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1、净水技术2 0 1 1，3 0(3)：2 0 2 4W a t e rP u r i f i c a t i o nT e c h n o l o g y分质供水的模式与应用周影烈，莫罹(中国城市规划设计研究院，北京1 0 0 0 4 4)摘要为解决城市供水资源短缺问题、优化水资源的利用，分质供水逐渐成为城市供水系统的重要组成部分。该文以供水范围和供水目的等为划分依据，把分质供水分为小分质供水一直饮水系统、小分质供水一中水系统、大分质供水一直饮水系统和大分质供水一优水优用系统，并对这四种供水模式的特点、目的、应用情况及存在问题进行分析。通过比较分析这四种模式的优缺点最后指出我国未来改善饮水水质
2、的大方向是城市集中提供优质水，但需根据我国国情，因地制宜地分阶段、分步骤逐步加以实现。关键词分质供水供水模式供水范围应用存在问题中图分类号：T U 9 9 1 2文献标识码：A文章编号：1 0 0 9 0 1 7 7(2 0 1 1)0 3 0 0 2 0-0 5A p p l i c a t i o na n dP a t t e r no fD u a lW a t e rS u p p l yS y s t e mZ h o uY i n g l i e，M oL i(C h i n aAc a d e m yo fU r b a nP l a n n i n ga n d 眈s i g
3、 n,B e i j i n g1 0 0 0 4 4,C h i n a)A b s t r a c t D u a lw a t e rs u p p l yi sb e c o m i n gm o r ea n dm o r ei m p o r t a n ti ns o l v i n gt h ec i t yw a t e rr e s o u r c e s B a s e do nw a t e rs u p p l yr a n g ea n di t sp u r p o s e s，d u a lw a t e rs u p p l ym a yb ed i v i
4、d e di n t of o u rp a t t e r n s，s u c ha ss m a l l-r a n g e-d r i n k i n g w a t e rs y s t e m，s m a l l r a n g e g r e y w a t e rs y s t e m，l a r g e r a n g e-d r i n k i n g-w a t e rs y s t e ma n dl a r g e r a n g e d u a l-w a t e rs y s t e m I nt h i sp a p e rc h a r a c t e r i
5、s t i c s，p u r p o s e，u s a g ea n dp w b l e m so ft h e s ef o u rp a t t e r n sw e r ea n a l y w d F i n a l l y，t h eu l t i m a t eg o a lo fw a t e rs u p p l yi nC h i n ai st op r o v i d eh i g h-q u a l i t yw a t e ri nt h ew h o l ec i t y K e yw o r d sd u a lw a t e rs u p p l yw a
6、 t e rs u p p l yp a t t e r n sw a t e rs u p p l yr a n g e叩p l i c a t i o np r o b l e m s1 基本概念和现实意义我国是一个水资源贫乏的国家，据预测，到2 l世纪中叶，我国人均水资源量将接近17 0 0m 3 1 1 1。我国目前6 6 8 座城市中有4 0 0 多座城市存在不同程度的缺水，其中1 3 6 座城市严重缺水。受影响的城市人口占全国总人口的2 9，日缺水量达l2 4 0万m 3 以上 2 1。而与此同时，随着我国经济的飞速发展，水源受到越来越多的城市污水和工业废水的严重污染，给水厂的常规
