區(qū)域高品質飲用水推廣應用

張鋒ZHANG Feng；李劍LI Jian；李芳遠LI Fang-yuan；李子靖LI Zi-jing

（北京匯天運維技術服務有限責任公司，北京 102400）

0 引言

隨著社會的發(fā)展，人們健康意識的不斷提高，居民在生活用水特別是飲用水方面，已經(jīng)由基本保障需求邁向代表高品質的健康生態(tài)高品質用水需求，居民使用高品質飲用水的意愿也越來越強烈。高品質飲用水作為社會經(jīng)濟和城鎮(zhèn)化健康有序發(fā)展的標志，對標新時代新要求，全面進入從“粗放式發(fā)展”到“高質量發(fā)展”，從“傳統(tǒng)模式驅動”到“創(chuàng)新模式驅動”的變革期。

1 項目背景

1.1 應用背景

“十四五”規(guī)劃指出，推動綠色發(fā)展，促進人與自然和諧共生，改善人民生活品質，提高社會建設水平。由此引出多地下達全市推廣、普及高品質飲用水的通知，出臺高品質飲用水相關標準，落實高品質飲用水實施方案。例如深圳、上海、蘇州、濟南、湖南、福州、海口、包頭、重慶、景德鎮(zhèn)等地方省市已經(jīng)開始由政府主導相繼推廣高品質飲用水。

1.2 供水現(xiàn)狀

目前自來水凈水廠出水水質基本全部滿足國家《生活飲用水衛(wèi)生標準》（GB 5749-2022）106 項水質檢測標準，同時滿足國家《飲用凈水水質標準》（CJ94-2005）水質檢測標準，因此水廠出水可實現(xiàn)“出廠即飲”。但由于水廠至用戶長距離輸送過程中，存在管道、管件、水表、附件等的材質達不到直飲要求、材料老化陳舊及二次供水泵房存在維護管理欠缺等問題，造成對于水質的二次污染隱患，導致用戶末端不能直接飲用。

1.3 全域高品質飲用水覆蓋難度較大

一是資金投入巨大，以某地級市為例，主城區(qū)常住人口約81 萬人，供水管網(wǎng)總長度超過710 公里，水表近40萬塊，全部更換材質需要資金至少120 億元，對于地方政府而言難以承擔。二是改造周期長，全部施工完成至少需要10 年。三是施工難度大，存在破路、穿河、穿鐵路等問題。

2 供水模式

當前國內(nèi)、外高品質飲用水供水模式主要分為三種：一是起端統(tǒng)一集中制水供水（高品質飲用水水廠模式）；二是區(qū)塊分散制水供水模式，即臨近區(qū)域統(tǒng)建一處水處理中心，再分散供高品質飲用水，節(jié)約成本；三是單點式建筑制水供水模式。

2.1 起端統(tǒng)一集中制水供水模式

由高品質飲用水水廠直接處理原水，與自來水完全分割，屬于兩套系統(tǒng)，經(jīng)過深度處理后，高品質飲用水由高品質飲用水水廠及各級增壓泵站增壓后通過不銹鋼管網(wǎng)直接供至用戶家中或建立高品質飲用水站。

2.2 區(qū)塊分散制水供水模式

區(qū)塊分散制水供水模式如圖1、圖2 所示，經(jīng)常規(guī)處理工藝處理后的自來水，由自來水各水廠及增壓泵站供給各個用水區(qū)塊，自來水再經(jīng)各用水區(qū)塊內(nèi)高品質飲用水水處理中心“活性炭+膜”一體化深度處理后通過不銹鋼管網(wǎng)供至用戶家中或建立高品質飲用水站。一體化深度處理設施規(guī)模一般為2000-5000m3/d。

