福州市区二次供水污染情况调查与防治措施

王苏鸣



福州市区二次供水污染情况调查与防治措施

王苏鸣

福州市鼓楼区环境监测站

采用定点检测方法，对福州市自来水出厂水水质和管网水水质进行国标35项指标监测。采用随机取样的方法对福州市区管网直供水水质和二次供水水质进行8项常规指标检测分析。结果表明，福州市区管网直供水的合格率为99.17%，二次供水的合格率为81.67%，二者的差异有统计学意义（χ2=21.21，P＜0.01）。管网直供水浑浊度（χ2=9.84，P＜0.01）、余氯（χ2=17.67，P＜0.01）的合格率高于二次供水，二者差异具有统计学意义。根据福州市区二次供水的污染原因分析，提出解决二次供水污染问题的防治措施。

福州市区 二次供水污染 防治

随着经济社会的不断发展，城市高层建筑日益增加，二次供水设施随之增多，但二次供水系统水质下降也是不争的事实[1]。笔者对福州市区自来水各种水质（包括福州市自来水出厂水水质、福州市管网水水质、福州市管网直供末梢水水质、福州市区二次供水水质）进行了详细分析。在分析福州市区二次供水污染原因基础上，提出解决对策。

1 调查和检测分析

采用定点检测（出厂水与管网水）与随机取样（管网直供与二次供水）相结合的方法进行分析，充分保证分析数据的可靠与准确性。采用超滤膜过滤法进行二次供水污染处理，包括机械截留作用，即直接的筛分作用；物理作用或吸附截留作用，主要基于吸附和电性能；架桥作用，即在孔径入口处，微粒通过架桥作用被截留；网络模型的网络内部截留作用，将微粒截留在膜的内部而不是表面。

1.1 调查取样方法

1.1.1定点取样。对自来水厂出厂水和管网水进行定点取样分析，连续取样30天（2009年7月5日开始）。选取福州市6个自来水厂（东厂、东南厂、西厂、北厂、义序厂、城门厂），选取管网水4个监测点（胪厦、化工路、三角井、农大）。

1.1.2随机取样。管网直供水和二次供水是居民饮用水主要来源，成为笔者调查的重点。笔者采取随机抽样的方法进行水质取样。在30天的时间内，共进行12次取样，每次取样20份，其中包括管网直供水10份和二次供水10份；共完成240份水质分析，其中管网直供水120份、二次供水120份。

1.2 水质分析方法

出厂水和管网水水质分析项目为国标35项《生活饮用水卫生标准》；管网直供水和二次供水水质分析项目为简分析8项。检测方法为《生活饮用水标准检验方法》GB/T5750.11- 2006。

2 结果与分析

2.1 福州市自来水厂出厂水水质状况

对福州市6个自来水厂（东厂、东南厂、西厂、北厂、义序厂、城门厂）出厂水进行分析，6个厂的出厂水微生物指标(总大肠菌群、耐热大肠菌群、大肠埃希氏菌、菌落总数)全部合格，基本无细菌；毒理指标（砷、镉、铬（六价）、铅、汞）全部合格，且与限值都还有较大距离；感官性状和一般化学指标（色度、浑浊度、臭和味、肉眼可见物、pH、铁、锰、溶解性总固体、总硬度、耗氧量）全部合格，且与限值都还有较大距离；饮用水中消毒剂常规指标（总余氯）合格；35项指标均合格，综合合格率100%，说明水源未受到污染，水质合乎生活饮用水卫生标准。

2.2 福州市管网水水质状况

对福州市管网水4个监测点（胪厦、化工路、三角井、农大）进行分析，其中微生物指标（总大肠菌群、耐热大肠菌群、大肠埃希氏菌、菌落总数）全部合格，基本无细菌；毒理指标（砷、镉、铬（六价）、铅、汞）全部合格，但铅的含量有较大提高，且接近限值；感官性状和一般化学指标（色度、浑浊度、臭和味、肉眼可见物、pH、铁、锰、溶解性总固体、总硬度、耗氧量）全部合格，但铁和锰的含量有较大提高，且接近限值；饮用水中消毒剂常规指标（总余氯）合格，但余氯有明显下降；35项指标均合格，综合合格率100%。

与出厂水相比，有些指标已明显增加或减少且接近限值。这说明经过管道输送后，由于管材等原因，有些指标已经趋于限值边缘。

2.3 福州市管网直供水水质状况

在随机抽取的120份管网直供水水样中，仅有1份水样余氯和浑浊度不合格，合格份数为119，总的合格率为99.17%，结果见表1。因此可以得出结论，管网直供对水质基本上不产生污染。

表1 福州市管网直供水水质检测结果

2.4 福州市区二次供水水质状况

在随机抽取的120份二次供水水样中，总大肠菌群、菌落总数、臭和味的合格份数为119份，合格率为99.17%；浑浊度的合格份数为108份，合格率为90%；余氯的合格份数为101份，合格率为84.17%。所有检测项目都合格的份数为98份，合格率为81.67%，结果见表2。

表2 福州市区二次供水水质检测结果

3 结果与讨论

3.1 福州市区饮用水水质现状

从上述抽样观测与实验结果可看出，福州市区饮用水水质现状具体表现为，从出厂水35项指标全部合格的检测结果，结合实地查实，水源地周边情况良好，水质未受污染；在管道输送过程中，虽然某些指标值发生了变化，但都在限值范围内，因此认定在管道输送过程中水质保持正常；采用管网直供形式进行供水合格率达99.17%，说明基本上没有发生污染；采用二次供水的形式进行供水，取样检测的合格率仅为81.67%，说明二次供水产生了污染。

