王如华:国家尺度《室外给水设计尺度》对保障龙头水的支撑

产品时间:2021-06-10 01:40

简要描述:

供水是城镇最重要的生命线之一,饮用水宁静是关系国计民生康健的大事,保障水龙头的水质、水量、水压和服务是供水行业的基础目的,国家给水技术尺度是对供水项目设计质量的重要保障。Part 1 概况《室外给水设计尺度》历史悠久。 为了适应新时代的技术需求,满足人民对用水水质、水量和水压三要素的要求,吸收国家重洪流专项研究结果,《室外给水设计尺度》举行了修订。2019年8月1日,全面修订后的《尺度》开始实施。...

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本文摘要:供水是城镇最重要的生命线之一,饮用水宁静是关系国计民生康健的大事,保障水龙头的水质、水量、水压和服务是供水行业的基础目的,国家给水技术尺度是对供水项目设计质量的重要保障。Part 1 概况《室外给水设计尺度》历史悠久。 为了适应新时代的技术需求,满足人民对用水水质、水量和水压三要素的要求,吸收国家重洪流专项研究结果,《室外给水设计尺度》举行了修订。2019年8月1日,全面修订后的《尺度》开始实施。

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供水是城镇最重要的生命线之一,饮用水宁静是关系国计民生康健的大事,保障水龙头的水质、水量、水压和服务是供水行业的基础目的,国家给水技术尺度是对供水项目设计质量的重要保障。Part 1 概况《室外给水设计尺度》历史悠久。

为了适应新时代的技术需求,满足人民对用水水质、水量和水压三要素的要求,吸收国家重洪流专项研究结果,《室外给水设计尺度》举行了修订。2019年8月1日,全面修订后的《尺度》开始实施。全面修订事情中,在保障饮用水宁静的理念下,充实驻足龙头水的供应侧需求,基于设计要求且兼顾维护治理,在强化国家技术尺度的基础上,提倡和推荐各地因地制宜选取适合参数,不停满足人民日益增长的宁静饮水需要。

Part 2 保障水质宁静2.1 对标饮用水水质尺度制水工艺流程的工程设计必须保证构筑物出水水质满足现行国家尺度《生活饮用水卫生尺度》。该尺度凭据社会和人民康健的不停生长,参照世界卫生组织和蓬勃国家水质尺度,在差别时期制订出差别种类和量值的水质指标。2018年,上海公布了海内首个地方水质尺度《生活饮用水水质尺度》,浙江省都会水业协会修订了《浙江省都会供水现代化水厂评价尺度》(2018版)。

2019年,江苏省公布了《江苏省都会自来水厂关键水质指标内控尺度》为了满足这些地方的水质尺度,给水设计也可以依据《尺度》,因地制宜地选择工艺单元、优化参数。2.2 强调水源地掩护近年来,我国水污染态势获得了停止,全国主要地表水源水质逐渐提升,饮用水水质也有了显着改善。但随着我国工业化、城镇化历程的快速推进和经济社会的快速生长,水资源开发使用强度不停加大,水质型缺水困扰我国多个经济蓬勃、人口聚集的地域,影响新时代的社会生长和人民身体康健。

只管各地近年兴建了一些长距离输水工程,但受条件限制,有些给水厂不得不接纳不理想的原水,较高浓度的氨氮、CODMn、藻等对给水处置惩罚造成了严重困扰。同时,饮用水源掩护区常有划定容易、掩护难题的问题。2018年,生态情况部团结水利部制定了《全国集中式饮用水水源地情况掩护专项行动方案》,要求地方各级人民政府组织做好本辖区饮用水水源地情况违法问题排查整治事情,确保饮用水源宁静。

现在,全国大部门地表水及地下水均已划定功效区及水质目的,并作为水源选择的主要依据。《尺度》提出水源选择时要思量不易受污染,并便于建设水源掩护区。为了革新水源地掩护,建议增强以下事情:(1)区域和都会供水水源地应纳入总体计划思量。重视饮用水水源地与当地社会经济生长的关系,根据国家和行业尺度科学划分地表水饮用水水源掩护区与地下水饮用水水源掩护区,协调水源掩护区与周边情况整治和区域经济开发,落实都会总体计划和各专业计划对水源地掩护的内容与措施,以确保水源地掩护与周边地域计划相适应。

