储存和输送的市政自来水进行末端消毒，以防止水质在管网中被二次污染。紫外线消毒设备的作用是利用紫外线的强大杀菌能力，破坏微生物的DNA 结构，使其失去繁殖能力和活性，从而达到消毒的目的。上海等城市提出生活饮用水水箱（池）应设置消毒设备，明确提出在二次供水消毒上可选用操作维护简单、无消毒副产物的紫外消毒设备，并对紫外消毒设备提出了相关技术要求。紫外消毒器腔体内外壁应经过抛光处理，自动清洗方式宜为电机清洗，有效剂量不应低于40 mJ/cm2，可与余氯、流量型号联动，可智能控制灯管输出功率，可实现远程控制。  4 运行维护中需要注意的问题 4.1 水龄调控 上海市《上海市新建居民住宅饮用水高品质入户工程技术规程》（DB 31 SW/Z029—2022）规定了水箱（池）贮水更新时间不宜超过24 h。深圳市地方标准《优质饮用水工程技术规程》（SJG 16—2023）的有关规定，水箱平均水力停留时间不宜超过6 h。老旧小区的二次供水储水设备在当初建设时普遍存在容积过大的情况，部分老旧小区屋顶水箱的储水容积甚至足够本楼栋居民48 h 以上的用水需求。如此大的容积势必造成过高的水龄，从而影响总氯、亚硝酸盐及微生物等水质指标。采用液位控制补水水箱（池）有效利用了水箱的调蓄功能，可以很好地降低水龄，减小水质指标超标的风险。要想进行水龄控制，首先要得到精确的水龄数据，而精确的水龄计算往往需要借助模型及大量的监测仪表来实现，即便是国内发达地区的水司面对上万个水箱（池），也难以实现。  4.2 水箱清洗 《二次供水设施卫生规范》（GB 17051—1997）规定二次供水水箱（池）每半年至少清洗一次，并由专业人员进行抽样检测，确保水质符合标准。二次供水储水设施清洗次数不达标，清洗消毒过程中存在二次污染风险。针对二次供水设施的清洗、消毒，各地具体的管理措施不同[3-4]，建议加强对消毒设施的应用检查及二次供水设施清洗、消毒的监督管理，并及时向社会大众公示相关信息。  4.3 设备运维 二次供水设施应进行定期巡检及维护和日常保养，建立详尽维修档案，以便对小区供水设施的使用情况进行掌控，对超龄使用的设施及时进行更换，杜绝因设备超龄使用造成的不必要损失。设备还需要定期清洗消毒，及时管理维护。水箱（池）应该由专业化的供水企业进行管理维护，实行远程监控、智能化调度、网络化服务等方式，及时发现和处理故障，保障供水安全。提高信息化管理水平，通过智慧化手段对设备运行控制，采集视频音频信息，水质指标数值，保证二次供水系统安全运行与应急处置能力。  4.4 水质监测 应加强高品质饮用水居民小区水质监测，丰富监测手段，人工检测结合在线监测，检测结果应符合现行国家标准的规定。在二次供水环节设置人工采样点，水质在线监测仪表宜设置余氯（总氯）、浑浊度、pH 等参数。在线监测仪表的数据上传至智慧水务管理系统。水箱（池）清洗消毒后的水质检测项目至少应包括：色度、浑浊度、臭和味、肉眼可见物、pH、总大肠菌群、菌落总数、余氯。二次加压与调蓄供水设施的管理者应结合水箱（池）清洗消毒后的水质检测及在线的水质监测，至少每6 个月向用户公示水质一次，使用户对水质的状况具有知情权，接受公众的监督。  4.5 公众参与 在高品质饮用水居民小区的创建过程中，引导公众参与，充分听取和尊重公众的意见和需求，增强公众的知情权、参与权和监督权，促进公众对高品质饮用水的认知和接受，提高公众的满意度和信任度。加强对饮用水监测数据和信息的公开和传播，采用公告栏张贴水质检测报告、电子屏显示、手机客户端、短信等多种方式，及时公开水质水压水量信息，让居民实时了解供水信息。开展科普宣传，利用各种媒体平台，向公众普及饮用水相关的知识和技术，解答公众关心饮用水的问题，有效防范饮用水舆情风险和危害。建立反馈机制以及便捷有效的投诉、咨询、评价等渠道，及时收集和处理公众对饮用水服务的意见，及时了解公众对饮用水水质的期望和担忧，及时回应和解决公众关切的问题。举办活动展示，组织各种形式的活动，如开放日、讲座、展览等，向公众展示高品质饮用水运行情况和成果，特别是智慧化泵房建设等，让公众亲身感受高品质饮用水的优势和价值。通过有效的公众参与，提高公众对饮用水管理部门和供水企业的信任和支持，增强公众信任度。  5 总结 在高品质饮用水居民小区建设过程中，需要从源头到龙头进行通盘设计和考虑。目前各地正在逐步全面实现深度处理工艺，其出厂水已满足国标及当地地标要求。然而，在二次供水依然是薄弱环节，二次供水设备设施和运维管理水平的提升，是居民龙头水达到高品质饮用水标准的关键。通过二次供水模式选择、水箱（池）、楼宇管材材质提升以及智慧化泵房建设等高品质饮用水建设。同时，结合运维方面包括水龄调控、水箱清洗维护、设备运维、水质监测等措施，提升居民龙头水水质，最终实现高品质饮用水供水目标。  参考文献  ［1］王圣, 赵欣, 姜蕾, 等.对标国际, 标准引领——从源头到龙头的高品质饮用水水质安全保障技术与管理[J].净水技术, 2023,42(1): 187-190.WANG S, ZHAO X, JIANG L, et al.Benchmarking with international standards and leading by standards-High quality drinking water quality and safety assurance technology and management from the source to the faucet[J].Water Purification Technology, 2023, 42(1): 187-190.  ［2］童俊.上海市政自来水实现直饮目标的对策研究[J].给水排水,2020, 56(4): 70-75.TONG J.Study on the countermeasures of Shanghai municipal tap water to achieve the target of direct drinking [J].Water & Waster Engineering, 2020, 56(4): 70-75.  ［3］尉建松.