【正文】 以及氣壓供水方式相比，不論是設(shè)備的投資，運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，還是系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性、自動化程度等方面都具有無法比擬的優(yōu)勢，而且具有顯著的節(jié)能效果。目前變頻恒壓供水系統(tǒng)正向著高可靠性、全數(shù)字化微機(jī)控制、多品種系列化的方向發(fā)展。追求高度智能化、系列化、標(biāo)準(zhǔn)化，是未來供水設(shè)備適應(yīng)城鎮(zhèn)建設(shè)中成片開發(fā)、智能樓宇、網(wǎng)絡(luò)供水調(diào)度和整體規(guī)劃要求的必然趨勢。 小區(qū)供水系統(tǒng)的建設(shè)是其中的一個重要方面，供水的可靠性、穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性直 接影響到小區(qū)住戶的正常工作和生活，也直接體現(xiàn)了小區(qū)物業(yè)管理水平的高低。傳統(tǒng)的恒速泵加壓供水、水塔高位水箱供水、氣壓罐供水等供水方式普遍不同程度的存在效率低、可靠性差、自動化程度不高等缺點(diǎn)，難以滿足當(dāng)前經(jīng)濟(jì)生活的需要。 隨著電子技術(shù)的發(fā)展、完善，變頻調(diào)速所具有的調(diào)速的機(jī)械特性好，效率高，調(diào)速范圍寬，精度高，調(diào)整特性曲線平滑，可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)的、平穩(wěn)的調(diào)速，體積小、維護(hù)簡單方便、自動化水平高等一系列突出的優(yōu)點(diǎn)而倍受人們的青睞。而發(fā)展到現(xiàn)在為止交流電機(jī)的變頻調(diào)速技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成為一項成熟的技術(shù)，它將供給交流電機(jī) 的工頻交流電源經(jīng)過二極管整流變成直流，再由 IGBT或 GTR 模塊等器件逆變成頻率可調(diào)的交流電源，以此電源拖動電機(jī)在變速狀態(tài)下運(yùn)行，并自動適應(yīng)變負(fù)荷的條件。它改變了傳統(tǒng)工業(yè)中電機(jī)啟動后只能以額定功率、定轉(zhuǎn)速的單一運(yùn)行方式，從而達(dá)到節(jié)能目的?，F(xiàn)代變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用于電力水泵供水系統(tǒng)中，較為傳統(tǒng)的運(yùn)行方式可節(jié)電 40％～ 60％，節(jié)水 15％～ 30％，所以本文供水系統(tǒng)采用變頻調(diào)速恒壓供水方式。 可編程控制器是專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置，是帶有存儲器，可以編制程序的控制器。它能夠存儲和執(zhí)行 指令、進(jìn)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作，并通過數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出，來控制各種類型的機(jī)電一體化設(shè)備和生產(chǎn)過程。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，可編程序控制器技術(shù)廣泛應(yīng)用于自動化控制領(lǐng)域，可編程序控制器以其高可靠性的操作簡便等特點(diǎn)，已經(jīng)形成了一種工業(yè)控制趨勢。