7、处理难以达到处理要求。这【收稿日期】2 0 1 0-1 2 一i 0【基金项目】国家水体污染控制与治理科技莺大专项之“城市供水系统规划调控技术研究与示范”课题(2 0 0 8 Z X 0 7 4 2 0-0 0 6)【作者简介】周影烈(1 9 8 6-)，女硕士，主要从事供水规划方面的研究工作。联系电话：1 5 8 1 0 3 2 5 6 9 4；E m a i l：z y l t r y 2 0 1 0 g m a i l C o l t n。【通讯作者】莫罹，博士，E-m a i l：s c n d t o m o l i y a h o o c o n L c n。一2 0 一些都进一步
8、加剧了水资源短缺。面对如此严峻的现实，为了解决城市供水问题，除了大规模调水、节约用水外，更重要的是合理利用水资源。因此，“分质供水”日渐被提上议事。所谓分质供水是指供水系统根据用户对水质要求的不同而分开供应相应用水的一种供水形式。分质供水源于美国、丹麦、荷兰等国家，其发展得也比较成熟。如美国的双管道二元供水系统，日本的三种供水系统，法国的两套供水系统等3 l。上海于1 9 9 6 年率先在锦华小区实验建设了国内第一个分质供水系统管道分质供水系统，随后，大庆、江苏、深圳、珠海、宁波、天津、大连等城市也相继开始建设此类系统，涉及到城市范围、居民住宅、公共场所、宾馆和学校等1 4 1。从供水范围来看
9、，有小范围(指居民住宅、公共场所等)和大范同(城市范围)之分，本文定义这两种分质供水为小分质供水和大分质供水。但是，按目前来看，我国实施的分质供水还万方数据净水技术W A T E RP U R I F I C A T l 0 NT E C H N O L O G YV 0 1 3 0，N o 3，2 0 1 1J u n e2 5 t h，2 0 1 l没有大范围地普及，仅仅满足占生活用水2 左右的饮用水。可以说，不管是小分质供水系统，还是大分质供水系统，同国外的分质供水系统都有着本质的区别(表1)。表1 国内、外分质供水系统T a b 1D u a lW a t e rS u p p l y
10、S y s t e m国内小分质供水大分质供水国外供水范围对象供水系统水源主要目的居民住宅、公共场所、宾馆，学校等局部供水普通用水系统(主体)、优普通饮用水系统(主体)、质直饮水系统(局部)中水系统(局部)城市给水厂生活饮用水城市给水厂生活饮用水出厂水出厂水及生活污水直接饮用降低处理费用在居住小区或其它小范围用水区内设净水站，将自来水进一步深度处理、加供水途径秉馨誓纂绕至孑喜肇昱兰条独立的优质供水管道。将水输送至用户。供居民直接饮用。在居住小区或其它小范围用水区内设小型再生水厂，将污水经简单处理达到巾水回用要求，在原有的自来水管道系统上，再增没一条独立的中水管道，将水输送至用户，供冲厕等使用。
11、城市等大范围供水区域城市供水优质直饮水系统、生活饮用水系统、T 业自来水系统用水系统、杂用水系统原水及污水原水及污水城市城市供水饮用水系统(主体)、非饮用水系统(局部)原水及污水直接饮用、优水优直接饮用优水优用用、节约水资源、降低处理费用在城市范围内建立专门的优质直饮水处理厂或在给水厂中对部分自来水进行深度处理然后另外敷设一条管道直接将这部分优质直饮水输送到用户。在城市范围内建立多套供水系统水质较好的地下水优先用于居民生活，次用于对水质要求较高的食品、医药等行业中水主要用于T 业、农业灌溉和环境生态用才c。在城市范嗣内建立多套供水系统，给水处理厂对居民饮用水进行深度处理达到直接饮用的要求。且给