(2)统筹协调跨区域多部门对水源地掩护区的整治与水源地羁系,严格落实饮用水水源地值班值守、关闭式治理、设置警示与隔离、应急监测等掩护和治理措施,多部门协同依法攻击违法行为,多措施并举保障饮用水水源地掩护和供水宁静。2.3 重视卫生宁静要求涉水质料方面,在取水、输水、净水和配水历程中,水要接触多种设施、设备及质料,涉水物体在恒久浸泡下会不停释放化学物质,存在化学限值凌驾卫生尺度要求的风险。

水厂为了净化、消毒等,在水中需添加多种化学药剂,每次投加、净化后,出水仍会存在残留药剂。排泥水处置惩罚工艺中,也需投加多种化学药剂,如果回用则会将残余药剂带入净水工艺。

这些残存药剂存在浓度凌驾卫生尺度限值的可能。因此,《尺度》对输配水、净水和排泥水等所有涉水设施、设备及质料等,举行了卫生学划定。《尺度》以2款强制性条文9.1.7和10.2.6,提出用于生活饮用水处置惩罚和回用水处置惩罚的药剂必须满足涉水卫生要求,还强调了回用水中的丙烯酰胺含量。消毒卫生宁静方面,凭据地下水、地表水的水质情况,每个水厂的净水工艺区别较大。

但为了保证生活饮用水不被病原体污染,满足卫生宁静要求,消毒作为控制微生物指标的主要方法,是每个水厂必须具备的工艺单元。凭据海内外各尺度,岂论水厂的规模和处置惩罚工艺如何,水厂必须保证消毒措施在任何时间均有效,可通过物理方法或添加氧化性物质实现。

《尺度》不光以强制性条文划定了必须设置消毒工艺,且新增了次氯酸钠氯消毒、次氯酸钠与硫酸铵氯胺消毒、紫外线消毒等内容。紫外消毒是一种高效、无化学副作用的宁静消毒技术,可使出水所需的化学消毒剂总投加量淘汰,从而降低消毒副产物的发生,但思量到长时间连续控制微生物的能力受限,仍需举行适量的化学消毒,且需满足现行国家尺度《生活饮用水卫生尺度》对消毒剂余氯量的要求。为了强化化学消毒的效果,提倡专设消毒接触池,强调了清水池兼做时的容积保障,借鉴研究和实践效果,提出了长宽比要求“兼用于消毒接触的清水池,内部廊道总长与单宽之比宜>50”。

制品水贮存容器的防污染方面,进一步突出对存储饮用水的清水池的宁静。该池作为储存饮用水的设施,为了配送水的宁静康健,必须保障不受污染。《尺度》除了保留调蓄构筑物周围10 m以内和2 m以内污染源的划定之外,新增了1款强制性条文,即生活饮用水的清水池排空、溢流等管道严禁直接与下水道连通。

生活饮用水的清水池四周应排水流通,严禁污水倒灌和渗漏。2.4 增补净水新工艺单元设计自“十一五”国家实施水专项和增强科技支撑计划以来,系统研发了水质净化、管网输配、水质监测、预警应急等方面的关键技术,有效解决了去除藻类、嗅味、氨氮、砷等难题,在多个重点地域和典型都会举行了工程示范,取得了显著的社会效益。

《尺度》增补了一批适应中国国情、有效可行的净水新工艺。2.4.1 高速澄清池从工艺机理上看,该澄清池接纳了池外增压回流的方式,必须投加高分子助凝剂形成高浓度污泥(投加聚丙烯酰胺是该工艺单元用于饮用水处置惩罚的最大缺点),并在水力搅拌桨的作用下经提升筒提升和循环,一体化全效集成预氧化、快速混淆、强化混凝、高效沉淀和污泥浓缩等,实现清水区液面负荷显着凌驾斜管沉淀池和机械搅拌澄清池,底部污泥在缓慢搅拌下,甚至浓缩至能直接满足机械脱水机的进泥浓度要求。为了突出清水区液面负荷,《尺度》统一接纳了高速澄清池的提法,并对工艺设计参数作出了划定。

2.4.2 翻板滤池翻板滤池因反冲洗排水阀板(翻板阀)在事情历程中可以在0°~90°翻转而得名。对于翻板滤池,凭据滤池进水水质与对出水水质要求的差别,可选择单层均质滤料或双层、多层滤料,亦可更改滤层中的滤料。

一般单层均质滤料接纳石英砂(或陶粒);双层滤料为无烟煤与石英砂(或陶粒与石英砂)。当滤池进水水质差(例如原水受到微污染,TOC较高)时,可用颗粒活性炭置换无烟煤等滤料。接纳双层滤料时,截污能力显著提高、水头损失递增速度较慢、反冲洗水量低、反冲洗效果优良且过滤周期较长。近年来,该池型已用于多个工程。

