湖南省衡阳市水务投资集团有限公司
摘要：根据衡阳市供水系统的构成及管理现状，分析影响龙头水质的各个风险管理环节，提出着眼于整个供水系统协同管理的必要性，针对重点影响风险因子的形成及控制，进一步阐述龙头水质取决于整个供水系统的共同作用。基于龙头水质安全保障的思考，建议从全供水系统的各个阶段的隐患风险进行探讨。
关键词：全供水系统；龙头；水质保障；二次供水
近八年来，我司在水厂生产水质管理方面非常严格，对水厂各生产工艺质量控制点的水质指标都有量化的规定，努力采取措施保障水质（如在常规水处理工艺的基础上增加高锰酸钾与粉末活性炭的强化处理，在原水处增加预氧化等特殊处理），并对出厂水各指标值制定了高于《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）的标准，以满足到达用户水龙头时，水质达标、安全、用户可放心使用。但100%合格甚至优质的出厂水输送到用户终端，水质会发生怎样的变化呢？从用户的反馈信息和公司水质监测部近年来对全市58个管网点的水质监测结果（平均值）来看，管网水浊度比出厂水浊度增加0.24NTU，色度增加1度，个别管网末端余氯下降到0.03mg/L，菌落总数增加3CFU/mL，铁、锰略有增加，水质综合合格率平均下降到96.3%，表明出厂水经过漫长的管网输送到达用户水龙头时，浊度、余氯、菌落总数、铁、锰等指标的含量都发生了明显的变化，尤其是管网末梢，用水盲端及部分高层用户家中。这说明自来水通过整个供水系统到达水龙头时，受一些因素的影响，水质已发生了明显变化，这也促使了本人对龙头水质保障的思考，并着眼于从整个供水系统的角度来分析龙头水质的保障。
一、全市供水系统
1、全市供水系统的构成
全市供水系统由原水系统、净水系统和市政管网输送系统、二次供水系统组成。如下图1所示：
图1全市供水系统的构成
2、全市供水系统的管理现状
全市供水系统中原水系统、净水系统和市政管网输送系统由我司进行维护管理，二次供水系统一般由物业公司进行管理，有的处于无人管理的状态，虽有卫生监督所和市给水排水办公室的监督管理，但在水质管理过程中由于不同类型的单位多头参与，经常出现协调难度大，给水质管理产生不利影响。
二、供水系统各组成部分对龙头水质的影响风险
1、原水系统对水龙头水质的影响风险
衡阳市位于湖南省南部，湘江中上游，素有“有色金属之乡”的美誉。目前，衡阳市四个水厂原水属Ⅱ类-Ⅲ类水质，间歇性可达Ⅳ及Ⅴ类水质，发生突发污染事件风险较大，大源渡截留后湘江水体流速变缓，使污染物进入水体后，水流的稀释自净作用降低，湘江原水中有机污染物有加重的趋势。
2011-2018年间，衡阳市自来水公司对我市四个自来水厂原水进行全分析月检共计348次，检测项目覆盖地表水环境质量标准（GB3838-2002）中地表水环境质量标准基本项目24项，集中式生活饮用水源地补充项目5项，以及特定项目3项，共计32项；进行半年检109项，共计14次。根据地表水环境质量标准中基本项目Ⅱ类标准及补充、特定项目标准，主要超标项目为：铅、汞、铊、粪大肠菌群、氨氮、阴离子表面活性剂、石油类、铁、氟化物、BOD5等。
根据公司水质检测中心提供的对原水2011-2018检测数据统计，汞超Ⅱ类标准共计151次，其中达Ⅲ类标准42次，达Ⅳ及Ⅴ类标准98次，超Ⅴ类标准11次。此外，铊超Ⅱ类标准10次，其中达Ⅲ类标准7次，达Ⅳ类标准2次，达Ⅴ类标准1次；铅超Ⅱ类标准共计9次，其中达到Ⅲ类标准8次，达Ⅴ类标准1次；阴离子表面活性剂超Ⅱ类标准共计7次，均达Ⅲ类标准；粪大肠菌群超Ⅱ类标准共计70次，其中达Ⅲ类标准66次，达Ⅳ类标准4次；氨氮超Ⅱ类标准共计3次，均为Ⅲ类标准；氟化物超Ⅱ类标准共计6次，均为Ⅲ类标准；石油类超Ⅱ类标准共计1次，达Ⅲ类标准；BOD5超Ⅱ类标准共计1次，达Ⅲ类标准。原水的浊度随季节变化趋势较为明显，在每年的4-8月左右均会达到浊度的高峰期。