12、水厂水源本着优水优用的原则。2 小分质供水一直饮水系统2 1 系统简介小分质供水一直饮水系统是目前国内最常见的分质供水模式M，即通常所说的管道直饮水。所谓小分质供水一直饮水系统，是指以现行自来水为水源，在供水区内分散设置深度处理净水站，城市自来水经进一步处理，在现有给水管网的基础上，另敷设一套专用饮水管道，供人们直接生饮。该种供水模式的优点是城市水处理系统和市政管网系统无需改造，只需建立分散的处理点，省去了运输，用户可随时开水龙头取水。但是由于分散处理点不便于管理，且处理设施受人口密度的影响大。2 2 供水目的(1)虽然目前城市给水厂出水能达到1 0 6 项指标标准。但是由于陈旧管网腐蚀及二次
13、供水设施污染等都导致目前居民家庭自来水尚不宜直接饮用，且随着物质生活水平提高，健康概念加强，人们对高品质生活用的需求愿望越来越强烈。从用水结构来看，生活用水仅占总用水量的2 5，9 5 9 8 则用于生产、绿化和消防等1 1 0 l，若全面大幅度提高自来水水质势必造成浪费。因此，管道直饮水的主要目的即为协调这一矛盾，一则满足人们对高品质水的需求，二则最大限度地降低经济成本。(2)人们为了追求高品质水，通常会购买瓶装或桶装水。从经济上来说，这两者成本都普遍高于管道直饮水1，且桶装水保鲜期较短。因此可以说，管道直饮水降低了用户的经济成本，且提供新鲜的高品质水。(3)小分质供水一直饮水系统多数为一些
14、高档住宅区用户及部分高星级宾馆所采用，其主要目的是通过分质供水提高房产及宾馆品味，促进房产销售，提高宾馆人住率。(4)世博园区直饮水系统设置的主要目的是为了解决游客的饮水问题l l 习。这是因为像世博园这样的特殊公共场合严禁游客携带任何液体入园，若让游客在园区花钱买，这势必给游客带来很大的经济浪费。因此世博园的特殊场合促使了直饮水的诞生。2 3 使用情况简介该种供水模式在国内使用广泛，也是国内最早引入的供水模式。目前，北京、上海、深圳、广州、杭州、乌鲁木齐、青岛、大连等城市都先后实施了管道直饮水工程。这里选择两个典型案例进行调查分一2 l 一万方数据周影烈，莫罹分质供水的模式与应用V 0 1
15、3 0，N o 3，2 0 1l析。(1)上海锦华苑小区直饮水系统上海市锦华苑小区是国内最早投入使用的住宅分质供水工程之一唧。该系统于1 9 9 9 年通过验收并投入试运行，于2 0 0 0 年6 月通过上海市卫生防疫部门的验收，水质指标达到建设部饮用净水水质标准(C J9 4 1 9 9 9)。锦华苑小区占地为1 1 4h m 2(1h m 2=1 00 0 0m 2)，住宅建筑面积为9 3 9 万m 2，小区住户为6 6 8 户(原设计住宅建筑面积为1 3 4 6m 2，住户为9 0 8 户)，设计规模为2 4m 3 d。系统在小区内设置小型水处理站，采用先集中处理再由分质供水管网进行输送
16、、分配的供水方式。小区采用全回流循环方式供水，主要特点是流量小、使用时间集中，配水系统不宜产生滞水管段，管道系统严密、无泄漏以保证供水安全、可靠，同时必须保证足够的水量、水压和新鲜、合格的优质饮水。上海市直饮水系统采取和房地产商合作开发的形式，在新建的住宅小区建设此系统。由房地产商负责管路部分的投资，管道分质供水公司负责水处理站的建设，并收取2 0 0 0 元户的安装费，水费为0 3 元凹。(2)上海世博园区直饮水系统截至2 0 1 0 年8 月底，世博同区直饮水设备供水量已达1 0 5 万m 3，人均日饮水量2 6L(人d)，日均供应直饮水量l0 0 0m 3 d。园区内共设立1 1 2处饮
17、水点，饮水龙头达到l7 6 0 个。世博园直饮水系统采用紫外杀菌器和中空纤维P V C 合金超滤膜“双保险”。自来水进入直饮水系统后，首先经过炭滤系统。通过炭罐内活性炭的吸附作用，可直接去除余氯，同时吸附部分小分子有机物，降低自来水的C O D 值。然后进入超滤机。超滤机拥有过滤孑L 径仅为0 0 1 斗m 的中空纤维P V C 合金超滤膜，当自来水流人超滤机内的超滤膜后，体积大于0 O l 斗m 的物体都被截留下来，只有水分子和部分对人体有益的微量元素可以透过超滤膜。经过这样的“超滤”，自来水中因“二次污染”产生的细菌、病毒、铁锈、胶体、悬浮颗粒以及大分子有机物等统统被“拒之门外”，细菌去除
