中國和日本飲用水標(biāo)準(zhǔn)和處理技術(shù)的比較探討

1、中國和日本飲用水標(biāo)準(zhǔn)和處理技術(shù)的比較探討日本北海道札幌市白川自來水廠考察體會趙廣英(重慶交通大學(xué)環(huán)境工程研究室，重慶， 400074)摘要：本文對我國和日本的飲用水水質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行了對比分析，對北海道札 幌市白川自來水廠的水源水進(jìn)行了考察，對白川自來水的生產(chǎn)工藝流程進(jìn)行了實(shí) 地考察，自來水廠的出水達(dá)到了直接飲用的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。白川自來水廠的水質(zhì)保證主要是通過水源水保護(hù)、自來水廠的水質(zhì)嚴(yán)格監(jiān)測和水廠的嚴(yán)格管理等方面來實(shí) 現(xiàn)的，這些先進(jìn)的技術(shù)和成功經(jīng)驗有一定的借鑒和參考價值。關(guān)鍵詞：水處理；水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)；水質(zhì)基準(zhǔn)；水質(zhì)管理1.自來水水質(zhì)指標(biāo)的對比分析國家標(biāo)準(zhǔn)委和衛(wèi)生部聯(lián)合發(fā)布的新的國家飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)生活飲用水

2、衛(wèi)生 標(biāo)準(zhǔn)(5749-2006)已經(jīng)正式頒布并于2007年7月1日起生效，規(guī)定指標(biāo)增加 至106項，這必將對我國給水處理技術(shù)的選擇和應(yīng)用產(chǎn)生巨大而深遠(yuǎn)的影響。而對于我國的一些自來水廠，特別是中小城市水廠長期以來，給水工藝仍然是混合、 絮凝、沉淀、過濾和消毒幾個階段，傳統(tǒng)工藝主要是建立在以粘土膠體微粒和致 病細(xì)菌為主要去除對象的基礎(chǔ)上。 而目前水污染程度的日益加劇、污染物品種日 益多樣化，傳統(tǒng)水處理工藝的改進(jìn)與強(qiáng)化勢在必行。日本水質(zhì)指標(biāo)2004年執(zhí)行，包括50項基準(zhǔn)項目和27項年水質(zhì)管理項目， 我國新執(zhí)行的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)包括常規(guī)指標(biāo)和非常規(guī)指標(biāo)， 中日自來水水質(zhì)指標(biāo)對比分 析見表1 O表1日本水質(zhì)項目

3、部分指標(biāo)與我國水質(zhì)常規(guī)、非常規(guī)部分指標(biāo)比較單位：mg/L項目我國 新標(biāo)準(zhǔn)日本 基準(zhǔn)值項目我國 新標(biāo)準(zhǔn)日本 基準(zhǔn)值一般細(xì)菌100CFU/m L<100CFU/mL鎘0.005< 0.01大腸菌不得檢出不得檢出汞0.001<0.0005四氯化碳0.002<0.002硒0.01<0.011,1-二氯乙烯0.03<0.02鉛0.01<0.01順式-1,2-二氯 乙烯0.05<0.04砷0.01<0.01二氯甲烷0.02<0.02六價鉻0.05<0.05四氯乙烯0.04<0.01氰化物0.05<0.01三氯乙烯0.07<

4、0.03氟化物1.0<0.8苯0.01<0.01硼0.5<1.0氯仿0.06<0.06鋅1.0<1.0二溴氯甲烷0.1<0.1鋁:0.2<0.2總?cè)u甲烷0.06<0.1鐵：0.3<0.3三氯乙酸0.1<0.2銅1.0<1.0一溴二氯甲烷0.06<0.03鈉200<200溴仿0.1 <0.09錳:0.1<0.05甲醛0.9*<0.08氯化物250<200土味素0.00001<0.00001臭無無異常酚類0.002<0.005味無無異常有機(jī)物（TOC）5<5pH値6.58.55