根据公司水质检测中心提供的对原水2011-2018检测数据分析，水质污染物变化趋势大致为：
1.1铁、锌、锰、铜在水体中含量不高，变化不明显，显示原水中没有这些元素的污染增加；
1.2镉有明显下降，与湘江重金属污染治理及湘江流速变缓有关；
1.3砷、汞、铊•铅，石油类，粪大肠菌群在湘江衡阳段上仍存在污染源，湘江原水发生突发污染事件的风险较大；
1.4丰水期，浊度突增，污染物大量进入水体，且水体自净作用较差，溶解氧下降，一定周期后，水体中溶解氧有一定程度上升，说明水质保持较好，但比对BOD5和TOC的数据，在DO上升的情况下，水体的BOD5未发生较大变化，TOC略有上升趋势，说明湘江原水有机物污染有加重趋势并且是较复杂的有机物，难以在自然界中生物降解，且不易被氧化。
1.52011年至2018年湘江衡阳段原水中氟化物、氯化物、硫酸盐的含量基本持平，仅氟化物在2012年存在间歇性达Ⅲ类标准的情况。
1.6氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮的变化不明显，基本持平，总氮时有上升趋势，说明湘江衡阳段原水中有机氮的污染程度有所上升，总磷、总氮作为形成原水藻类爆发的有利条件之一，今后应密切关注总磷、总氮等指标的变化情况。
另受工农业、生活污染、餐饮船只、千吨级码头、运输船舶及上游流域来水水质、大源头截流等因素的影响，到了夏季，水体富营养，藻类的生长也会导致原水嗅和味指标不合格，导致用户反映龙头水嗅味异常。衡阳市原水有机物污染及重金属污染较重，主要风险指标为挥发酚、砷化物、镉、铅、铊、石油类、总磷等，其中砷化物、镉、铊的含量呈现季节性偏高，频频达到限值临界值，也有致色物质超标的情况。原水系统处于全供水系统的首段，源头水质的好坏直接决定了后续处理的难度和风险程度，是保证供水安全的第一道屏障。
2、净水系统对龙头水质的影响风险
虽然公司各水厂通过水质净化处理，出厂水水质已优于GB5749-2006国标要求，但是标准以外的个别指标仍存在一定的风险，比如经常有用户反映的红线虫问题。红虫是对水中生长的多种红色微型水生动物的俗称，体表呈现红色。供水系统中最常见的有水蚯蚓和摇蚊幼虫。水蚯蚓主要来源于受污染的原水，摇蚊幼虫主要来源于原水、开放式的净水构筑物以及二次供水设施污染后的孳生。常规的水处理工艺很难有效去除红虫虫卵，即使进行深度处理依然没有明显的效果，其穿透效果非常强，仅靠滤池的拦截远远不够，按照净水要求所投加的消毒剂的剂量对于红虫几乎没有灭活作用。一旦进入后续管网，在水龄较长的情况下，容易长成肉眼可见的红虫，对用户敏感的感官性指标带来恶劣的影响。
3、管网系统对龙头水质的影响风险
整个管网系统犹如一个庞大的“管式反应器”。我市有些管线较长，优质的出厂水在管网过长的停留时间导致余氯大幅衰减。在连续、漫长的输送管道中，发生了复杂的物理、化学、生物变化，进而从用户水龙头放出的自来水水质变差，另外，输配水管道的材质、使用年限、施工等因素对管网水质也有一定的影响，管网水水质管理成为全供水系统水质管理的薄弱环节。
4、二次供水系统对龙头水质的影响风险
我市目前二次供水设施，如蓄水池、高位水箱等卫生状况不甚理想，存在不少问题。二次供水水质风险主要体现在：一、水箱设计不合理，比如消防和生活用水水池合建，存在水箱死水区域；有的设计时所选用的用水量标准偏大，导致水箱或水池中水的更新率较低、水龄较长、消毒剂含量过度衰减，从而引发水质问题。二是管理不到位。水池或水箱密闭性差，导致尘、虫、鼠入内，另外水池和水箱的选材不当，也会对水质造成不同程度的影响。目前我市的二次供水服务主要由居民小区物业管理，大量的水箱、水池等二次供水设施隶属于不同的物业管理公司，管理水平参差不齐，大多没有负责二次供水的专职人员，缺乏专业知识和能力，运行过程中消毒清洗不及时、不规范，缺乏二次供水管理可供操作的行政规章和管理体系，使得水池、水箱内水的浊度、色度、氨氮、亚硝酸盐氮、耗氧量、大肠菌群、菌落总数等指标发生了显著变化，从而影响了二次供水水质。
