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自来水生产和供应


自来水的生产和供应

自来水是指通过自来水处理厂净化、消毒后生产出来的符合相应标准的供人们生活、生产使用的水。生活饮用水主要通过取水泵站汲取的地表水(江河、湖泊、蓄水库、海洋等)和地下水(浅层地下水、深层地下水、泉水等),由自来水厂按照《国家生活饮用水相关卫生标准》,经过沉淀、过滤、消毒等工艺流程的处理生产,最后通过配水泵站输送到各个用户。

自来水水质标准

生活饮用水卫生标准是从保护人群身体健康和保证人类生活质量出发,对饮用水中与人群健康的各种因素,以法律形式作的量值规定,以及为实现量值所作的有关行为规范的规定,经国家有关部门批准,以一定形式发布的法定卫生标准。新版《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006),自2007年7月1日起全面实施。

  • 生活饮用水中不得含有病原微生物。
  • 生活饮用水中化学物质不得危害人体健康。
  • 生活饮用水中放射性物质不得危害人体健康。
  • 生活饮用水的感官性状良好。
  • 生活饮用水应经消毒处理。
  • 生活饮用水水质、集中式供水出厂水中消毒剂限值、出厂水和管网末梢水中消毒剂余量均应符合《生活饮用水卫生标准》卫生要求。
  • 农村小型集中式供水和分散式供水的水质因条件限制,指标按照《生活饮用水卫生标准》执行。
  • 当发生影响水质的突发性公共事件时,经市级以上人民政府批准,感官性状和一般化学指标可适当放宽。

生活饮用水卫生标准_gb5749-85.pdf

标准号:GB/T 5750.1-2006
中文标准名称:生活饮用水标准检验方法 总则
英文标准名称:Standard examination methods for drinking water - General principles
标准状态:现行 (2020年2月8日)

国家标准化管理委员会官网

工艺流程

常规处理流程:

  • 原水-混凝处理-沉淀处理-过滤处理-滤后消毒处理

深度处理流程

  • 原水-(预处理)-混凝处理-过滤处理-深度处理-消毒处理

针对不同的原水水质,常用的饮用水深度处理流程如下:

  • 原水-(预处理)-混凝处理-过滤处理-臭氧接触氧化-活性炭吸附-消毒处理
  • 原水-(预处理)-混凝处理-过滤处理-气浮处理-消毒处理
  • 原水-(预处理)-混凝处理-过滤处理-微滤/超滤处理-消毒处理

针对不同的原水水质,常用的饮用水预处理有

  • 预沉淀
  • 预氧化(预氯化、预臭氧等)
  • 生物预处理
  • 活性炭吸附

净水工艺

常规处理工艺

预处理

预处理单元置于常规处理工艺之前,预处理的作用,主要是去除水中溶解性污染物,包括有机物和无机物,特别是有机物和氨氮等。

混合和絮凝

原水+水处理剂→混合→反应→矾花水

自药剂与水均匀混合起直到大颗粒絮凝体形成为止,整个称混凝过程。常用的水处理剂有聚合氯化铝、硫酸铝、三氯化铁等。常用的氯化铝净水原理为 Al3++3H2O=Al(OH)3+3H+,生成的氢氧化铝胶体能够吸附悬浮杂质,沉降到沉淀池底部,达到去除杂质的目的。

沉淀

沉淀法主要是大容积、低流速的自然沉淀的方法对水进行预处理。它一共有四种方法,分别如下:

  • 混凝法:利用铁、铝、高分子等混凝剂与水中的杂质进行絮凝和架桥,使物质生成大颗粒的沉淀物质,然后经过其他的装置去除这些杂质。
  • 过滤法:这种方法主要是纯净水设备所处理的水、经过特殊的过滤材料装置,节流水中的杂质使其得到洁净的水资源。
  • 软化法:是采用化学药剂和阳离子的交换树脂的方法,让水中的钙镁铁离子去除。
  • 消毒法:加入药剂或使用紫外线、臭氧等方法,消除水中的微生物、细菌等。

过滤

石英砂过滤

石英砂过滤是利用石英砂作为过滤介质,在一定的压力下,把浊度较高的水通过一定厚度的粒状或非粒的石英砂过滤,有效的截留除去水中的悬浮物、有机物、胶质颗粒、微生物、氯、嗅味及部分重金属离子等,最终达到降低水浊度、净化水质效果的一种高效过滤方法。

活性炭过滤

活性炭由于其多孔性可吸附各种液体中的微细物质,常用于水处理中的脱色、脱臭、脱氯、去除有机物及重金属、去除合成洗涤剂、细菌、病毒及放射性等污染物质,也常用于废水的三级处理。