5、.88.6鄰苯二甲酸二（2-乙基）己酯0.008<0.1亞硝酸鹽氮0.1<0.051,1,1-三氯乙烷2<0.3銻0.005<0.015甲苯0.7<0.2CODmn3*<31,2 -二氯乙烷0.03<0.004色度15<5度鈣、鎂等（硬度）450<300濁度1*<2度 以下陰離子表面活 性劑0.3<0.2TDS1000<500鎳0.020.01注：*:使用臭氧時* :水源限制，耗氧量大于6mg/L時，取5mg/L.* :水源和凈水條件限制時為3mg/L。由表1可知，我國的新標(biāo)準(zhǔn)部分指標(biāo)：如二氯乙烯，四氯乙烯，三氯乙烯，一

6、溴二氯甲烷，溴仿，甲醛，1，1，1，-三氯乙烷，甲苯，1，2 -二氯乙烷，Ni， 色度，亞硝酸鹽氮，Mn，Hg等指標(biāo)與日本的基準(zhǔn)值有一定差距，而其他指標(biāo)等 于或小于日本的水質(zhì)基準(zhǔn)值。日本的自來水已經(jīng)達(dá)到了直接飲用的水平，由此我們堅信，在不遠(yuǎn)的將來我國的自來水也具備達(dá)到直接飲用的標(biāo)準(zhǔn)的可能。2.0本北海道札幌市白川凈水廠考察2.1札幌的發(fā)展是和供水現(xiàn)狀札幌市人口約200萬，是北海道的縣政府所在地，是北海道政治、經(jīng)濟(jì)、文化中心。地理位置與中國的長春市基本處于同一緯度，市區(qū)東西為42.3km，南北為45.4km,總面積1，121km2。札幌市作為國際活動的大舞臺，每年2月舉辦的札幌冬雪節(jié)，匯集了包括

7、各國游客在內(nèi)的200多萬人，這幾乎增加了一倍的自來水需要量。從前的札幌幾乎是蠻荒之地，1869年開始開拓，上一世紀(jì)50年 代，進(jìn)入了日本經(jīng)濟(jì)高度增長期，同時人口劇增。城市的迅猛發(fā)展導(dǎo)致地下水水 位降低，溪流消失了，許多河水因生活、工業(yè)排水而逐漸變得污濁，與此同時對 給水的需求量與日俱增。北海道札幌的自來水來源約有 98%是來自豊平川，豊平川的水源區(qū)域大部分 為國立公園等森林地帶，水源水質(zhì)良好。札幌市的自來水系統(tǒng)建于1937年，以豊平川為水源，從藻巖凈水廠開始向 92, 000市民供水，1958年和1967年兩次 進(jìn)行了擴(kuò)建，現(xiàn)有的水廠是其后隨著市區(qū)擴(kuò)大及人口增加，自來水廠生產(chǎn)系統(tǒng)數(shù)次擴(kuò)建而成。

8、白川自來水廠60年代開始建設(shè)，承擔(dān)著札幌市 80%的供水任務(wù)，自來水水源均為河水，來自豊平峽水庫和定山溪水庫，發(fā)展過程如表2所示，白川凈水廠 給水能力將來的目標(biāo)是800, 000m3/d。表2白川自來水廠發(fā)展和供水能力的變化歷程時間時間事件1967.4昭和42年三期工程開工1971.7昭和46年白川凈水廠給水能力120, 000m3/d1973.3昭和48年豊平峽水庫完工1975.6昭和50年白川凈水廠給水能力310,000m3/d，給水人口突破105 萬1978.1昭和53年給水普及率突破90%1979.7昭和54年白川凈水廠給水能力405, 000m3/d1983.7昭和58年白川凈水廠給