一直以來，可編程序控制器簡稱 PLC 在工業(yè)自動化控制方面發(fā)揮著巨大作 1 第五篇：供水技術(shù)現(xiàn)狀調(diào)研報告 供水技術(shù)現(xiàn)狀調(diào)研報告 摘要：供水水質(zhì)和服務(wù)直接關(guān)系到廣大人民群眾和社會各個方面，因此 世界各國均把提高供水水質(zhì)和改善供水服務(wù)列為供水企業(yè)部門的主要工作目標(biāo)。國際水協(xié)提出的口號是供應(yīng)潔凈的水，瑞士提出分分秒秒供應(yīng)潔凈的水，日本提出以低廉的價格持續(xù)供應(yīng)潔凈的水。中國建設(shè)部編制的《城市供水行業(yè) 2021 年技術(shù)進(jìn)步發(fā)展規(guī)劃》（簡稱《規(guī)劃》）提出“二提高”（提高供水水質(zhì)、提高供水安全度），“三降低”（降低電耗、降低藥耗、降低漏水率）的目標(biāo)。這表明各國的供水部門正在結(jié)合自己的國情為實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)而進(jìn)行工作。本報告是從供水所關(guān)聯(lián)的幾個方面的主要技術(shù)現(xiàn)狀加以匯總，以便于在制定我們的供水技術(shù)發(fā)展計劃時可進(jìn)行參考。 關(guān)鍵詞：供水技術(shù)供水水質(zhì) 一、水源 由于水源的水質(zhì)直接影響凈水的生產(chǎn)和供水水質(zhì)，所以各國十分注重水源的環(huán)境保護(hù)，不僅有相關(guān)的法律法規(guī)做為加強(qiáng)水源管理的法律依據(jù)和基礎(chǔ)，而且普遍建立了水質(zhì)連續(xù)監(jiān)測信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，可以及時掌握水源水質(zhì)的變化與采取相應(yīng)對策。 有些國家對水源，例如水庫所存在的一些問題，像藻類問題有采取技術(shù)措施加以解決。我國最大的處理工程是深圳東深源水生物硝化工程。該工程是采用生物曝氣處理水中的有機(jī)污染物和氨氮。規(guī)模為400 萬立方米 /天。 二、凈水處理 各國水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的指標(biāo)歸納起來可分為三類：細(xì)菌學(xué)指標(biāo)，有毒有害物質(zhì)指標(biāo)及感官性指標(biāo)。世界衛(wèi)生組織及美國等國家均認(rèn)為細(xì)菌學(xué)指標(biāo)是極端重要的，因為它能在同一時間內(nèi)造成大片人群發(fā)病或死亡。有毒有害物質(zhì)指標(biāo)是防止長期積累導(dǎo)致慢性病或癌癥的指標(biāo)，確定的原則是人終身懾入而無覺察的健康風(fēng)險。感官性水質(zhì)不良可能是水源污染的反映，會導(dǎo)致消費(fèi)者對供水水質(zhì)安全性發(fā)生懷疑、產(chǎn)生厭惡，不一定會影響健康。由于用戶評價水質(zhì)主要是從感官性指標(biāo)，因此，這些指標(biāo)要達(dá)到用戶可接受的程度。 世界衛(wèi)生組織是世界 性權(quán)威組織，它制定的《飲用水水質(zhì)準(zhǔn)則》是世界各國制定國家標(biāo)準(zhǔn)的參考依據(jù)。 1993 年修改的準(zhǔn)則列出指標(biāo)為135 項，其中 98 項有指導(dǎo)值。 現(xiàn)在我們的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)是 35 項。建設(shè)部制定的供水行業(yè) 2021年技術(shù)進(jìn)步規(guī)劃中對一類水司又增加了 54 個目標(biāo)性指導(dǎo)。 所以總的趨勢是供水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求提高。