18、率高达9 9 9 9 99。最后再经过紫外杀菌器这一关，自来水最终流向直饮水出水龙头【1 3 1。2 4 问题分析(1)由于部分管道分质供水单位不具备供水资一2 2 一质，水质管理不力，市民对管道分质供水水质问题的投诉时有发生。建议制定管理分质供水单位资质评审标准，凡在住宅小区、宾馆、饭店、商务楼、学校等用水单位中提供管理分质供水的单位，均应向上级管理部门提出资质申请。(2)目前处理出水水质达标已不成问题，主要问题是管网输送过程中水质是否稳定以及各用水点的水质(特别是微生物指标)是否合格。(3)由于世博园的备受关注，其直饮水系统也具有可行性。但若在普通公园等地使用直饮水系统，则会出现诸多问题，
19、如部分游客不会使用、游客担心水质问题等。建议如若在公共场合设置直饮水系统，可张贴使用指南、全程监控水质等多项措施进行改进。3 小分质供水一中水系统3 1 系统简介小分质供水一中水系统，g o d,区中水系统。中水系统包括城市中水系统、小区中水系统和独立中水系统。广义上的小区中水系统可用在居住小区、机关大院、学校等建筑群。所谓小区中水系统是指在建筑小区内设置污水处理设施，以建筑小区内各建筑物用后排放的污水为水源，将其集中处理后，达到一定的标准回用于小区的绿化浇灌、车辆冲洗、道路冲洗、家庭坐便器冲洗等，从而达到节约用水的目的。3 2 供水目的小区采用中水系统后预计居住区用水量可节省3 0 4 0，
20、排水量可减少3 5 5 0，将产生良好的社会效益和环境效益。3 3 问题分析(1)目前小区中水系统最大的问题就是使用率低，大量中水系统瘫痪，以北京“7 日积分百强榜”1 0 0 个小区样本为例，已开通中水系统并正常运行的不到2 0，其中1 8 个小区目前已接通市政中水或启用社区中水处理系统，3 1 个小区尚未入住或人住不满半年，另外5 1 个小区目前的冲厕系统为自来水【埔。(2)造成小区中水设施闲置现象普遍的主要原因是中水处理虽然是一项成熟的技术，但成本普遍比现行的水价高，许多小区物业不愿做这笔“亏本买卖”。清华大学水业政策研究中心主任傅涛认为，应更多运用经济手段，通过调整水价引导中水的推广使
21、用【1 5 1。本文认为，还可通过严格控制中水水源水万方数据净水技术W A T E RP U R I 兀C A T I O NT E C H N O L O G YV 0 1 3 0，N o 3，2 0 1 1J u n e2 5 t h，2 0 1 1质，以期降低中水处理成本也是一项有效的手段。(3)此外，目前中水的推广，不仅是水价和成本和问题，更重要的是很多居民不愿用。一方面是小区中水系统通过小区管道阀门调控接人中水，若调控失误，则将把中水接入居民饮用水水龙头，另一方面由于物业想降低中水处理成本，更多地获取经济利益，中水出水水质经常不达标。建议小区管线透明化，同时提供中水的小区需具备中水供
22、水资质，中水水质达标情况也同样应该受到重视。4 大分质供水一直饮水系统4 1 系统简介大分质供水一直饮水系统同小分质供水一直饮水系统的最大不同就是供水范围不同，前者是在城市建立两套供水系统，一套供少量直饮水，另一套供一般生活用水及工业用水。所谓大分质供水一直饮水系统是指在整个城市中建立专门的优质直饮水处理厂或在给水厂中对部分自来水进行深度处理，然后另外敷设一套管道直接将这部分优质直饮水输送到用户。相比小分质供水一直饮水系统，其优点是便于管理和水质的监测，保证水质的安全性，更为重要的是易于升级处理工艺以满足未来发展的需要，具有一定的延续性。但由此带来的最大问题就是工程量比较大。4 2 供水目的大
23、分质供水一直饮水系统的供水目的同于小分质供水一直饮水系统，主要是为了满足人们对高品质水的需求，以及提升房地产的品位。4 3 使用情况简介宁波市直饮水系统采用的是集中式直饮水系统，统一建立大型水处理站(供水能力为l5 0 0m 3 d)，处理后的水通过管网分别送至市内各个住宅小区(7 个小区，服务面积约1 2 3 万m 2，服务人口约83 2 0 户)1 6-1 7 l。宁波市分质供水系统的运行成本约为3 5 0 元r _ m 3。4 4 问题分析(1)直饮水系统包括集中和分散两种形式，大分质供水一直饮水系统就是集中式直饮水系统。该种供水方式由自来水统一管理，虽然管理维护方便，但同时受城市规划、
