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1、深圳市二次供水设施改造实践2024年5月1目录CONTENTS改造背景2标准解读部分问题复盘3改造背景011997.3平方公里全市土地总面积10+1个行政和功能区以及新成立的深汕特别合作区1756万常住人口数(第7次全国人口普查结果)改 造 背 景1 城 市 自 来 水 直 饮 的 发 展 历 程概念提出根据深圳经济特区践行“四个走在全国前列”率先建设社会主义现代化先行区战略规划(20182035年)要求,到2025年,全市普遍实现自来水可直接饮用。发展历程(优质饮用水)原水经水厂深度处理工艺净化、消毒处理后,通过输配水管网供给用户,符合深圳市优质饮用水水质目标的要求,可以直接饮用的自来水。定
2、义深圳第一个管道直饮水示范点-梅林一村建成梅林、笔架山水厂深度处理工程建成优质饮用水工程技术规程编制完成,修编了水质目标1999年2004年2006年2008年优质饮用水水质发展规划编制完成,明确了水质目标优质饮用水入户工程实施方案印发2013年2018年编制深圳市建设自来水直饮工作方案盐田区自来水直饮示范区建设全市实现自来水直饮2025年印发系列标准体系推进系列工程建设改 造 背 景2 城 市 自 来 水 直 饮 的 技 术 标 准 体 系技术标准体系 优质饮用水水质发展规划 2004年 优质饮用水工程技术规程 2008年 优质饮用水入户工程实施方案 2013年 深圳市建设自来水直饮工作方案
3、 2018年 生活饮用水水质标准 2020年 城市供水厂工程技术规程 2020年 二次供水设施技术规程 2020年 供水行业服务规范 2020年 城市供水厂运行管理技术规程 2021年 公共饮用水管网运行管理规程 2021年 用户安全用水指南 2021年 生活饮用水水质风险控制规程 2021年改 造 背 景3 城 市 自 来 水 直 饮 的 水 质 目 标优质饮用水水质发展规划(2004年)类号类别项数备注1微生物学指标6贾第鞭毛虫和隐孢子虫2感官性状和一般化学指标21对浑浊度要求更加严格CODMn更低3毒理学指标73更加全面4放射性指标2合计102 Ames、AOC、藻类、余氯限值列入试行项
4、目 优质饮用水工程技术规程(2017年)类号类别项数备注1微生物学指标6根据生活饮用水卫生标准(GB5749-2006),参考世界卫生组织饮用水水质准则及欧美发达国家标准。2感官性状和一般化学指标213毒理学指标794放射性指标25消毒剂余量26致突变性1合计111生活饮用水水质标准(2020年)类号类别项数备注常规指标52以生活饮用水卫生标准(GB5749-2006)为基础,参考世界卫生组织饮用水水质准则(第四版)、欧盟饮用水水质指令(98/83/EC)、美国环保局安全饮用水法案(2012年)以及日本生活饮用水水质标准(2015年)1微生物学指标42感官性状和一般化学指标223毒理学指标22
5、4消毒剂指标4非常规指标641微生物学指标22毒理指标583感官性状和一般化学指标4合计116改 造 背 景4 城 市 自 来 水 直 饮 的 技 术 方 案优质饮用水水质发展规划(2004年)(深圳市供水方案)序号方案简介投资估算(万元)优点缺点1城市供水厂进行水质深度处理,整个城市集中供应符合水质目标的生活饮用水。149019l 水质全面提高,直饮水供应的普及率高;l 工程总投资及运行成本最低;l 工程实施较容易,统一集中运行管理,规模经营,效率高。l 有30%的饮用水作为非饮用水使用。2按居民区分散设置净化站,专管供应管道直饮水152109l 建设周期短,见效快;l 已建成的小区分质供水
6、系统可以利用。l 工程总投资及运行成本高;l 城市供水水质的提高有局限性。直饮水的水量仅为饮用,而沐浴、盥洗均为普通水,不能完全满足生活所需。l 小区直饮水系统分散,管理难度大,水质保证率较低3整个特区实施分质供水分饮用水和非饮用水两个供水系统,饮用水系统供水对象为居民生活用水与食品、饮料等工业用水,供水量约为总量的70%;非饮用水供水系统供水对象为园林绿化、喷洒道路、建筑施工、消防、非饮食与非饮料工业用水等,供水量约为总量的30%。264119l 分质供水,适应对不同要求水质的需求。l 工程总投资与运行成本比方案一高。l 工程实施的难度大,除水厂改扩建外,还要新建一套输配水系统。l 两套供水