管网直供水检测120份，合格119份，合格率为99.17%；管网直供水共分析了960项次，合格项次为958，超标项次为2，综合合格率为99.79%。二次供水检测120份，合格98份，合格率为81.67%；二次供水共分析了960项次，合格项次为926，超标项次为34，综合合格率为96.46%。经χ2检验比较，管网直供水与二次供水合格率差异具有统计学意义（χ2=21.21，P＜0.01）；管网直供水浑浊度（χ2=9.84，P＜0.01）、余氯（χ2=17.67，P＜0.01）的合格率高于二次供水，二者差异具有统计学意义。

3.2 二次供水污染原因

福州市区二次供水的不合格指标主要为余氯和浑浊度超标。根据实地调查与实验分析，出现水质污染的主要原因是：

3.2.1现有的水箱设置不合理。其容积与用户用水量不配套，造成水长时间滞留水箱内，致使水在设施中停留的时间过长，水的循环周期变长，从而影响二次供水的水质。当水温低于10oC，滞留时间超过48小时；当水温低于15oC，滞留时间超过36小时；当水温低于20oC，滞留时间超过24小时时，细菌总数、总大肠菌群指标明显增加，表明容积过大易造成水质的二次污染，该结论与相关报道情况相符[2]。

3.2.2管理上存在问题。部分水样的大肠菌群、菌落总数等不合格。其中有一份水样总大肠菌群、菌落总数、浑浊度、臭和味及余氯居然均不合格。经过实地调研，是水箱长期没有清洗消毒所致。

3.3 防治措施

根据福州市区二次供水的污染原因分析，提出了以下的防治对策：

3.3.1定期进行水质检验，对水池进行定期清洗消毒。每年至少清洗两次。

3.3.2加强对二次供水系统（如水箱、水池等）的管理，杜绝外界环境等因素造成对二次供水的污染。

3.3.3在条件许可时，改造二次供水为管网直供水，以彻底解决二次供水污染问题。

3.3.4水箱二次净化处理。

目前，福州市区的二次供水方式还占较大比例。2003年以前建的大部分住宅小区采用低层直供和屋顶水箱二次增压混合供水；2003年以后建的住宅小区多为采用直供和分层集中增压供水方式。虽然管网直供水基本不产生二次污染，但要在短期内把福州市区二次供水全部改为管网直供水存在实际困难。为有效解决福州市区二次供水污染的问题，改善饮用水质，笔者参考了《超滤膜直接过滤水处理试验研究》成果[3]，设计了简易水箱超滤膜净化处理系统，见图1，以期有效解决福州市当前的二次供水污染问题。

图1 楼顶水箱超滤膜净化处理系统

3.3.4.1 工作原理

水泵1和水泵2分别为膜过滤工作泵和膜反冲洗水泵，楼顶水箱水经过水泵1加压后进入超滤膜组件，在膜内料液进行分离，净水从垂直方向流出进入净水箱，浓水回流到原水箱。膜的反冲洗用反冲洗水泵从净水箱抽水冲洗，反冲洗水完全排放，净水箱设计溢水口，净水箱水供反冲洗泵用水。膜的反冲洗通过可变程序控制器(PLC)来自动控制，以时间为控制因子对膜的反冲洗程序进行设置，超滤膜每过滤一固定时间就进行反冲洗，然后再过滤，再反冲洗，如此循环往复。

3.3.4.2 过滤效果

超滤膜是以高分子材料采用特殊工艺制成，其过滤微孔孔径在0.05µm～1µm之间，细菌和微生物的直径比超滤膜孔径大10倍以上，超滤膜可把污水中细菌、微生物及悬浮物、铁锈、胶体等物质挡在膜外，有效地滤除水中的细菌、病毒、铁锈和大分子有机物等杂质。超滤膜对一些指标的过滤效果：①去除水浊度，当原水中的水浊度在20NTU以下时，过滤后的水浊度在0.05NTU以下。②去除细菌，当原水中细菌总数在100CFU/mL以下时，过滤后水中的细菌为0CFU/mL；当原水中细菌的总数在550～1500CFU/mL时，过滤后水中细菌总数为1～3CFU/mL，去除率在99%以上。③去除总大肠菌，超滤对总大肠菌能完全去除。④对铝、铁和锰的去除效果很好，当原水中铝、铁和锰浓度小于1mg/L时，过滤后水中的铝、铁和锰浓度小于0.002mg/L。

3.3.4.3 使用成本

目前市场上中空纤维超滤膜的价格是每m2过滤面积为150元，1m2超滤膜每小时过滤0.1m3水，超滤膜按使用3年计算，则过滤1m3水只需0.057元膜费用。

4 结语

福州市区自来水存在二次供水污染问题，但如果采取措施得当，能够解决居民饮水安全问题。笔者认为，解决二次供水污染问题在当前应着眼于改善水质，可参照与采用本文提出的设计方案。从长远看，应着眼于实施管网直供水的全面改造与建设。相信在不久的将来，福州市区二次供水污染问题将得到令人满意的解决。

[1] 张惠英.我国城市二次供水现状分析及防治措施的探讨[J].湖南大学学报，2000，27（6）：86-89.

[2] 刘波，滕秀全，高静等.北京市通州区二次供水卫生现状[J]. 环境与健康杂志，2007，24（5）：324-327.

[3] 王锦，王晓昌，何自琦．超滤膜直接过滤水处理试验研究[J]．西安建筑科技大学学报, 2001，33（1）：51-55．