24、城市发展现状等方面的影响，实施难度较大。(2)分质供水系统的总投资中，管网投资占7 0 以上。大分质供水一直饮水系统很大程度地加大供水管网，大大增加了管网的投资，因此增加了制水成本。(3)由于大分质供水一直饮水系统是集中把处理后的水通过管网再分别送至市内各住宅小区，其加大了管网，因此同时也增大了二次污染的可能性。5 大分质供水一优水优用系统5 1 系统简介本文认为，大分质供水一优水优用系统是分质供水系统的核心思想，也应是未来发展方向，其同国际意义上的分质供水理念也最为相近。所谓大分质供水一优水优用系统是指，在城市范围内在城市范围内建立三套供水系统(饮用水系统、工业用水系统、杂用水系统)，并本着
25、优水优用的原则选择原水，水质较好的地下水优先用于居民生活，次用于对水质要求较高的食品、医药等行业，中水主要用于工业、农业灌溉和环境生态用水。此外，一些沿海城市也充分利用海水资源充足这一优势，把海水替代淡水作为工业冷却水【1 8 1，主要应用于电力、冶金、化工、石油、煤炭、建材等行业，也被广泛用于生活杂用水，包括冲厕、洗涤、除尘、冲灰等，据统计，海水冲厕可节约3 5 左右的城市生活淡水【1 9 1。5 2 供水目的(1)分质供水的主要目的是优化水资源配置。从资源配置的角度讲，城市自来水总供给量中，家庭用水仅占l O，其中作为居民饮用水又只占家庭用水的1 0，即为城镇总供水量的1。为满足这1 的饮
26、用供水 2 0 l，若不问用途，以等质供水方式，在水资源匮乏和污染严重的今天是很不经济的，也没有必要。(2)另一方面的目的就是满足人们对水质的需求。随着人们生活水平的提高，对城市供水的要求已从水量的满足提升到对水质和服务的关注上。而无差异的供水方式不能满足人们对饮用水的高品质需要，由此诞生了分质供水一优水优用系统。5 3 使用情况简介(1)实施中沈阳铁西区沈阳铁西区的分质供水规划(沈阳市规划设计研究院)【2 l l，目前已基本实现了工业和生活用水两套体系，年分质供水已达到1 5 亿一切，该区采用优水优用的原则，水质较好的地下水优先用于居民生活，次用于对水质要求较高的食品、医药等行业，中水主要用
27、于工业、农业灌溉和环境生态用水，如供暖、洗涤、园林绿化等用途。这两类供水系统为大范一2 3 万方数据周影烈，莫罹分质供水的模式与应用V 0 1 3 0，N o 3，2 0 11围的饮用水和其他用水的分质供水，这种供水模式目前在国内还比较罕见。(2)规划中济南市济南市城市供水十二五及2 0 2 0 规划(中国城市规划设计院编)，根据实际情况，认为济南市应该实行分质供水。济南素有“泉城”之称，有优质的地下水资源，应充分发挥优质地下水的作用，用于居民的生活用水，实现“优水优用”。通过水资源供需平衡分析，优质地下水可供量大于生活用水需水量，分质供水具有可行性。规划济南市生活和工业两套供水系统。生活用水
28、水源为地下水，水源主要有济西二期水源地、玉清湖渗水水源地、市区先观后用工程水源地和巴漏河水源地等。本规划的创新之处是市区先观后用工程即市区泉群水源不直接采取，先喷涌取得观赏价值，喷涌出来的泉水再引至先观后用水厂加以利用。这项工程既不破坏“泉城”景观，又充分利用优质地下水资源。虽然这种大分质供水模式在国内目前还比较罕见，但通过调查分析发现，多个城市依据“优水优用”原则进行了分质供水规划，如广东省城乡规划设计研究院规划的亚运会亚运村分质供水方式阎。5 4 问题分析大分质供水一优水优用系统同于大分质供水一直饮水系统，其工程量比较大，受制于城市规划、城市经济现状、城市管网现状等多方面。此外，在已成型的