9、水能力500, 000m3/d1988.7昭和63年白川凈水廠給水能力600, 000m3/d1989.10平成元年疋山溪大壩元工1994.10平成6年給水普及率突破99%1997.7平成9年白川凈水廠給水能力650, 000m3/d2001.11平成13年獲得ISO14001認(rèn)證2.2白川自來水廠的生產(chǎn)流程日本的自來水達(dá)到了直接飲用的標(biāo)準(zhǔn)。白川自來水廠的包括第一凈水 廠、第二凈水廠、第三凈水廠，以及污泥脫水設(shè)備和太陽能污泥干化場等，如圖 1所示。白川取水口來水沉砂池干化場第一凈水廠第二凈水第三凈水廠十凈水池甲虧泥太陽能污泥圖1白川凈水廠總體結(jié)構(gòu)示意圖白川取水口設(shè)有活性炭投加系統(tǒng)，活性炭具有良

10、好的吸附和過濾性能，投加 方法是：該取水口在水源水水質(zhì)異常的時候投加含水 50%的粉末活性炭與溶解槽 中，以保證后續(xù)的水處理系統(tǒng)的處理效果。水處理工藝流程如下：水庫來水 白川取水口取水 投加活性炭系統(tǒng) 沉砂池 投加消 石灰混凝沉淀過濾次氯酸消毒 凈水池 供水白川的自來水處理工藝基本上是我們常見的水處理過程，但通過采用有效的 水源管理、 自來水廠的監(jiān)控系統(tǒng)和管理系統(tǒng)等， 自來水廠的出水達(dá)到了直接飲用 的標(biāo)準(zhǔn)。由此可見，對于自來水水質(zhì)的保證來說，水資源的保護(hù)是至關(guān)重要的。 3. 經(jīng)驗借鑒3.1 先進(jìn)的水處理工藝：日本相當(dāng)重視飲用水安全，很多凈水廠除了采用傳統(tǒng)的凈水工藝（混凝、沉 淀、過濾和消毒）之

11、外，還根據(jù)水源水質(zhì)的不同，增加了相應(yīng)的高度凈水設(shè)施， 通過深度處理：活性炭處理、臭氧處理和生物處理， 臭氧和活性炭處理組合工藝， 有效地改善了水質(zhì)。這些深度處理技術(shù)除了白川自來水廠在應(yīng)急情況下采用外， 在朝霞凈水廠和宇治凈水廠都得到了成功使用，效果非常顯著。3.2 水價實(shí)行帶基本使用費(fèi)的二部費(fèi)用制方式，根據(jù)用量或用途、供水管口徑大 小來定價日本全國沒有統(tǒng)一的水費(fèi)制度。 水價根據(jù)使用者的使用量或用途、 供水管口 徑大小來決定。 水價由基本費(fèi)用和從量費(fèi)用組成。 基本費(fèi)用與使用量無關(guān)， 一律 收取，主要用于建設(shè)、維護(hù)供水設(shè)施。從量費(fèi)用按使用量收取，用于供應(yīng)自來水 所需的必須費(fèi)用。采取這樣的收費(fèi)方式，

12、可以有效控制用水浪費(fèi)。3.3 自動化程度高，管理規(guī)范自來水廠管理自動化程度很高，凈水廠管理人員較少。水廠對水源水、進(jìn)廠 水、水處理過程水、管網(wǎng)水水質(zhì)、水壓、流量等信息通過光纜傳入中央控制室， 進(jìn)行 24 小時全方位監(jiān)控，保證配水設(shè)施正常運(yùn)行。4. 小結(jié)札幌市自來水廠向市民提供達(dá)到直接飲用的標(biāo)準(zhǔn)安全的自來水。供水的經(jīng)驗 是，首先就是保護(hù)自然賜予的水資源，做好環(huán)境保護(hù)工作，努力保護(hù)水源，引進(jìn) 送水過程中的水利發(fā)電， 建立環(huán)境負(fù)荷低的能源系統(tǒng)等等， 推進(jìn)關(guān)愛環(huán)境型的運(yùn) 營。1）政府重視，建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)高2）自動化程度高，管理規(guī)范3）水質(zhì)管理非常嚴(yán)格4）重視水資源的節(jié)約和保護(hù)5）重視太陽能的利用參考文獻(xiàn)1日

