中國(guó)和日本飲用水標(biāo)準(zhǔn)和處理技術(shù)的比較探討

1、中國(guó)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(lái)水廠考察體會(huì)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(duì)我國(guó)和日本的飲用水水質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行了對(duì)比分析，對(duì)北海道札 幌市白川自來(lái)水廠的水源水進(jìn)行了考察，對(duì)白川自來(lái)水的生產(chǎn)工藝流程進(jìn)行了實(shí) 地考察，自來(lái)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(lái)水廠的水質(zhì)保證主要是通過(guò)水源水保護(hù)、自來(lái)水廠的水質(zhì)嚴(yán)格監(jiān)測(cè)和水廠的嚴(yán)格管理等方面來(lái)實(shí) 現(xiàn)的，這些先進(jìn)的技術(shù)和成功經(jīng)驗(yàn)有一定的借鑒和參考價(jià)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(lái)水水質(zhì)指標(biāo)的對(duì)比分析國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)委和衛(wèi)生部聯(lián)合發(fā)布的新的國(guó)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(xiàng)，這必將對(duì)我國(guó)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(duì)于我國(guó)的一些自來(lái)水廠，特別是中小城市水廠長(zhǎng)期以來(lái)，給水工藝仍然是混合、 絮凝、沉淀、過(guò)濾和消毒幾個(gè)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(duì)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(shì)在必行。日本水質(zhì)指標(biāo)2004年執(zhí)行，包括50項(xiàng)基準(zhǔn)項(xiàng)目和27項(xiàng)年水質(zhì)管理項(xiàng)目， 我國(guó)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(lái)水水質(zhì)指標(biāo)對(duì)比分 析見表1 O表1日本水質(zhì)項(xiàng)目

3、部分指標(biāo)與我國(guó)水質(zhì)常規(guī)、非常規(guī)部分指標(biāo)比較單位：mg/L項(xiàng)目我國(guó) 新標(biāo)準(zhǔn)日本 基準(zhǔn)值項(xiàng)目我國(guó) 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(jià)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(wú)無(wú)異常酚類0.002<0.005味無(wú)無(wú)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(shí)* :水源限制，耗氧量大于6mg/L時(shí)，取5mg/L.* :水源和凈水條件限制時(shí)為3mg/L。由表1可知，我國(guó)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(lái)水已經(jīng)達(dá)到了直接飲用的水平，由此我們堅(jiān)信，在不遠(yuǎn)的將來(lái)我國(guó)的自來(lái)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(wàn)，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(guó)的長(zhǎng)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(guó)際活動(dòng)的大舞臺(tái)，每年2月舉辦的札幌冬雪節(jié)，匯集了包括

7、各國(guó)游客在內(nèi)的200多萬(wàn)人，這幾乎增加了一倍的自來(lái)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(zhǎng)期，同時(shí)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(shí)對(duì) 給水的需求量與日俱增。北海道札幌的自來(lái)水來(lái)源約有 98%是來(lái)自豊平川，豊平川的水源區(qū)域大部分 為國(guó)立公園等森林地帶，水源水質(zhì)良好。札幌市的自來(lái)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(lái)水廠生產(chǎn)系統(tǒng)數(shù)次擴(kuò)建而成。

8、白川自來(lái)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(lái)水水源均為河水，來(lái)自豊平峽水庫(kù)和定山溪水庫(kù)，發(fā)展過(guò)程如表2所示，白川凈水廠 給水能力將來(lái)的目標(biāo)是800, 000m3/d。表2白川自來(lái)水廠發(fā)展和供水能力的變化歷程時(shí)間時(shí)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(kù)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(wàn)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(lái)水廠的生產(chǎn)流程日本的自來(lái)水達(dá)到了直接飲用的標(biāo)準(zhǔn)。白川自來(lái)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(yáng)能污泥干化場(chǎng)等，如圖 1所示。白川取水口來(lái)水沉砂池干化場(chǎng)第一凈水廠第二凈水第三凈水廠十凈水池甲虧泥太陽(yáng)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(guò)濾性能，投加 方法是：該取水口在水源水水質(zhì)異常的時(shí)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(kù)來(lái)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(guò)濾次氯酸消毒 凈水池 供水白川的自來(lái)水處理工藝基本上是我們常見的水處理過(guò)程，但通過(guò)采用有效的 水源管理、 自來(lái)水廠的監(jiān)控系統(tǒng)和管理系統(tǒng)等， 自來(lái)水廠的出水達(dá)到了直接飲用 的標(biāo)準(zhǔn)。由此可見，對(duì)于自來(lái)水水質(zhì)的保證來(lái)說(shuō)，水資源的保護(hù)是至關(guān)重要的。 3. 經(jīng)驗(yàn)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(guò)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(guò)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(lái)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(jià)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(lái)定價(jià)日本全國(guó)沒(méi)有統(tǒng)一的水費(fèi)制度。 水價(jià)根據(jù)使用者的使用量或用途、 供水管口 徑大小來(lái)決定。 水價(jià)由基本費(fèi)用和從量費(fèi)用組成。 基本費(fèi)用與使用量無(wú)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(lái)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(dòng)化程度高，管理規(guī)范自來(lái)水廠管理自動(dòng)化程度很高，凈水廠管理人員較少。水廠對(duì)水源水、進(jìn)廠 水、水處理過(guò)程水、管網(wǎng)水水質(zhì)、水壓、流量等信息通過(guò)光纜傳入中央控制室， 進(jìn)行 24 小時(shí)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(lái)水廠向市民提供達(dá)到直接飲用的標(biāo)準(zhǔn)安全的自來(lái)水。供水的經(jīng)驗(yàn) 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(guò)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(yíng)。1）政府重視，建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)高2）自動(dòng)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(yáng)能的利用參考文獻(xiàn)1日

13、本水道協(xié)會(huì).平成15年版水道便覽M.東京：日本水道協(xié)會(huì)，2003.32-57.2 水道法制研究會(huì).水道法八夕 M.東京：株式會(huì) 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(huì)由于水蚤密度大， 帶來(lái)藥劑消耗過(guò)快， 致使所加藥劑不能達(dá)到預(yù)期滅活效 果，此時(shí)便需要適當(dāng)提高藥劑的投加量，以保證對(duì)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(guò)更換濾料的方式提高去除水蚤的效率 沒(méi)有必要。同時(shí)，穿透濾池的水蚤只是少數(shù)，是偶然的現(xiàn)象，在一個(gè)過(guò)濾周期中，它們是在水流 的作用下，逐漸向沙層的下層移動(dòng)，并最終穿透濾池的， 而更多的水蚤被截留在濾料中。同時(shí)由 于它們的體積大于粒徑， 還有可能會(huì)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(guò)濾的持續(xù)進(jìn)行而帶來(lái)的水蚤穿透濾池的風(fēng) 險(xiǎn)，并恢復(fù)砂濾池的過(guò)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(shí)， 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(shí)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(huì)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(huì)主動(dòng)隨著反沖洗水從濾池流出。 針對(duì)本廠的運(yùn)營(yíng)，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(huì)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(shí)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(duì)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(lái)不及采取措施以控制炭濾池岀水中的水蚤密度時(shí)，可在活性炭濾池岀水堰處增加一個(gè)采用絲絹制成的網(wǎng)板，利用絲絹將水蚤攔截下來(lái)，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(guò)小， 網(wǎng)又很快就會(huì)被水中的顆粒 物堵塞，導(dǎo)致水位升高，甚至漫過(guò)網(wǎng)