《尺度》修订中,以《翻板滤池设计规程为基础,进一步总结了近年的设计应用履历,从池深、配水配气、反冲洗等方面提出了工艺参数。2.4.3 中空纤维微滤、超滤膜过滤对于市政供水,中空纤维微滤、超滤膜可有效去除水中的污浊度、悬浮物、色度及“两虫”等微生物。

与传统水处置惩罚工艺相比,精致过滤的膜分散技术,对进水流量变化的适应性更强,部署更紧凑,出水水质更稳定,能对水中不溶解的细小颗粒物和微生物做较彻底的截留,从而显著降低出水污浊度并提高卫生宁静性。近十年,国产膜价钱逐步降低、质量不停提高,自动化控制、完整性检测和运行治理可满足恒久稳定可靠生产,水厂人员素质的不停提升使维护治理水平到达膜滤要求,均为大规模应用于都会饮用水处置惩罚缔造了条件。膜处置惩罚不仅是单一工艺单元,还可与通例处置惩罚或其他深度处置惩罚有机联合成组合工艺流程。

针对给水厂升级革新和新建工程,适合我国国情的超滤膜净水集成技术和短流程组合工艺已应用于海内最大压力式膜项目——杭州清泰水厂饮用水技术革新工程和海内最大浸没式膜项目——广州北部水厂一期工程。《尺度》修订中划定了压力式膜和浸没式膜净水工艺的主要设计要求及清洗废水和废液的处置惩罚处置要求。

2.5 新增铁稳定性和生物稳定性措施饮用水由水厂至用户必须经由管网配水和二次供水,因此,管道输送历程中需要保障水质稳定。管网中发生了种种庞大的物理、化学和生物变化,易造成管网水的二次污染。给水管网中的铁主要以Fe(OH)3沉淀的形式存在,导致龙头水泛起“黄水”或“红水”现象,还会引起污浊度等指标超标(净水技术 | 自来水“黄水”危害新认识)。

各地给水管网中铁不稳定的最主要原因是管网腐蚀和铁释放。提高pH和增加碱度均可使管网铁的释放速率、污浊度和色度显着降低。

拉森指数LR是评价常温下水中的中性离子对金属的侵蚀能力。《尺度》提出了对于都会给水管道,LR指数通常的判别尺度。凭据国家“十一五”和“十二五”重大科技专项“水体污染控制与治理科技重大专项”等的研究结果,针对配水管网管垢的铁释放问题,《尺度》提出了水源切换调配技术、加碱调控技术、氧化还原调治控制技术缓和蚀剂投加控制技术等。

一般,权衡管网水细菌生长潜力的生物稳定性评价指标接纳生物可同化有机碳(AOC)。AOC与细菌生长有较好的相关性,其含量崎岖可以直接反映水体中细菌再生长的潜能。

现在,一般认为加氯条件下,AOC控制在50~100 μg乙酸碳/L可实现水质生物稳定。通例处置惩罚对AOC的去除效果一般。原水耗氧量≤6 mg/L时,“预氧化+通例处置惩罚+臭氧-生物活性炭”组合工艺可保证出厂水耗氧量去除率在50%以上,可同化有机碳AOC去除率在80%以上;原水耗氧量>6 mg/L时,可用生物预处置惩罚单元以强化该组合工艺对生物稳定性的控制。联合现在我国净水厂处置惩罚工艺水平,要实现管网水生物稳定性,有效控制管道内生物膜的生长,需可同化有机碳AOC不高于50 μg/L。

Part 3 满足水量供应3.1 用水定额随着社会经济的生长和技术的进步、住民生活用水方式的转变和供水精准治理的需求等,相关国家尺度对于住民生活用水定额和最高日综合生活用水定额的内容已无法满足现实需要。设计时,往往距离计划年限的时间较长,社会经济发生显着变化,面临的建设条件越发详细和庞大,无法直接以该尺度的定额为依据。现行国家尺度《取水定额》是根据《工业企业产物取水定额体例通则》所划定的原则制定,不涉及生活用水定额。按年统计效果显示,上海市住民用水量水平总体较低,在110~120 L/(人·d),靠近世界卫生组织《饮用水水质准则》中满足现代日常生活和卫生需求的用水量下限值100 L/(人·d)。