例如感官性指標(biāo)中的濁度指標(biāo)，世界衛(wèi)生組織的準(zhǔn)則要求濁度不能超過 5NTU，平均值小于1NTU，歐共體水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)最大允許濁度值為 4NTU，目標(biāo)值為 。美國標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定任何時候濁度不得超過 5NTU，濾后水濁度小于 1NTU，其中95％以上的水樣要小于 。日本水標(biāo)準(zhǔn)要求濁度小于 2NTU，審美性標(biāo)準(zhǔn)要求出廠水濁度小于 ，管網(wǎng)水小于 1NTU。 目前國內(nèi)大城市和新的水廠，出廠水濁度多是小于 1NTU。 由于對水質(zhì)要求標(biāo)準(zhǔn)的提高，國外許多水廠在過去水廠采用傳統(tǒng)的工藝的狀況下，進(jìn)行更新改造和工藝改進(jìn)，以提高出廠水的水質(zhì)，達(dá)到高標(biāo)準(zhǔn)的要求。主要的目標(biāo)是把水的濁度降低，去除細(xì)菌、有機(jī)物和解決用氯消毒所產(chǎn)生的副產(chǎn)物等問題。 所采用的方法除了加強(qiáng)常規(guī)的沉淀過濾水處理之外，主 要是采用增加與處理和深度處理。預(yù)處理和深度處理的概要情況是： （ 1）生物預(yù)處理：對于水樣有輕度微污染和有機(jī)物存在的情況時，采取生物預(yù)處理降解和去除水中有機(jī)物的措施。 （ 2）利用臭氧做為氧化、消毒劑或用高錳酸鉀以及過氧化氫為氧化劑改善處理水的水質(zhì)。 （ 3）活性炭過濾：設(shè)置顆?；钚蕴繛V池是深度處理的工藝措施（有的為臭氧活性炭濾池）。水通過活性炭過濾可以吸附水中的有機(jī)物和去色、嗅、味，改進(jìn)飲水的質(zhì)量和口感。 （ 4）慢濾處理：主要是利用慢濾池所具有的生物過濾的作用進(jìn)一步降低濁度與去除 水中的有機(jī)物。但由于其占地面積問題不如活性炭濾池應(yīng)用普遍。有的國家是把水送入地下進(jìn)行天然過濾，然后再抽上來利用。 國外臭氧活性炭過濾深度處理，在歐洲、日本等許多國家采用普遍。美國也在開始推廣。國內(nèi)深圳為了改善水庫水質(zhì)建設(shè)了國內(nèi)規(guī)模最大的生物預(yù)處理裝置。北京為了改善水質(zhì)，在水廠設(shè)置了臭氧活性炭過濾工藝。增加深度處理需要投入和實(shí)施的時間。因此在采用深度處理的同時，仍然需要加強(qiáng)常規(guī)處理工藝。 對常規(guī)水處理工藝的加強(qiáng)與改進(jìn)方面主要： （ 1）混凝藥劑的改進(jìn)：在水處理構(gòu)筑物建成之后，要改進(jìn)水處理的效果，其主要的一個措施是改進(jìn)和應(yīng)用高效能的混凝藥劑和助凝藥劑。 由于技術(shù)的進(jìn)步，目前高分子助凝劑的應(yīng)用已是日益廣泛。因為應(yīng)用了高分子助凝劑可以減少絮凝劑的用量，這樣不但可以使沉淀水的濁度改善，而且減少了水廠污泥的產(chǎn)出量，降低了污泥處理的成本。最近天津水司對應(yīng)用高分子助凝劑處理含藻水進(jìn)行了應(yīng)用研究，并在1999 年用于生產(chǎn)，有很好的效果。 （ 2）消毒藥劑的改進(jìn)：常用的消毒藥劑是氯。但用氯消毒，當(dāng)源水含有機(jī)物時，可生成氯消毒的副產(chǎn)物，對人體有致癌的危險。另外用氯對于滅殺隱性孢子蟲需要很大的劑量和 長的作用時間，但用臭氧消毒是有效的。因此，國外臭氧應(yīng)用替代一部分氯已是趨勢。 由于輸配水的需要，希望水廠供出的自來水要保持一定的剩余氯。因此，有的水廠采用二氧化氯做為消毒劑。 目前，國內(nèi)只有北京等 1－ 2個城市試驗應(yīng)用臭氧，尚未普遍。 （ 3）膜過濾：讓水經(jīng)過有微孔的濾膜進(jìn)行過濾代替?zhèn)鹘y(tǒng)的煤砂濾料濾池，其可以濾除水中的懸浮物和細(xì)菌及病毒，濾后水質(zhì)好。隨著技術(shù)的進(jìn)步和膜成本的下降，膜過濾技術(shù)將會有更多的生產(chǎn)應(yīng)用范圍。