在 中,包頭惠民水務股份有限公司副總經理司偉介紹了“包頭管道直飲水20年——保障居民飲水安全新模式”。報告重點從包頭為什么要建設管道直飲水、為什么能做到管道直飲水全覆蓋這個角度出發,詳細介紹了包頭管道直飲水的發展歷程和歷經二十余年取得的成果,包括主要矛盾的變化、成功的經驗做法以及行業發展的后續思考等。
司偉
本文根據嘉賓發言內容整理。已經由專家本人審閱。
包頭于2004年開始在市域內實施管道直飲水工程,目前受益人口已超過200萬人,覆蓋率已超過90%。包頭為什么要建設管道直飲水,為什么能做到管道直飲水全覆蓋,歷經二十余年的發展取得了哪些成果呢……
關于“包頭”這座城市
包頭,古稱九原郡,蒙古語為“包克圖”,即“有鹿的地方”,所以包頭也稱“鹿城”。
包頭是“一五計劃”時期全國8個重點建設的工業城市之一,承接了全國156個重點工程中的6個。
包頭的白云鄂博鐵礦已探明稀土儲量約占全國總儲量的80%,也是包鋼生產特種鋼材的主要礦產來源。
包頭被譽為“草原鋼城”、“稀土之都”。包頭是我國重要的軍工基地,主戰坦克、火炮、輪式步兵戰車等也是包頭的特產。包頭還是國內重要的核燃料元件和核電站用燃料棒生產基地。
包頭為什么要發展管道直飲水?
水資源缺乏
包頭的人均水資源占有量不足350立方米/年,僅為全國平均水平的15%左右。城區的人均水資源占有量更是低于200立方米/年,極度缺水。
在畫匠營子總水源工程投用以前,包頭城區地下水資源以自備井的形式被大量用于工農業生產,城市居民生活供水用量占比很少。連續多年的嚴重超采,使城區地下承壓水水位持續下降,含水層形成大面積降落漏斗,并伴隨局部潛水層水質污染。
2000年,畫匠營子總水源工程投產運行,黃河水成為包頭城區的主要水源,極大緩解了城區用水緊張、地下水超采問題。到目前為止,實際上在包頭城區黃河水已經占到了總供水量的大概超過80%了。
水源水質較差
包頭市城區供水主水源為黃河水,且取水口位于上游盟市和包鋼排污口下游,水源水質較差,經常處于V類甚至劣V類,城區居民生活用水品質無法保證。
早在2002年,包頭市供水總公司的錦林花園小區分質供水試點項目就已建成通水,效果很好。基于城區供水現狀與試點項目的成功經驗,2003年,包頭市委市政府在專家充分論證的基礎上,做出了“積極改善城市飲水水質、提高廣大市民飲水質量、確保飲水安全、實施‘健康水工程’”的決策,并明確了目標、形式與標準。
目標:經過四到六年的努力,使全市百萬市民都用上健康水。
形式:管道直飲水、自助水屋、校園健康水、區域供水和桶裝水這幾種形式相結合。
標準:《管道直飲水系統技術規程》、《飲用凈水水質標準》
2004年6月,黃河包頭段發生了一起重大的水污染事件。上游盟市將大量造紙、化工等工業廢水集中排入黃河,形成長達50公里的高濃污染帶,導致黃河包頭段的水質嚴重惡化,市水務局緊急啟動了《黃河包頭段水源水質污染應急預案》,各水源地停止取用黃河水長達五天,僅以水庫水與有限地下水源維持城區定時加壓供水,150萬市民的飲水安全受到嚴重威脅。本次事件是包頭市遭遇的自建國以來最大的一次水污染險情,共對黃河400公里的河段造成了長達14天的嚴重污染,水體基本喪失使用功能。這次事件更加堅定了包頭市政府加快推進管道直飲水工程建設的決心。
包頭為什么能做到管道直飲水全覆蓋?