另一方面,修订用水定额可促进水资源的高效使用和节水事情的开展。供水水源的水体往往承载水利、航运等多重功效,增强考核和治理住民生活用水,可以促进供水企业和器具企业的技术进步,可是在水资源紧缺的地域,往往面临高效分配和使用的难题。修订中,思量到用水定额不仅同气候有关,还与当地的经济生长、水资源状况、生活习惯和住宅型式等密切相关,因此,用水定额分区参照国家尺度《修建气候区划尺度气候分区,将用水定额划分为3个区,不光按行政区划做了适当调整,且参照现行国家尺度《都会住民生活用水量尺度》和《都会给水工程计划规范》将重庆调整到二区。

用水定额统计数据的主要依据是中国城镇给水排水协会《都会供水统计年鉴》。它与住建部《都会建设统计年鉴》相比,各都会的年总用水量和日均用水量数据基本一致,但还包罗最高日用水定额,这是设计规模确定的依据。值得注意的是,《尺度》给出的表4.0.3-1~表4.0.3-4并非首选,详细项目的住民生活用水定额和综合生活用水定额应凭据当地国民经济和社会生长、水资源充沛水平、用水习惯,在现有用水定额基础上,联合都会总体计划和给水专业计划,本着节约用水的原则,综合分析确定。

3.2 控制漏损水量输配水历程中的过多漏损是对水资源的浪费,降低漏损率是缺水都会淘汰水耗、提高用水效率的重要举措。东京、芝加哥、新加坡、柏林、洛杉矶、大阪等漏损控制较好的先进都会,漏损率可降低在5%左右。

近年来,住建部全面修订和局部修订了《城镇供水管网漏损控制及评定尺度》,颁布了《城镇供水管网分区计量治理事情指南》,在多个都会开展了分区计量和漏损革新工程,管网漏损率稳步下降。国务院《水污染防治行动计划》划定了2020年全国公共供水管网漏损率控制在10%以内。为此,《尺度》提高了对漏损率的要求,按现行行业尺度《城镇供水管网漏损控制及评定尺度》漏损率盘算和修正的方法,新提出规模较大的供水管网系统的部署宜供水分区计量治理。

除了在设计上从管材、接口的选择和管网压力优化设计出发,漏损率控制也需在安装、施工、运维、治理等多方面促进落实。Part 4 维持水压稳定4.1 供水泵房无论水厂二级泵房还是管网泵房,宁静可靠的运行才气时刻保障正常供水。现行的国家尺度《泵站设计规范》和《泵站技术治理规范》主要适用于水利方面的泵站。

《尺度》从城镇供水特征和建设条件出发,划定了水泵及泵房的要求,满足宁静供水。按水泵相似理论,叶片式水泵可凭据其比转数巨细分为离心泵、混流泵和轴流泵3种泵型,其能量性能、结构形式、部署方式、价钱和安装维护要求各有差别。

因此,水泵泵型选择时,宜先按其需求的流量和扬程盘算水泵比转数,再联合泵房部署条件、工程投资和安装维护的难度等因素综合思量后确定。选用水泵机组及设置的数量时,需思量满足多个运行工况的流量、压力要求,并非只思量最高日最高时的工况。首先应能适应泵房在常年运行中供水水量和水压的变化,其次应综合思量水质、泵型及水泵特性、园地条件、工程投资和运行维护等条件。水泵应具有高效区宽、气蚀余量变化缓的特征,也可接纳巨细泵搭配、变频调速、更换叶轮、调治叶片角度等措施。

一般,运行常为多台水泵并联运行,因此,选择设计扬程相近的水泵是保障水泵稳定运行的基本条件,而并联水泵的台数应在泵房种种设计工况条件下,通太过析该工况运行的水泵在实际状况下的并联运行特性曲线与输水管道系统水力特性曲线,以及每台水泵特性在并联条件下的适应性,综合分析后确定。4.2 防止二次污染的直接供水近十年,叠压供水已应用于一些都会的二次供水中(净水技术 | 方卫国:二次供水之我见(二)——变频供水的生长和本质)。当修建物内的生活用水接纳叠压供水时,稳压罐等体积很小,系统不再设置具有贮存调治水量功效的水池和水箱,给水引入管取修建物内的生活用水设计秒流量,这对市政管网的供水要求较高,且岑岭时段有时会影响直接供水用户的压力。《修建给水排水设计尺度》在供水治理方面,提出了“当城镇给水管网水压不足,接纳叠压供水系统时,应经当地供水行政主管部门及供水部门批准认可”。