現(xiàn)在國外膜過濾水廠的數(shù)量在增加，但規(guī)模較小，國內(nèi)基本尚未在城市水廠應(yīng)用。 （ 1）國外的水廠已基本實(shí)現(xiàn)了：建立完整的水質(zhì)在線連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)，應(yīng)用各種可靠的水質(zhì)分析儀器儀表，實(shí)現(xiàn)對源水、處理過程中的水和處理后的水進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測。 （ 2）應(yīng)用計算機(jī)進(jìn)行運(yùn)營的監(jiān)控和管理。 為了保證處理后的水質(zhì)和達(dá)到科學(xué)管理和降低運(yùn)營成本的目的，國外普遍應(yīng)用計算機(jī)對水廠自動控制和管理。生產(chǎn)運(yùn)行人員很少，但能夠自動保障水廠在安全經(jīng)濟(jì)條件下運(yùn)營。 目前國內(nèi)許多城市水廠均采用了計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，運(yùn)營水平較低。 三、輸配水管網(wǎng)系統(tǒng) （ 1）供水系統(tǒng)的調(diào)度運(yùn)營： 國外的供水系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)營普遍利用計算機(jī)系統(tǒng)完成。這一系統(tǒng)稱為數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控系統(tǒng)。其功能是可以通過遙訊系統(tǒng)，把應(yīng)保證的供水系統(tǒng)的關(guān)鍵點(diǎn)的實(shí)際壓力值遙測采集到調(diào)度中心。然后利用計算機(jī)進(jìn)行計算、進(jìn)行預(yù)測和決策。然后遙控調(diào)整水廠的供水（或控制閥門），以使供水系統(tǒng)的關(guān)鍵點(diǎn)達(dá)到要求的水質(zhì)、水量保證值。同時在供水系統(tǒng)發(fā)生，如爆管、漏水等事故時，其可以自動地進(jìn)行分析做出合理的處理決策，可以保證供水系統(tǒng)安全、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)營。 （ 2）供水系統(tǒng)信息資料計算 機(jī)系統(tǒng)（或稱 GIS系統(tǒng)） 供水系統(tǒng)管網(wǎng)的圖紙及全部信息資料包括：管徑、管材、鋪設(shè)年限、地質(zhì)狀況、維修、更新記錄等等全部儲存在計算機(jī)。便利調(diào)度運(yùn)營人員、外勤、管網(wǎng)修理和用戶服務(wù)人員及規(guī)劃管理人員利用。 （ 3）供水管網(wǎng)模型的建立和應(yīng)用 為了便于供水系統(tǒng)的實(shí)時調(diào)度需求，滿足管網(wǎng)管理（更新、改進(jìn)和管網(wǎng)水質(zhì)控制）的需要，國外一般均建立了實(shí)際管網(wǎng)系統(tǒng)的模型，應(yīng)用模型可以實(shí)時進(jìn)行水量預(yù)測、運(yùn)行分析、計算，幫助供水調(diào)度進(jìn)行決策和制定更新、改造的計劃。目前國內(nèi)這方面尚處于起步的階段，上海市自來水公司正 在利用世界銀行的貸款進(jìn)行以上三項改造，尚未全部完成。北京市也在開始起步。 （ 1）漏水的探查 地下供水管網(wǎng)因受環(huán)境條件 、施工質(zhì)量、管材質(zhì)量、埋設(shè)年限和工作狀況各方面的影響，會出現(xiàn)漏水，而其中有些是隱藏在地下，不能直接人為發(fā)現(xiàn)。為了降低漏水所造成的經(jīng)濟(jì)損失，往往需要由專門的漏水探查人員利用漏水探測儀器進(jìn)行管道漏水探查。