政策支持
自2003年至2009年,包頭市委市政府共發布了與管道直飲水工程建設相關的包括地方性法規、政府規章、規范性文件和會議紀要在內的各類文件27項。2004年,市政府專門成立了分管副市長任組長,所有區政府、委辦局和駐包企業負責人直接參與的工作領導小組,統一協調各項工作。
上圖展示了包頭市政府自2003年至2009年期間發布的一系列支持管道直飲水建設的政策文件。在此期間,政府共出臺了27項相關政策文件。2004年,政府特別成立了以分管副市長為組長、各區政府、委辦局及駐包企業負責人共同參與的工作領導小組,全面協調各項工作。這一舉措充分彰顯了政府的堅定決心。
統籌規劃
包頭市水務局制定了“最大限度利用地表水、積極爭取利用過境黃河水、擴大利用污水再生水、嚴格控制城市地下水開采”的水資源優化管理模式,以置換水源、封停自備井的方式,將有限的優質地下水資源用于管道直飲水工程。
截至2024年底,包頭城區和近郊已封停和置換各類自備水源井400余口,經過二十余年的涵養保持,城區的地下水位實現了緩慢回升,超采區面積逐年遞減。與此同時,因為管道直飲水工程的覆蓋普及,城市居民飲水條件得到明顯改善。
開放共建
本著誰投資、誰經營、誰受益的原則,鼓勵包鋼、一機、北重、包鋁等各大駐包企業和水務、熱力等地方國企率先在自己的職工家屬區建設管道直飲水工程。同時加大招商引資力度,廣泛吸引民營企業參與投資建設。2004年到2012年,共建成水站62個,累計投資6.57億元,受益人口達143萬人。
包鋼健康水站
一機健康水站
北重健康水站
宣傳引導
包頭市政府連續多年將管道直飲水工程列為“民心工程”、“惠民工程”、“便民利民的好事實事”,以“免費安裝、自愿使用”為原則,成立專門的協調工作組,深入社區做好宣傳和入戶安裝協調工作。
加大投入
為推進工程進度,包頭市政府也在不斷加大資金投入力度。以惠民水務公司為例,自2007年至2013年,市委市政府就以財政撥款、貸款貼息、運營成本補貼、外國政府貸款和發行政府債券等多種方式,累計投入各類專項資金超過三億元,支持公司大力推進市屬居民區的建設工作。
成果
經過二十余年的堅持與努力,包頭城區的管道直飲水覆蓋率已超過90%,受益超200萬人,包頭也成為目前全國唯一一個實現管道直飲水全覆蓋的百萬級人口城市。這種“置換水源、分質供水、市場運作、政府監管”的管道直飲水包頭模式,被原國家水利部副部長周英贊為“保障群眾飲水安全的成功典范,值得在全國范圍內提倡”。
《中國水利報》相關報道
包頭的管道直飲水現狀
包頭現有大大小小的管道直飲水運營企業近70家,惠民水務是其中的兩家國企之一,也是市場占有率最高的一家,目前有制水水站84座,區域加壓站126座,安裝戶數38萬戶,開通戶數32萬戶,約占市場份額的40%。
包頭的管道直飲水執行政府定價,目前單價為0.16元/L,大約是包頭市桶裝水價格的三分之一。
包頭市水務局作為行業主管部門,行使行業監管、設計審查、質量驗收、日常檢查與水量核定等職能。2011年,包頭市修訂了供水條例,正式將管道直飲水納入地方條例法規的管轄范圍,明確了供用水雙方的權利義務。