2.3 單點式建筑制水供水模式

單點式建筑制水供水模式如圖3 所示，經(jīng)過常規(guī)處理工藝處理的自來水，由自來水各水廠及增壓泵站供給各用水單元，例如小區(qū)、學校、辦公樓等，再經(jīng)各用水單元內(nèi)設置的直飲水處理設備一體化水處理后通過不銹鋼管道供至用戶家中或建立直飲水站。

3 區(qū)塊分散制水供水模式經(jīng)濟測算

以海口市江東新區(qū)區(qū)域高品質為例，江東新區(qū)新區(qū)規(guī)劃范圍范圍約298 平方公里。2025 年人口規(guī)模為40 萬左右，2035 年人口規(guī)模為85 萬左右，遠景人口規(guī)模不超過100 萬。可采用全網(wǎng)高品質生活飲用水供水的模式有起端統(tǒng)一制集中制水與區(qū)塊分散處理制水兩種方式，具體如下：

起端統(tǒng)一集中制水：即自來水在江東水廠內(nèi)集中經(jīng)過深度處理后，由江東水廠或增壓泵站增壓后直接供給用戶。

區(qū)塊分散制水：經(jīng)常規(guī)處理工藝處理后的自來水，由江東水廠或增壓泵站供給江東新區(qū)各個用水區(qū)塊，再經(jīng)各用水區(qū)塊內(nèi)設置的“活性炭+膜”一體化深度處理設施處理后供給用戶。

區(qū)塊分散制水與統(tǒng)一集中制水對比如表1 所示。

表1 區(qū)塊分散制水與統(tǒng)一集中制水對比

通過對比分析，兩種處理制水方式均可達到高品質生活飲用水的目標。

區(qū)塊分散制水方式，近期約40 座水處理站分散布置在江東新區(qū)各個區(qū)域，整體占地面積大，運行維護復雜，但項目總投資低于統(tǒng)一集中制水方式2.1 億元，且更好控制二次污染問題，水質更有保障。

統(tǒng)一集中制水方式運行費用低于統(tǒng)一集中制水方式約2600 萬/年，但是項目總投資高出區(qū)塊分散制水方式約2.1 億元，但是對管網(wǎng)把控難度大，水質安全保障存在隱患。

4 區(qū)域高品質飲用水供水系統(tǒng)

區(qū)域高品質飲用水供水系統(tǒng)由供水系統(tǒng)和智慧控制系統(tǒng)構成。通過智慧水務云平臺搭建，實現(xiàn)對整個系統(tǒng)智慧化、一體化運營管控。

4.1 供水系統(tǒng)

供水系統(tǒng)由凈水系統(tǒng)和管網(wǎng)系統(tǒng)兩部分構成，如圖4所示。凈水系統(tǒng)以中空纖維納濾膜為核心技術，由源水供水裝置、磁化活水裝置、預處理裝置、中空納濾膜裝置、消毒裝置、凈水加壓裝置、反沖洗系統(tǒng)、凈水罐、自動化控制系統(tǒng)組成，一體化設計，結構緊湊。出水由管網(wǎng)系統(tǒng)采用食品級304 不銹鋼管道輸送給用戶，同程加壓循環(huán)，數(shù)字化監(jiān)控，回水經(jīng)消毒后，回入凈水罐，24 小時循環(huán)供水。項目采用建設-運營一體化模式，配備專業(yè)運維團隊保障，實現(xiàn)健康、綠色、節(jié)約、安全高品質管道飲用水供水模式。

4.2 智慧控制系統(tǒng)

①遠程監(jiān)測與控制。遠程監(jiān)測供水設備液位、壓力、流量、能耗及遠程監(jiān)測泵房環(huán)境、溫度、濕度、運行狀態(tài)。實現(xiàn)遠程控制設備啟停、運行參數(shù)、控制門禁。