超滤过滤

超滤技术同样是过滤技术的一种,与普通过滤的不同在于其相较普通过滤更细微,过滤精度更高,除了能滤掉泥沙等粗颗粒物之外还能滤掉细菌病毒,超滤膜的过滤精度可以达到0.01微米,能够有效保留一般矿物质和微量元素,缺点是难以滤除小于0.01微米以下的细微有害杂质,目前技术尚未成熟。

反渗透过滤

又称超过滤法,该法是利用只允许溶剂透过、不允许溶质透过的半透膜,将海水与淡水分隔开的。在通常情况下,淡水通过半透膜扩散到海水一侧,从而使海水一侧的液面逐渐升高,直至一定的高度才停止,这个过程为渗透。此时,海水一侧高出的水柱静压称为渗透压。如果对海水一侧施加一大于海水渗透压的外压,那么海水中的纯水将反渗透到淡水中。反渗透法的最大优点是节能。它的能耗仅为电渗析法的1/2,蒸馏法的1/40。因此,从1974年起,美日等发达国家先后把发展重心转向反渗透法。

消毒

目前自来水消毒大都采用氯化法,公共给水氯化的主要目的就是防止水传播疾病,这种方法推广至今有100多年历史了,具有较完善的生产技术和设备,氯气用于自来水消毒具有消毒效果好,费用较低,几乎没有有害物质的优点。但经过对理论资料了解、研究,发现氯气用于自来水消毒还是有在一定的弊端。氯化消毒后的自来水能产生致癌物质,目前有关方面专家也提出了许多改进措施。在现阶段,消毒剂除氯气外,还有二氧化氯,臭氧,采用代用消毒剂可降低有害物质的生成量,同时提高处理效率。

目前世界上安全的自来水消毒方法是臭氧消毒,不过这种方法的处理费用太昂贵,而且经过臭氧处理过的水,它的保留时间是有限的,至于能保留多长时间,目前还没有一个确切的概念。所以目前只有少数的发达国家才使用这种处理方法。

深度处理工艺

臭氧净水

臭氧联合技术比较多,一般可分为以下几种:臭氧超声波法、臭氧活性污泥法、臭氧膜处理法、臭氧混凝法、臭氧生物活性炭吸附法。这些方法对不同的废水各有优缺点,因此根据废水中难降解物质和有毒物质的不同而选用不同的工艺才能达到较好的效果。

活性炭吸附处理

活性炭是常用的一种非极性吸附剂,性能稳定,抗腐蚀,故应用广泛。它是一种具有吸附性能的炭基物质的总称。把含碳的有机物质加热炭化,去除全部挥发物,在经药品(如 ZnCl2 等)或水蒸汽活化,制成多孔性炭素结构吸附剂。活性炭有粉状和粒状两种,工业上多采用粒状活性炭。由于原料和制法的不同,其孔径分布不同,一般分为:碳分子筛,孔径在10×10-10m以下;活性焦炭,孔径20×10-10以下;活性炭,孔径在50×10-10m以下。

膜处理

特殊水质处理工艺

除铁

地下水中的铁一般是二价亚铁,因此必须将二价亚铁氧化为三价铁,氧化过程是通过曝气来完成的,曝气装置将水同氧气充分地接触而产生自然氧化;曝气后的水通过除铁除锰过滤器进行除铁过程。如果水中的铁大部分为三价铁则不必曝气 可以直接进入除铁除锰过滤器进行脱除。

除锰

除氟

结构

本体

辅助设备

生产线分工

生产设计

需求分析

目标界定

总体结构设计

详细结构设计

参数设计

设计实施

原材料

主料

原水:地表水(江河湖泊)、地下水

辅料

消毒剂: 次氯酸钠、氯气

混凝剂: 聚合氯化铝

可选原料

活性炭、臭氧

资产与负债

资产

固定资产

非固定资产

负债

库存

设计和规划

位置与环境

投资与评估

规模与功能

风格与形式

成本

运营成本

这里说的运营成本主要包括两个方面,一个所购买的具体的如建筑材料和水管,净水设备等。另一个则是为维持公司运转的正常材料费用,如电费和电力材料,如水中的添加剂和消毒药剂等等。这一些都是公司经营运转的材料成本。在这里我们也可以分为固定的运营成本,和不确定的运营成本。如生产所需和日常运行所需的材料都属于材料成本,而对于生产计划之外的如因不当操作导致制水失败的成本称之为不确定的运营成本。这里是自来水公司加强材料成本控制的着力点,也是最关键的一部分。