包頭管道直飲水運營企業全部以膜處理技術為核心工藝,民企多數為反滲透。我公司近幾年通過工藝改造,現全部為納濾處理工藝。膜技術的應用為管道直飲水水質安全提供了可靠保障,惠民連續多年水質合格率為100%。
主要矛盾的變化
從“要我裝”到“我要裝”
建設初期,由于廣大市民對管道直飲水缺乏了解,政府雖大力宣傳,但“桶裝水肯定比水管里的水更干凈”的觀念短時間很難改變,加上老小區的改造還可能會破壞用戶家中裝修,即便是免費安裝,并實行“0.12元/L到0.08元/L倒階梯水價”的優惠,開通率仍很不理想,工程推進緩慢,許多企業運營艱難。這個階段持續數年,被稱為“要我裝”時期。
起步雖然艱難,但“惠民工程”還是靠優良的品質和實惠的價格逐漸得到了廣大市民的認可,到2010年受益人口即突破百萬。2013年,發改委與水務局聯合發文,將水價調至0.16元/L,各運營企業效益逐步好轉。2015年是市政府主導實施健康水工程的最后一年,直飲水“免費安裝”時代也宣告結束。之后,各運營企業開始以“共擔建設成本、收取一定比例開通費”的方式,在未覆蓋的老舊小區繼續推進工程實施。盡管如此,居民要求盡快安裝通水的意愿依然強烈,“我要裝”成了廣大市民的主要訴求之一。
對水質的關注從自來水轉向直飲水
96266是包頭市的供水服務熱線,于2007年投入使用。2018年,水務集團整合熱線平臺,將惠民水務和排水公司也接入96266服務熱線。
供水公司的自來水居民用戶約為93萬戶,惠民水務的開通用戶約32萬戶,惠民的直飲水用戶數僅為自來水居民用戶數的35%,但兩家單位每月的熱線接入量相當,大約都是6000件。自來水大多集中在水量水壓和抄表收費問題上,反映水質問題的熱線量在直飲水覆蓋率上升的過程中同步下降,用戶對自來水的水質問題比過去更寬容。而惠民的熱線中有近一半是咨詢類問題,例如何時能通水,水為什么渾濁,為什么發黃,為什么今天有氣泡,管網清洗期間誤飲會不會有問題,等等。說明在包頭,老百姓基本養成了“用自來水,喝直飲水”的習慣,矛盾已有所轉移。
主要矛盾的變化
管道直飲水到底是從自來水廠和公共供水管網的整體提標來做好,還是分區域分質供水好?
這是一個與規劃和資金相關的問題。有錢怎么搞都好,但管道直飲水有國家行業標準,而且說的很明確。
住建部于2006年發布了《管道直飲水系統技術規程》(CJJ 110-2006),明確水質必須符合《飲用凈水水質標準》、管道直飲水系統必須獨立設置、必須按照規定項目和頻率進行水質檢驗、必須清洗消毒等,是一個強制性標準。2017年修訂為《建筑與小區管道直飲水系統技術規程》(CJJ/T 110-2017),雖然變成了推薦標準,沒有強制性條款,但在包頭仍是行業規范管理和各企業自覺遵守的依據。
兩版規程都明確了管道直飲水應分區域分質供水,與自來水分設獨立管道,且要求循環。以自來水的生產運行模式,生產工藝提標的難度不大,但城市公共供水管網若要做到全循環,不知要花多大代價。
優質水源還有沒有必要用到反滲透技術?
包頭一些區域的地下承壓水品質優良,甚至個別沖積扇的地下水不需處理就滿足《飲用凈水水質標準》。但包頭的直飲水運營企業仍全部以納濾和反滲透技術作為核心處理工藝,是否真的處理過度?