②過濾裝置自動化控制。過濾運行壓力、廢水率及濾芯狀態(tài)、濾芯壽命在線顯示。通過過濾裝置壓力指標，智能或人工控制過濾裝置反沖洗系統(tǒng)。

③水質監(jiān)測。24 小時實時在線監(jiān)測水質余氯、濁度、pH 值等數(shù)據(jù)，同時水質監(jiān)測數(shù)據(jù)實時上傳至客戶服務端，用戶從服務軟件上可隨時查看水質數(shù)據(jù)。

④共享支付。采用NB 智能水表，通過SIM 卡、無線WIFI 和數(shù)據(jù)集中器實現(xiàn)水表數(shù)據(jù)上傳智慧水務云平臺，移動終端充值和自動扣費系統(tǒng)，同時滿足社區(qū)居民隨時快速查詢用水數(shù)據(jù)。

⑤管網(wǎng)數(shù)字化監(jiān)控。供回水管網(wǎng)設計為同程式循環(huán)管道，管道分支點、單元輸水管道等節(jié)點處安裝流量傳感器、壓力傳感器，實時監(jiān)控管道流量及壓力數(shù)值，通過計算各節(jié)點計量數(shù)據(jù)邏輯差異，通過采集由于外界用水量變化而引起的外輸水壓力變化情況，采用變頻恒壓供水泵，自動變頻控制供水泵工作，從而達到外輸水壓力恒定，水力平衡，杜絕管網(wǎng)死角，保證所有供水點取水方便，數(shù)量配載平衡，互不干擾等。

⑥報警系統(tǒng)。通過對管網(wǎng)壓力、出水水質、水表水量監(jiān)測，對異常數(shù)據(jù)自動分析，及時關閉NB 智能水表或停止設備運行，避免產(chǎn)生用水糾紛和出現(xiàn)水質安全事故。

5 開展模式

5.1 開展現(xiàn)狀

河北建投水務投資有限公司多年來深耕河北水務市場，經(jīng)過對高品質飲用水項目長期和專業(yè)的研究，以北京匯天運維技術服務有限責任公司推出高品質飲用水集成系統(tǒng)，秉承專業(yè)、健康、綠色、共享理念開展高品質飲用水業(yè)務，以滿足廣大人民群眾對健康、綠色、便捷生活的更高需求。

自業(yè)務開展一年多時間，目前在運行6 個項目，共7800 戶，在建項目5 個項目，共14098 戶，在運行、在建項目11 個，共21898 戶。

5.2 開展模式

①新建小區(qū)：新建小區(qū)的高品質飲用水建設與開發(fā)商合作，將管道系統(tǒng)包含在樓房之中，項目投資計入樓房建設成本由開發(fā)商承擔。

②既有小區(qū)：采用DBO 模式一體化（設計—建設—運營）開展管道系統(tǒng)改造，新建高品質飲用水系統(tǒng)，推廣初期遵循免費安裝原則開展。

③學校、醫(yī)院、機關等企事業(yè)單位：采用DBO 模式一體化（設計—建設—運營）開展管道系統(tǒng)改造，新建高品質飲用水系統(tǒng)，單一項目安裝總表收費。

④車站、廣場、公園等公共場所：設計、建設費用由政府申請省、市專項資金，政府支付基本的運維服務費。

6 總結

①目前高品質飲用水市場處在機遇與挑戰(zhàn)并存時期，發(fā)展模式以單點式建筑物為主，逐步向區(qū)域性轉變，形成以點帶面整個區(qū)域高品質飲用水覆蓋。

②高品質飲用水項目本質屬于分質供水、二次供水，較水廠、二供項目投資金額少、項目建設時間短、內(nèi)部收益率高、風險低，屬于優(yōu)質投資項目。

③推廣高品質飲用水利于促進健康、綠色、節(jié)約型用水的生活方式，改善居民飲用水質量，提升城市功能與品質，提高居民生活水平，提高群眾獲得感、幸福感。

④充分體現(xiàn)作為國有企業(yè)，緊扣國家“節(jié)約用水”以及“碳達峰、碳中和”節(jié)能政策、響應國家“提倡健康用水”號召。