人工成本

这里的人工成本主要是指付给公司员工的劳动薪酬和各种福利等。具体包括每一个人的劳动报酬,社会保险金中的企业应缴纳部分,住房公积金,节假日福利等。有的大型自来水公司可能还包括了人员的招聘和培训等人力资源等成本。这一部分成本是比较稳定的,也是可调节性最低的。

设备折旧

在每一个制造业企业都会有这样的一个折旧成本,其最主要的部分就是机械设备或材料的陈旧和损坏,导致这一部分机械设备或材料无法正常投入运营使用。为了正常的运转和生产,必然又要购进一批设备和材料,这样就增加了公司的经营成本。

更多

水库出口的供水成本、输水渠道分水口的供水成本、到用户的供水成本等。供水成本是核定水价的基础。

组成

根据《水利水电工程管理单位财务会计制度》,供水成本有供水生产成本及期间费用构成。结合水利供水生产的特点,生产成本包括:

  1. 直接从事供水生产人员的工资、奖金、福利费、津贴和补贴。
  2. 水利管理单位购水支付的原水费、供水生产过程中消耗的燃料动力费等直接材料费。
  3. 供水生产过程中发生的水文、水工观测费和临时设施费等其他直接支出。
  4. 供水生产部门为组织和管理生产而发生的人员工资、福利费、固定资产折旧费、试验检测费和水资源费等制造费用。期间费用包括管理费用、财务费用和销售费用。由于水利工程通常同时服务于供水、防洪、发电等部门,因此,水利管理单位同时发生的制造费用应按库容比例法或其他合理方法分摊后,才能计为供水生产成本的制造费用。对于期间费用水利管理单位应在其科目下分别设置供水、防洪、发电、多种经营生产等明细账目,如有共同期间费用发生,则可按生产人员工资比例法等合理方法进行分摊,并分别计入有关供水、防洪等相应明细账目中。

DMA

DMA(District Metering Area),独立计量区域。

DMA分区管理是控制城市供水系统水量漏失的有效方法之一,其概念是在1980年初,由英国水工业协会在其水务联合大会上首次提出。在报告中,DMA被定义为供配水系统中一个被切割分离的独立区域,通常采取关闭阀门或安装流量计,形成虚拟或实际独立区域。通过对进入或流出这一区域的水量进行计量,并对流量分析来定量泄漏水平,从而利于检漏人员更准确的决定在何时何处检漏更为有利,并进行主动泄漏控制。

DMA分区管理对降低小区内供水设施的漏损,实行长期持续的监控具有非常重要的意义。作为DMA的初始试验,应有针对性的选择比较独立的区域做DMA试点。在DMA分区管理完善、成熟后,通过现场试验及管网推广,将逐渐形成基于DMA的管网漏失监测、预警、控制工作新模式,未来的管网流量、压力管理也可在DMA管理基础上开展。

DMA管理的关键原理是在一个划定的区域,利用夜间最小流量分析来确定泄漏水平。DMA的建立能够主动确定区域的泄漏水平,并指导检漏人员优化检漏顺序,同时通过监测DMA的流量,可以识别是否有新的漏点存在,由于管网泄漏是动态的,如果在泄露之初就得到控制,泄漏可以大幅减少;如果没有持续的泄漏控制,泄露会随着时间的延续而增大。因此,DMA管理被视为在供水管网中减少和维持泄漏水平的有效方法。

自来水管道管径

管道口径

公称通径(Nominal Diameter),又称平均外径(Mean Outside Diameter)。
公称通径是管路系统中所有管路附件用数字表示的尺寸,公称通径是供参考用的一个方便的圆整数,与加工尺寸仅呈不严格的关系。公称通径用字母“DN”后面紧跟一个数字标志。DN100即表示钢管的公称直径是100毫米(不同企业对DN的定义可能是不同的)。
我国目前大致有:
DN2000 - 1800 - 1600 - 1400 - 1200 - 1100 - 1000 - 900 - 800 - 700 - 600 - 500 - 400 - 350 - 320 - 250 - 200 - 150 - 100 - 80 - 70 - 65 - 63 - 60 - 55 - 50 - 40 - 32 - 25 - 20 - 15 等管径

  • 原水管道:水库/水源至水厂的连接管道,管道口径一般在DN1000以上。
  • 出场管:出厂水的供水管道,管道口径一般在DN1200以上。
  • 加压机组:加压设备,一般水厂有两台或两台以上的机组。