管道直飲水作為一種比較高端的水商品,首先應該考慮用戶的用水體驗和滿意度。惠民和其他同行公司也曾嘗試過對原水水質較好的水站試用超濾設備,但因超濾膜不能脫鹽,對口感沒有明顯的改善作用,又也許是包頭的老百姓喝了十幾年深度過濾的水,用水習慣已經養成,能夠分辨出口感的細微變化,工藝改變后馬上就會接到用戶投訴,反應口感不好,燒水結垢。
惠民通過對預處理系統做工藝強化改造,將全部生產站點調整為納濾膜工藝的目的,也是為了滿足用戶對“口感好”的要求,畢竟納濾膜對低價態離子去除率不高,也不會造成濾后pH的明顯降低。據惠民水務的用戶反饋,我公司直飲水的口感確實比一些使用反滲透技術的同行公司要好些,更希望惠民給他們的小區供水。
不論使用哪種技術,最終都要看用戶對產品是否滿意。各種類的膜都有自己的適用場景,技術上沒有優劣之分,但管道直飲水的前提首先還是保證水質安全。
惠民自研的調度系統
內嵌的安防監控系統
系統自動生成的報表
水處理的太干凈,沒有營養,是否對人體有害
安全的飲用水和疫苗是人類社會文明進步的重要標志。水中的一些微量元素可能確實是人體必需的,但喝水的目的到底是為了補鈣還是解渴,過于純凈的水是否真的會造成人體內元素的流失,可能已經超出了通過公共管道供水要考慮的范疇,還需要專家的進一步研究。
從包頭市統計局了解到,包頭的人均預期壽命已從2000年的73.87歲提高到了2020年的79.65歲(2020年全國為77.93歲,自治區為77.56歲),20年的漲幅為7.8%。這與生活水平、醫療保障和公共衛生服務水平的提高都有直接關系,這其中管道直飲水的普及是否也起到了一定作用,還需要進一步考證。
濃水排放是否造成水資源浪費
惠民目前將平均回收率控制在65%左右,不算太高,主要是為了使濃排水滿足《污水排入城鎮下水道水質標準》。尤其是溶解性固體、氯化物、硫酸鹽等,回收率設計過高,排放會超標。在具備濃水收集利用條件的站點,可能回收率還要再降低一些,以滿足《城市污水再生利用 城市雜用水水質》和《再生水水質標準》中“城市非飲用水”的指標要求。但與家用機比較,工業化集中處理的水效還是要高得多。
惠民全年的濃水回用量大約只有5萬m3,只占全年取用水總量的4%,主要是因為收集利用設施的建設難度很大,我們也在積極與各供水小區物業對接,希望以就地取材的方式,加大濃水回用率。
從水量來說,全市被審查核定允許用于管道直飲水水源的深井共120口,全年實際用于管道直飲水生產的總水量(含深井與自來水)約350萬m3,約占全市生活用水總量的3%,合人均消耗原水1.5m3/年,占比很低。
用什么樣的水表好?
目前包頭企業使用的戶用計量水表基本都是容積式水表,計量比較準確,價格也不高。
按照國家計量檢定規程對冷水水表的要求,DN25以下的水表使用期限為6年,限期使用,到期輪換。在包頭,普通居民用戶一年的直飲水平均用量約為1m3,自來水用量一個月至少也要5m3,兩種水表工況差別很大,加上直飲水水質好,用了十年的水表表盤與內部結構仍嶄新如初,累計表碼可能還不如自來水表走兩個月多。如果遇上一戶多房倒著住或過了兩三年才開通的用戶,可能連自來水表都走不了多少字就到了輪換期。
因為管道直飲水水質好,惠民已開始試用超聲波水表,并與三利水務聯合開發了一款專門用于直飲水計量的超聲波水表。
至于水表的選型,在符合國家現行標準和規范規程要求的基礎上,建議運營企業關注一下水表的始動流量。計量準確性對管道直飲水的影響可能遠遠大于自來水。
對于管道直飲水運營企業來說,水表六年輪換的要求可能過于嚴格,如果在修訂標準時能綜合考慮水量水質等實際工況因素,企業的運營成本也會小些。
“惠雨”牌超聲波水表
不銹鋼管與PPR管,選哪個?
