杨森
(同济大学环境科学与工程学院,上海 200000)
水是维系生命存在的基础物质,生命也是起源于充满水的海洋中。随着人类的出现、繁衍、发展,人类对水的要求越来越高,水对人类生活、生产的影响也越来越大。今天,国家的发展,社会的进步与水更是密不可分,因此建设供水设施,优化供水系统已成为世界各国的聚焦点。
1879年,旅顺引泉供水,自此到1949年之间,中国的供水事业发展较慢。1949年,全国范围仅有72个城市(约900万人)能够喝上安全的自来水。之后,尤其是在20世纪80年代至90年代,中国的供水事业快速发展 。我国的城镇供水发展也开始渐渐呈现新建设施多,服务面积大,水质要求高,技术更新快的显著特点。但由于历史的原因,我国城镇供水系统基础很差,大部分地区还存在水质达不到标准,水量漏损情况严重,物质材料和能量浪费等很多问题,以致供水企业亏损,政府负担加重。全面客观的了解我国供水行业现状和正视重视供水系统中存在的问题,对供水行业的可持续发展有着重要意义。
我国城镇供水行业迅速发展,供水能力基本满足要求。据《2004年城市供水统计年鉴》记载,全国593个建制城市,供水管网总长度约22.3万km,平均日供水量7235.27万m3。2002年,中国城市自来水生产能力2.35×104万m3/d,年末管道长度为3.12×105km,人均日生活用水量由1990年的175.7 L/人·d增长到213L/人·d,增长率为22%,供水能力大幅提高。
城市综合人均日用水量由1990年的671.0L下降到1998年的556.3L,仍远高于欧洲15国1991年平均值 ,说明我国城市节约用水(特别是工业生产用水和其他公共用水)还具有极大潜力。
建国58年来,我国生活饮用水标准颁布了6次,从开始的16项指标增加到106项,每次标准的修改制定都增加了水质检验项目(表1)。从表中可以看出,尽管饮用水标准的发展速度比较缓慢,但是总体发展的趋势是令人乐观的,指标的数量随着时间不断增加,表明我国的检测技术是在不断进步的。
表1 生活饮用水水质标准的发展历程
表1.2单位长度管道比漏水量统计
目前,许多城市的自来水厂均是修建于20世纪70~90年代,由于设计标准较如今偏低,水厂对出水水质要求并不高,因而较难满足新生活饮用水水质标准的要求,故亟需在水质提高方面进行技术改造。随着当今社会经济的不断发展,有毒、有害污染物不断增多,且水质检测手段也不断提高,进一步优化饮用水水质成为城市供水行业的当务之急。
随着经济的快速发展,城市化程度的加快,城市规模不断扩大,根据城市发展需要改扩和新建了许多供水管网,更换了大量的老化管道,但仍有为数极多的应该退役的管道在运行。由于供水设施陈旧、技术水平提高缓慢、管理体系尚存在着诸多问题等原因,我国城市供水漏损问题相当严重。据2004年城市供水年鉴,全国593个大中城市中,供水管道总长度(DN75mm以上)为135094.93km,年供水总量达280.13亿m3,管网漏损率平均为15.61%,漏损总量达43.74亿m3。假设城市供水平均成本为1.10 元/m3,每年我国城市供水行业因漏损而造成的经济损失高达48.11亿元。
另据中国水协2002统计,单位管道长度每小时的漏水量统计数字见表1.2。从表1.2中可看出,我国的单位管道长度每小时的漏水量远大于经济发达国家,分别是日本的2.85倍,德国的7.13倍,匈牙利的14.25倍。由此,我国供水行业在精细化管理方面任重道远。
供水企业在某种程度上具有事业单位属性,表现为供水企业的生产与人们生活、社会生产密切相关,企业运行管理将安全性和可靠性放在第一位,企业产品市场固定,政府定期给予资金补助和辅以政策保障。基于以上特点,很多供水企业外无竞争压力,内无发展动力,疏于管理监督,企业管理机制的失当使得企业运营成本过高,制水成本过高,水费收入难以维系企业的正常运营。各地政府对此予以高度重视,采用多种融资手段大力引进建设资金,改进企业管理机制,加强精细化管理,公平合理的制定水价。积极采取先进且实用技术,以较低成本有效提高水质和保证供水已是供水企业进步的核心要求。在企业的供水成本中,电耗占40%~70%,且每年呈现递增趋势,故降低能耗成为企业提高经济效益的重中之重。
我国能源消费量在过去20年里已翻一番,全国能源消费量在2005年为22.2亿吨标准煤,比2000年增长了55.2%,2006年能源消费量为24.6亿吨标准煤,目前已是世界第二大能源消费国。国家煤矿安全监察局最新数据显示,到2010年我国煤炭总产能将超过31亿吨,比规划目标多5亿吨。未来中国的能源供需缺口将愈来愈大,即便是采用先进技术推进节能、加速可再生能源开发利用,2010年仍缺能8%,预计到2040年将缺能24% 。因此“国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要”重点提出节能减排目标:到2010年,万元国内生产总值能耗为1吨标准煤以下,比2005年降低20%左右。
城市供水系统是耗能大户,90%以上的给水工程用电量用来维持水泵运转,水泵机组的电能消耗占全国电能总耗的20% 。以1998年计,我国供水系统的电耗均值约为0.40kwh/m3,而美国约为0.50kwh/m3。虽然美国从能耗上比我国略高,但其给水均采用深度处理,且污泥全部脱水处理,由于经济实力差距和水质标准不同,我国的绝大部分水厂均采用常规处理,甚至对污泥未进行处理,说明我国供水行业在节能方面还存在着较大潜力。
对北京水源八厂进行成本调查发现,动力费用在单位制水成本中占65.6%。因此我国的给水厂能耗较大,运行成本较高,节能潜力较大。
我国的城市供水系统存在着能耗大、运行成本高等问题,严重制约供水行业的发展。21世纪是发展的世纪,能源紧张和淡水缺乏问题将会越来越突出,对于城市供水行业来说,这是挑战也是机遇。因此,解决好能耗大、成本高的问题,对供水行业的可持续发展有着极其重要的现实意义。
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