管道材质

玻璃夹沙管、灰口铸铁管、球墨铸铁管、水泥管、钢管、钢塑管、铝塑管、镀锌管、PE管、PDR管、PVC管。

生活中遇到的相关问题

出现水质问题如何解决

  • 自来水有时会出现浑浊或呈黄色

原因:管道或者水龙头陈旧锈蚀;小区水池等供水设备长时间没有清洗或防护不当;管道新建、改造等原因在竣工后冲洗消毒不到位。
处理办法:放水一段时间,一般情况下,短时间内水质可恢复正常;定期对楼顶水池进行清洗消毒,加强二次供水设施的维护。

  • 自来水呈蓝色

原因:有用户使用洁厕精等清洗剂在家中的供水设备的蓄水箱,一旦遇到单元管道的压力不均衡的问题,储放在家中蓄水箱中的水会被压力倒吸入水管中,从而由其他住户的水管中流出。
处理办法:应及时联系物业管理或自行找出本单元使用此类物品的住户,请其立即检查使用物质的蓄水箱是否有故障或停止使用,以免发生污染水质的情况。

  • 自来水中会有消毒剂或漂白粉味

原因:在水处理过程中,为了保证饮用水的卫生安全,必须投加消毒剂。出厂水在进入输水管网后会有游离余氯继续保持杀菌作用,防止输水过程中生长繁殖细菌。漂白粉味是饮用水生产、输配水过程中正常生产投加消毒剂所致。
处理办法:可以将自来水放置一段时间后氯会自然挥发消失,或将水煮沸后也会自然消失。

管道异常响动

  • 管道异常响动

特点:无规律、不间断,多为新装或二次加压楼层出现此概率较大。
原因:管道内部有空气;水压过大,管内水流冲击管壁;水管内部堵塞;水锤现象:前(压力大)—后(压力小),水流量的急剧变化将在管道内引起压强过高或过低的冲击,以及出现空化现象压力的冲击将使管壁受力而产生噪声。
处理办法:调节减压阀、排气阀;排放管内空气;更换阀门。

收益管理

消费曲线

时间分布

空间分布

目标群体

容量控制

风险控制

行业

国内市场

北控水务集团有限公司

北京首创股份有限公司

北京排水集团

鹏鹞环保股份有限公司

北京碧水源科技股份有限公司

苏伊士新创建有限公司

中环保水务投资有限公司

博天环境集团有限公司

广东粤海水务股份有限公司

惠州市水务集团有限公司

桑德集团有限公司

中国光大水务有限公司

中铁城乡环保工程有限公司

天津创业环保集团股份有限公司

产量

消费量

国际市场

苏伊士环境(Suez Environnement) 威立雅水务(Veolia) 泰晤士水务(Thames Water)

产量

消费量

机构

水质可查

2013年1月15日起,北京市自来水集团将首次通过集团网站公布自来水水质信息。市民可点击网站首页右侧的水质信息公开专栏,其中设有目录和每项具体内容。 水质信息公布的范围包括:自来水集团市区供水范围内及所属的郊区(县)9个自来水公司的管网水水质和出厂水水质信息。9个郊区县公司包括南口、门头沟、怀柔、密云、延庆、房山、大兴、通州、长辛店。 管网水水质的公布内容为浑浊度、色度、臭和味、消毒剂余量、菌落总数、总大肠菌群、耗氧量7项指标的最大值、最小值。出厂水水质的公布内容为《生活饮用水卫生标准》中42项常规指标每季度检测结果的最大值、最小值。 公布周期均为每季度公布一次,时间为每季度第一个月的15日前公布上一季度的水质监测结果。此外,每年1月15日前还将公布上年度出厂水全部106项指标的检测结果。 部分指标数值对比 硝酸盐 国标10mg/L 北京0.7—9.7mg/L 硬度 国标450mg/L 北京380mg/L 三氯甲烷 国标0.060mg/L 北京0.011mg/L

标准

《城市给水工程规划规范》GB 50282-2016
《城市工程管线综合规划规范》GB 50298
《建筑设计防火规范》GB 50016
《室外给水排水和燃气热力工程抗震设计规范》GB 50023
《含藻水给水处理设计规范》CJJ 32
《高浊度水给水设计规范》CJJ 40
《室外给水设计标准》 GB 50013-2018
生活饮用水卫生标准 GB 5749-2006
饮用水水质准则(第四版第一次增编)Guidelines for drinking-water quality: fourth edition incorporating the first addendum

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评论(2)

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2477269807 2020-04-17 13:50:46
好东西
袁子奕 2019-11-27 17:35:20
条目下是否应该有问答区(或者类似项)?比如我比较关心现在大部分城市都有的公共直饮水和自来水有什么区别。
袁子奕 2019-11-27 17:35:20
条目下是否应该有问答区(或者类似项)?比如我比较关心现在大部分城市都有的公共直饮水和自来水有什么区别。
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