而后加以修復(fù)解決。 因為埋設(shè)在道路上的管道受交通和噪音的干擾，一般不在白天進(jìn)行檢漏，多是安排在夜間進(jìn)行漏水探查作業(yè)。為了減少大量漏水 探查人員的消耗，現(xiàn)在國外有可以直接安裝在管道上的漏水聲音探測記錄裝置，可以在管道發(fā)生漏水時自動記錄下來，并可以發(fā)出無線信號，由現(xiàn)場采集巡回車輛接受探測裝置發(fā)回的信息。管理人員可以根據(jù)所采集的信息發(fā)現(xiàn)有漏水現(xiàn)象的地點(diǎn)，加以解決。 （ 2）新管道材料的應(yīng)用 國外主要是廣泛應(yīng)用中、高密度聚乙烯（ PE 管材）管做為輸、配水管道的材料。目前國內(nèi) PE 管材應(yīng)用尚處于起步，配套的管件品種規(guī)格較少。這種管材的優(yōu)點(diǎn)是輸水阻力小、不結(jié)垢，使管網(wǎng)水質(zhì)有保證。 （ 3）管道更新施工技術(shù) 埋設(shè)年代久遠(yuǎn)的地下水 管道，因管材腐蝕、漏水等原因需要更新，但又因為地面交通等原因，不能開挖路面重新更新舊有管道時，國外許多是在原管位上進(jìn)行更新。 （ a）在輸送量允許之下，把原來老管經(jīng)過內(nèi)部清理之后，用口徑稍小的聚乙烯管穿入原鋪設(shè)的管內(nèi)形成新管，用新管做為輸配水管利用。由于聚乙烯管內(nèi)壁光滑阻力小，所以雖然新管比原管的口徑小，但輸水量仍能夠保持原管的輸水量。 （ b）另外也有用水泥砂漿、高分子涂料或聚乙烯套襯等涂襯在原水管的內(nèi)壁，恢復(fù)原管的內(nèi)壁光潔，滿足輸水要求，而不是穿入新管的方法。 （ c）如果在采用以上的 老管內(nèi)穿管或涂襯的方法不能滿足輸水能力時，也能利用將老管脹破后再穿入和原管同直徑的新管的更新方法。 （ 4）施工維護(hù)裝備水平 國外設(shè)備裝備水平高于國內(nèi)，尤其是在無溝施工技術(shù)裝備方面。 四、收費(fèi)和用戶服務(wù) （ 1）水的計量：一般用戶是由水表進(jìn)行計量，然后根據(jù)實(shí)際用水量進(jìn)行收費(fèi)。傳統(tǒng)的讀驗水表的工作是由人來進(jìn)行。為了減少讀驗水表的人員，提高效率和效益，現(xiàn)在有的國外公司開始應(yīng)用能發(fā)出無線訊號的水表，可以由移動的汽車去采集水表的用水量訊號，而不需要再到每個用 戶去直接讀表采集用戶的用水量。 此外，也有的自來水公司采用預(yù)付費(fèi)的 IC 卡水表系統(tǒng)，讓用戶到自來水公司預(yù)先購水，然后將購水的數(shù)量輸入用戶家中的智能單元，便可以用水，當(dāng)所購水量接近耗盡時，智能單元會向用戶發(fā)出警示，提醒用戶再去購水。 這種預(yù)付費(fèi)水表系統(tǒng)和傳統(tǒng)的先用水后驗表收費(fèi)的方式不同?？梢赃_(dá)到減少到用戶驗讀水表的工作。 目前，國內(nèi)基本上是傳統(tǒng)的讀驗水表方式。個別城市在試用遠(yuǎn)傳集中驗讀水表方式或預(yù)付費(fèi)的 IC 卡水表系統(tǒng)。天津市現(xiàn)在也開始了預(yù)付費(fèi) IC 卡水表系統(tǒng)的應(yīng)用，但范圍很小。 （ 2）水費(fèi)核收 目前國外的用水量經(jīng)讀表取得耗水量之后的數(shù)據(jù)是輸入計算機(jī)，然后統(tǒng)計、核算、開出收費(fèi)單據(jù)寄給用戶，用戶支付的支票匯總轉(zhuǎn)入銀行等全部操作在計算機(jī)系統(tǒng)上進(jìn)行。 國內(nèi)及天津的情況基本相同，做到應(yīng)用微機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行用戶水量核收工作，派員收費(fèi)和銀行代收結(jié)合進(jìn)行水費(fèi)的收取。和國外的水平相比較有一定程度的差距。 為了搞好用戶服務(wù)、滿足用戶需求，發(fā)達(dá)國家的供