三、龙头水质重点异常情况原因分析
1、藻类对龙头水嗅和味的影响
藻类是水质异臭异味的重要来源，它伴随季节性高发，在生产代谢过程中会直接分泌土臭素（GSM）和2-甲基异次醇（2-MIB）或转化为以二甲基三硫醚（DIMS）为主的硫醚类有机体腐败产物，从而衍生出各种臭味污染物，而净水系统常规工艺对高浓度的臭味物质不能有效去除，导致用户龙头水有异臭异味。
2、红虫在全供水系统中的生长影响
每年在夏季高峰期7-9月份红虫投诉量大大增加，主要是原水中带入了红虫虫卵，在夏季适宜的温度及适宜条件下极易生长繁殖并穿透各净水构筑物，且由于管网长度较长、流速较低导致停留时间较长等原因，提供了红虫由虫卵长成肉眼可见的红色幼虫的有利条件。
3、管网对余氯衰减的影响
余氯在管网输送系统中的衰减主要来自水体自身耗氯和管壁作用耗氯两方面。水体自身的余氯消耗主要是由于流经管网的水体本身含有一定的有机物和无机物，其内部发生氧化还原反应，衰减程度与进入管网水体的初始余氯浓度、pH、温度、有机物含量有关；管壁作用的余氯消耗是因为管壁层的沉积物、管道内衬或者管道本身与水中余氯发生反应，其衰减程度与管材、管道内称材料、管龄等因素相关。
4、黄水的影响
在用户水质投诉统计中，关于黄水的投诉比例为最高。尽管出厂水铁、锰含量达到GB5749-2006的国标要求（Fe≤0.3mg/L，Mn≤0.1mg/L），但其中仍含有一定量的铁、锰进入管网，继续被氧化，部分进入用户、部分沉积于管网管道内壁，形成结垢层，即形成不牢固、带浊度的氧化膜沉淀（主要是MnO2黑色沉淀和Fe（OH）3褐色沉淀），该结垢层对水质、水利条件变化的耐受能力较差，当局部管段流速及流向发生变化时，容易剥落产生黄水现象。另外管道改造、管网维修、短时间内停水后重新送水时也会出现暂时性黄水现象。
5、二次供水对水龄的影响
许多二次供水设计与实际使用情况差异较大，部分小区的规划居住人口与实际居住人口不符，出现较多的空置情况，导致实际用水量远远低于设计用水量，导致水在蓄水池或水箱中停留时间过长，从而延长了水龄，使得水龙头水质恶化。只有规范管理，优化运行二次供水设施才能对龙头水质保障起到最后一道屏障作用。
四、结论和建议
1、结论
龙头水质保障是一项连锁的系统管理工程，全系统中每个环节都是为了最终的龙头水服务的，要求供水企业、二次供水受托物业以及政府监督部门协同管理，严格控制水源、净水、输送和二次供水的各个环节，从而保障用户终端的生活、生产、消防用水的水质达标。
2、建议
2.1在原水系统中抑制藻类，防止嗅味风险；在嗅味易发季节，原水系统可采取投加次氯酸钠进行预氧化，或者采取投加粉末活性炭控制嗅和味，也可同时采用臭氧-活性炭深度处理工艺进一步改善嗅味指标。
2.2在净水系统拦截红虫虫卵，阻止其进入管网，采取加强沉淀池排泥、控制沉淀池出水浊度在0.5NTU以下，加强滤池清洗、消毒及反冲洗，滤池出口处安装300目尼龙网进行过滤拦截，加强滤池、清水库和屋顶水箱的防蚊管理等措施。
2.3管网选择合适的内衬以减缓余氯的衰减，环氧树脂内衬管网的余氯浓度降低率是水泥砂浆内衬管网的一半左右。
2.4合理养护和冲洗管网，可使管网水浊度上升得到明显控制，黄水得以有效抑制。
2.5保证水池水箱中水的更新率，根据小区实际入住率及用户用水规律，设置最高水位和最低水位，进而保障龙头水质。
参考文献
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