29、城市中再铺设两套供水系统，难度很大，不仅需要大量资金，对市容也将带来很大的影响。6 结论与展望(1)本文定义的分质供水是广义上的分质供水，即指供水系统根据用户对水质要求的不同而分开供应相应用水的一种供水形式。(2)国内分质供水的主要特点是形式多样。以供水范围为划分依据，分为大分质供水和小分质供水；以供水目的为划分依据，分为直饮水系统和中水系统等。小分质供水一直饮水系统，即管道直饮水，是目前最常见的分质供水模式。(3)小分质供水的主要特点是在个别小规模供水区单独建立水处理站，其主要优点是工程量小，不破坏城市整体格局，投资小，回报快，但是由于其分散性难以管理，且难以监控出水水质；而大分质供水的优点
30、正是易于管理监测，但相应的同城市规划、城市发展现状等紧密相关，难以实施。因此。不一2 4 一管是大分质供水还是小分质供水都各有其优缺点，针对不同的城市需较好的把握规模效益点。(4)城市集中供优质水是未来改善饮水水质的大方向。从发展角度看，应该做到家庭水龙头流出的水就是可直接饮用的水。但是，目前要在短期内实现“龙头拧开、水可生饮”的目标还比较困难，需因地制宜地分阶段、分步骤逐步加以实现。参考文献 1】金兆丰城市污水回用技术手册【M J 第l 版，北京：化学工业出版社，2 0 0 4 2 何强，等环境学导论 M 1 北京：清华大学出版社，2 0 0 3：1 8 3 叶欣国外城市分质供水概述【J】城
31、市公用事业1 9 9 2。6(3)：2 0-2 2 4 周红星，步启军，王维军居民小区分质供水前景分析们河北建筑工程学院学报，2 0 0 6，2 4(4)：5 8-6 0 5 罗广寨广州大学城分质供水简介们给水排水，2 0 0 6，3 2(3)：6 5-6 7 6 周红星居民小区分质供水前景分析【J】河北建筑工程学院学报，2 0 0 6，2 4(4)：5 8-6 0 7 胡文海浅谈小区管道直饮水设讯J】给水排水，2 0 0 2，(2)：8 6-8 7 8 陈晶浅议福州市城市分质供水【J 1 能源与环境，2 0 0 4，(3)：2 l 一2 3【9 金伟，李忆，李怀正，等上海锦华苑小区分质供水工
32、程的设计们中国给水排水,2 0 0 2。1 8(1 0)：5 2 5 4 1 0 管道直饮水住宅饮用水环境的变革W O E h t t p：w w w 6 5 e t c 1 1 2“1，2 0 0 7 0 7 0 7 2 9 0 5 h t m l 2 0 0 7 1 1 袁天才住宅小区分质供水系统设计及经济分析【J】净水技术，2 0 0 1，2 0(3)：4 3-4 5 1 2 周云，王海亮上海世博园区优质安全供水【J】净水技术，2 0 1 0，2 9(3)：l 一2 1 3 浙江在线新闻网站世博圃每隔百余米就有直饮水，部分水质优于“欧标”E B O L h t t p：e h i n a
33、 z j 0 1 t o m e n 0 5 e h i n a s y s t e n d2 0 1 0 0 9 0 8，0 1 6 9 11 8 9 2 s h t m l 2 0 1 0 1 4 栀子花北京大量社区中水系统瘫痪，冲厕系统多为自来水 E B O L】h t t p：H n e w s c h i n a c o m c n t x t 2 0 1 0-0 3 2 2 c o n t e n t _ 1 9 6 5 3 1 2 1 h t m，2 0 1 0 1 5 董文茂中国城市污水处理的产业化前途，清华大学水业政策研究中心主任傅涛博士访谈录环境，2 0 0 6(4)1 6
34、 袁一星，钟丹，于军，等我国管道分质供水的现状与展望中国给水排水，2 0 0 9，2 5(6)：1 9 2 3 1 7 费杰宁波市大规模分质供水工程开始实施【J】给水排水，2 0 0 3，2 9(2)：4 1 1 8 白昊阳分质供水水资源优化配置研究【D】天津大学硕士学位论文，2 0 0 5 1 9 田林莉城市分质供水系统研究【D】重庆大学硕士学位论文，2 0 0 r 7 2 0 巩振茂，宋志强济南市分质供水可行性分析【J】山东水利,2 0 0 4，(8)：1 4-1 5 2 1 张亮对沈阳城市拓展中的水资源短缺问题的研究【D】东北师范大学硕士学位论文，2 0 0 7 2 2】凌霄，陈钟卫，蔡
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