《建筑與小區管道直飲水系統技術規程》(CJJ/T 110-2017)中已經不再推薦PPR管,但其實我們在做一些老舊小區改造項目時,仍在使用PPR材料。一方面是因為舊改工程塑料管道的施工難度相對較小;另一方面,塑料管道直埋施工基本不需要考慮防腐。新建樓盤大多是明裝管道,以304不銹鋼管為主,但入戶支管和戶內安裝時又變為PPR管。從實際情況看,使用超過二十年的PPR管也并沒有影響水質,但PPR管明裝確實影響使用壽命,而且遮光性較不銹鋼管要差,在材料選擇時,應該著重考慮應用場景、施工方式和管材質量。
還有就是入戶支管長度的問題,新規程雖改為小于6米,但也做了說明:經實測支管長度在15米時,水質在兩天內不變質。有可靠的水質保證和用戶良好的用水習慣,時間才是造成水質風險的最大隱患。
惠民的探索與實踐
惠民水務隸屬于包頭市水務集團,深耕管道直飲水近二十年,現已獲評國家高新技術企業和自治區創新型中小企業。除居民用戶外,學校醫院、企事業單位、飯店賓館、工業園區等各類商業用戶也有一定規模。公司業務涵蓋規劃設計、工程施工、系統集成、設備生產銷售等,產業鏈健全。
惠民是一個注重研發創新的企業,在多年的生產實際中遇到過一些比較典型問題,也總結了一些經驗做法。
地下水厭氧菌滋生
問題出現在更換無磷阻垢劑以后一段時間,一些使用地下水的生產站點入膜壓力升高、回收率下降,但常規水質檢測沒有問題。拆機檢查發現預處理系統至入膜側都有不同程度生物膜滋生現象,即委托內蒙古科技大學做水質分析,判斷是厭氧菌滋生。我們通過在預處理系統加裝在線紫外滅菌裝置和更換添加稀土抗菌材料的活性炭,使問題得到緩解,目前還在連續觀測,進一步確認方案的有效性。
自來水余氯對納濾膜的氧化問題
游離氯對膜的氧化會造成脫鹽率下降,尤其是納濾膜,對游離氯幾乎沒有耐受性,很容易被氧化。加強預處理,重點做好脫氯、活性炭選型和在線水質監測,膜前投加還原劑,由調度系統每日自動完成脫鹽率計算并預警,能夠有效延長納濾膜的使用壽命。
我們與內蒙古科技大學合作,專門對不同碘吸附值的活性炭做了脫氯效果檢測,并將結果應用于生產實際,也為普及納濾工藝奠定了基礎。
陶瓷膜的應用試驗
2023年我們與深圳市華遠環境科技有限公司合作,對其生產的孔徑≤0.1μm(100納米)的陶瓷平板膜進行了生產試驗,目的是對預處理系統做工藝改進,并考察能否替代活性炭。因這款產品為超濾,對濁度的去除率比較高,出水能穩定保持在0.1NTU左右,通量也比我們使用過的PVDF中空纖維超濾膜要高,酸堿耐受性好,易清洗恢復,但這次試驗還沒有形成替代活性炭的最優方案。2024年我們聯合稀瑞材料技術有限公司,與華遠環境共同確定了稀土抗菌陶瓷膜的生產試用方案,目前華遠環境正在組織生產,下一步由惠民進行測試。我們還會對納濾陶瓷膜等新產品進行試用,不斷積累數據,更新工藝。
稀土抗菌材料應用
包頭稀土資源豐富,應用廣泛,我們也一直探索能否在水處理領域找到應用切入點。稀瑞材料技術有限公司是一家專門從事稀土功能性新材料研發應用的企業,了解到他們已將稀土復合抗菌抗病毒材料應用于PPR管材的生產,結合我們的實際需求,雙方即確定首先在稀土抗菌活性炭和稀土抗菌陶瓷膜兩個方向開展研發合作。
結語
近幾年管道直飲水的熱度不斷升高,來惠民交流考察的同行和專家很多,所以借此機會用較大的篇幅介紹了包頭管道直飲水的發展歷程,并匯報了一些交流時遇到的問題和我們的理解,供大家參考。
管道直飲水是通過公共管網實現分質供水的一種形式。在包頭,管道直飲水建設的目標就是入戶,就是普惠,就是讓家家戶戶都有兩個龍頭、兩塊水表。包頭模式值得推廣,但有沒有必要全盤復制,可不可以搞如共享直飲水一類的形式創新,值得探索和嘗試。
目前管道直飲水還不在發改委的價格目錄里,工商注冊時也沒有“管道直飲水”這一項,老百姓認可還不能代表行業認同。
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編輯整理:《凈 水技術》編輯 孫麗華
排版:《凈水技術》編輯 李濱妤
審核:《凈水技術》社長/執行主編 阮辰旼
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