二次供水泵房运维管理探索与实践[J].城镇供水,2019(3): 67-71.WEI J S.Exploration and practice on operation and maintenance management of secondary water supply pump room[J].City and Town Water Supply, 2019(3): 67-71.  ［4］刘梓晶, 赵珍仪, 高峰, 等.建筑与小区二次供水设施运维情况调研与分析[J].中国给水排水, 2022, 38(1): 134-138.LIU Z J, ZHAO Z Y, GAO F, et al.Investigation and analysis of operation and maintenance of secondary water supply facilities in buildings and communities[J].China Water & Wastewater, 2022,38(1): 134-138.  Discussion on Key Problems of High Quality Drinking Water Building and Management  BAO Weizhong* (Shanghai Urban Construction Water Engineering Co., Ltd., Shanghai 200082, China)  AbstractWith the acceleration of urbanization and the improvement of residents' living standards, people have higher requirements for the quality and service of drinking water.To meet this demand, some cities have started to explore the construction of high quality drinking water demonstration zones, achieving high quality water supply from source to tap.A high quality drinking water demonstration zone was taken as an example, and introduced the technical and management measures for the construction of the demonstration zone from various aspects such as water quality standards, secondary water supply transformation and operation and maintenance.Among them, the construction and operation and maintenance of the secondary water supply link, which was the key link affecting the water quality of residents' taps, were analyzed in detail.This paper discussed the construction aspects such as the selection of secondary water supply mode, the transformation of water tanks (pools), the upgrading of building pipes, and the construction of intelligent pump rooms, as well as the operation and maintenance aspects such as water age regulation, water tank cleaning and maintenance, equipment operation and maintenance, and water quality monitoring.The aim was to improve the water quality of residents' taps, ensure the safety and health of residents' drinking water, and provided reference and support for the improvement of residential water supply level at home.  Keywordshigh quality drinking waterresidential quartersecondary water supplyreconstructionmaintenance  中图分类号：TU991  文献标识码：A  文章编号：1009-0177（2024）s1-0071-05  DOI：10.15890／j.cnki.jsjs.2024.s1.010  包伟忠.高品质饮用水建设及运维中关键问题探讨[J].净水技术, 2024, 43(s1): 71-75.  BAO W Z.Discussion on key problems of high quality drinking water building and management[J].Water Purification Technology,2024, 43(s1): 71-75.  ［收稿日期］2024-01-03  ［通信作者］包伟忠（1976—），男，主要从事供水工程建设及运维工作，E-mail：bob9505207@163.com。