13、本水道協(xié)會.平成15年版水道便覽M.東京：日本水道協(xié)會，2003.32-57.2 水道法制研究會.水道法八夕 M.東京：株式會 社,2003.3547.3.日本飲用水水質(zhì)基準(zhǔn)（水道法広基乍水質(zhì)基準(zhǔn)広關(guān)省令），2004年 4 月起實(shí)施出廠水中水蚤密度超標(biāo)后的處置措施1提高加藥量在水蚤爆發(fā)期， 可能會由于水蚤密度大， 帶來藥劑消耗過快， 致使所加藥劑不能達(dá)到預(yù)期滅活效 果，此時便需要適當(dāng)提高藥劑的投加量，以保證對水蚤的滅 活。2縮短砂濾池反沖洗周期南方某水廠砂濾池為 V型濾池，V 型濾池的有效粒徑為 0 . 9 1. 2mm不均勻系數(shù)K80為1. 2 14，在該粒徑范圍內(nèi)，水蚤穿透濾料是必然的。

14、所以通過更換濾料的方式提高去除水蚤的效率 沒有必要。同時，穿透濾池的水蚤只是少數(shù)，是偶然的現(xiàn)象，在一個過濾周期中，它們是在水流 的作用下，逐漸向沙層的下層移動，并最終穿透濾池的， 而更多的水蚤被截留在濾料中。同時由 于它們的體積大于粒徑， 還有可能會造成濾料的堵塞， 所以縮短反沖洗周期將變得切實(shí)可行。 反 沖洗將濾料中的水蚤沖出去并帶走，這將降低隨著過濾的持續(xù)進(jìn)行而帶來的水蚤穿透濾池的風(fēng) 險，并恢復(fù)砂濾池的過濾功能。3加氯反沖洗砂濾池 濾后水采樣表明， 預(yù)氧化滅活效果不佳時， 水蚤可能在砂濾池孳生， 其后果是濾后水中水蚤密度 急劇增加。 此時在反沖洗水中投加一定濃度的氯可以取得良好的效果。加氯

15、反沖洗， 不僅會滅活部分水蚤， 更重要的是， 在濾池中孳生的水蚤為逃避氯的侵襲， 會主動隨著反沖洗水從濾池流出。 針對本廠的運(yùn)營，在生產(chǎn)中濾池岀水中的余氯控制在1 . 0mg/L左右。4采用食鹽水滅活活性炭池中的水蚤 在一定條件下， 活性炭濾池中孳生水蚤是必然的， 一旦水蚤爆發(fā)， 岀廠水中水蚤密度將難以控制， 只有將其中的水蚤殺滅才可能解決。臭氧， 氯等氧化性的藥劑會和活性炭反應(yīng)， 故不能選用。 受 pH值的限制，采用氨水作為炭池中滅活水蚤藥劑也不可行。故只能選用食鹽。投藥時應(yīng)該停止運(yùn)行炭池，采用 15g / L的食鹽水浸泡，待水蚤完全死亡后，對炭池進(jìn)行反沖洗， 直至反沖洗岀水中氯離子濃度低于 250mg/ L為止。5網(wǎng)板攔截在水蚤爆發(fā)而又來不及采取措施以控制炭濾池岀水中的水蚤密度時，可在活性炭濾池岀水堰處增加一個采用絲絹制成的網(wǎng)板，利用絲絹將水蚤攔截下來，以控制岀廠水中水蚤密度。采用的絲絹孔徑太大， 則不能起到攔截水蚤的作用； 如果孔徑過小， 網(wǎng)又很快就會被水中的顆粒 物堵塞，導(dǎo)致水位升高，甚至漫過網(wǎng)