修订中,只管增强对直接供水服务压力的保障,只管提高市政供水管网对叠压系统的韧性。凭据主管部委的建议,提出二次供水设施较多接纳叠压供水模式时,为了淘汰对直接供水用户的影响,其接受处的最小服务水头宜适当增加。当二次供水设施较多接纳叠压供水模式时,时变化系数宜取大值。

大型都会的管网往往设有网中增压泵站、水库泵站和配水池。这些设施大量进水时,会使四周市政供水管网压力降低,甚至低于供水服务水头,从而影响直供水用户。为此,提出接纳变频调速、进水稳压限流阀、进水压力前馈等措施,保障上游市政供水管网压力不应低于当地供水服务水头。

运行治理中,也可接纳优化进水时段的措施。Part 5 防控供水风险5.1 检测与监控以水质风险为焦点,以潜在问题和管控目的为导向,建设水源、水厂联动,笼罩从源头到出厂的在线检测与监控,重视单元历程控制,推动水厂运行的连续实现技术和治理的连续优化和升级,控制供水各环节的风险,制止引起社会影响的群体事件。《尺度》从工艺检测与控制要求出发,梳理合并原条文的内容和表述方式,按水源类型、构筑物类型,划分细化了在线仪表检测的要求,大篇幅增加了控制、盘算机控制及治理系统方面的内容,并新增监控系统和供水信息系统的要求。这对于稳定供水服务质量、实时处置惩罚隐患风险、提升数字化和智能化水平等具有重要作用。

5.2 爆管控制给水管道是都会的重要基础设施之一,是供水系统中自来水通向用户的动脉。输水管线能否正常宁静运行直接影响都会工业生产和人民生活的正常运行。供水管道爆管是影响住民正常供水的常见因素。爆管事故不仅会引起局部停水和水压降低,对生活及生产用水造成严重滋扰,还会对供水管网日常宁静运行和优质服务组成威胁,给社会稳定带来较大的震动和影响。

为此,《尺度》从工况分析、管材选择、水力盘算等方面作出了要求,管材明确出钢管(SP)、球墨铸铁管(DIP)、预应力钢筒混凝土管(PCCP)、化学建材管等,推荐了配水管网水力平差盘算公式,提出了在种种设计工况下运行时,管道不应泛起负压、排挤或露天管道应设置空气阀。治理运行中,还可接纳压力控制等调控管网,以淘汰差别工况下的运行压力。

Part 6 填补应急供水《都会给水工程计划规范》提出,都会应急供水期间,应急供水量应首先满足都会住民基本生活用水要求,住民生活用水指标不宜低于80 L/(人·d)。应急供水可从应急水源、应急调理、应急净化等方面接纳综合措施。

《尺度》新增了应急水源的界说及选择与构建的原则,将其区分于备用水源。应急水源的计划水量,可按计划期总需水量的一定比例盘算,也可凭据各都会的水源实际情况举行计划,但应思量到都会未来的生长需求。《尺度》进一步明确了给水系统相互调理的能力包罗原水或管网水,提出了原水调理、清水调理和应急净水的3种供水模式。应急净水设施、应急水源与常用水源的工程切换设施具备快速切换功效,是实现尽快启动应急供水和消除事件影响的基本条件。

城镇配水管网具备一定的调水能力,可有力保障应急供水期间住民基本生活用水需求,维护社会稳定。通例处置惩罚工艺水厂已有氯或二氧化氯等消毒工艺设施,深度处置惩罚工艺水厂则另有臭氧氧化工艺设施。在一定条件下,充实发挥从水源到水厂现有设施的应急净水能力,不仅可以节约应急净水设施的建设与维护成本,还可实现快速启动应急净水设施的目的。联合近十年应急处置惩罚的结果,提出应对可吸附有机污染物、金属与非金属污染物、还原性污染物、挥发性污染物、微生物污染、藻类暴发引起水质恶化等适用的应急净水技术。

由于污染物的品种和污染水平的不确定性,通常应急处置时,应凭据现场情况举行试验验证,确定药剂的实际投加量。Part 7 结语为了满足新时代对龙头水的水质、水量和水压的需求,国家尺度《室外给水设计尺度》从增补超滤膜过滤、修订用水定额、保障直供水服务压力和全面建设在线检测与监控等方面,提出了适合近期需求的技术要求,从设计上有效支撑我国饮用水宁静和基本公共服务均等化,确保宽大群众喝上放心水。更多信息王如华,张 硕(上海市政工程设计研究总院〈团体〉有限公司,上海 200092)注:本文揭晓在《净水技术》2020年第6期“大家之言”栏目,有删减,长按下列二维码可阅读文章原文。

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