7、系统,管理难度大、运行成本高。推荐第一方案作为特区实施水质目标的供水方案!改 造 背 景4 城 市 自 来 水 直 饮 的 技 术 方 案深圳市建设自来水直饮工作方案(2018年)序号工作任务具体工作内容完成时限1制定自来水直饮标准体系建立水质标准以及为实现该水质标准所需的供水系统工程技术标准、运行管理标准、风险控制标准和客户服务标准。2018年12月2开展水源工程规划建设优化我市水源供水布局,全市水资源应急蓄水量达到3个月,完成公明水库至清林径水库连通工程、罗田水库至铁岗水库连通工程等境内配套工程建设,实现水厂双水源供水,全面建成水质和水量可调度的水源“双安全”供水保障系统。2025年12月
8、3优化自来水水厂布局到2025年,全市水厂整合到30座以内,供水规模890万立方米/日,2030年供水规模达1100万立方米/日。2025年12月4完成水厂深度处理建设新建、扩建自来水厂同步建设深度处理工艺设施,扩建水厂同步补齐原有水处理工艺的深度处理工艺设施。2025年12月5完成老旧市政供水管网更新改造建立老旧市政管网明细数据库和电子分布地图,到2020年,完成全部老旧管网更新改造工作。2020年12月6新建完善市政供水管网系统梳理提出近期(2018-2025)水厂出厂主干管和市政供水管网的建设需求。各有关部门将管网建设需求落实到相关规划和建设计划中,加快出厂主干管建设和区域间供水管网互联
9、互通。2025年12月7提高供水管网精细化管理水平有效降低管网漏损,提高水质稳定性。2020年,全市公共管网漏损率降到10%以下;2025年,公共管网漏损率进一步降到8%以下。2020年12月2025年12月8加快居民小区“最后一公里”供水管网改造全面完成优质饮用水入户工程和原特区外社区供水管网改造工程2020年12月9居民二次供水设施提标改造结合优质饮用水入户工程的实施,对全市居民小区、城中村社区和历史遗留问题居民小区公共二次供水设施(水池、水箱及加压泵站)进行提标改造。2020年12月10居民小区抄表到户完成全市剩余140多万户居民住宅用户的抄表到户工作,取消供水“中间层”。2022年12
10、月11学校和公共场所自来水直饮开展学校、医疗单位、福利机构供水设施改造。2020年12月12开展公园、广场、图书馆、博物馆、音乐厅、体育场、会展中心、为市民提供公共服务的办事大厅和办事机构等非盈利性公共场所和公共建筑的供水设施改造。2022年12月13开展机场、码头、火车站、高铁站、地铁站、长途客运站等各类公共交通运输站点的供水设施实施更新改造。2022年12月14其它场所和建筑自来水直饮旅游景区、宾馆酒店等本着自愿原则开展供水设施改造,实现自来水直饮。2022年12月15工商业办公楼宇及其它建筑的业主和运营单位,本着自愿原则开展供水设施改造,逐步实现自来水直饮。2025年12月16推进智慧水
11、务建设,构建城市供水全流程闭环风险管控体系大力推进智慧水务建设,强化“从源头到龙头”的全流程智能感知和在线监测,推广危害分析和关键控制点(HACCP)风险管控体系,提高风险识别、预警和管控能力。2022年12月改 造 背 景4 城 市 自 来 水 直 饮 的 技 术 方 案二次供水是供水全流程中重要一环水源水厂输配管网泵房用户水源水厂市政管网小区管网二供设施居民用户改 造 背 景5 深 圳 市 二 次 供 水 设 施 概 况 根据二次供水设施普查结果,全市范围内二次供水设施共计3229座,市政加压泵房42座,小区加压泵房3187座,水池5494座。属水司运营维护管理142座,原特区内108座,
12、原特区外34座。改造总投资约55亿元,计量水表、水质在线监测设备、数据和视频采集传送系统、远程监控系统由供水企业投资,约9亿元,其余由市区政府按1:1承担。改 造 背 景5 深 圳 市 二 次 供 水 设 施 概 况现状水池生消合用情况福田区现状供水系统罗湖区现状供水系统小结:1、深圳市现状二次供水设施以生消合用为主;2、现状供水方式以地下水池+变频水泵和地下水池+水泵+高位水箱为主,也存在大量直抽的情况。13标准解读02标 准 解 读(1)供水系统 二次供水系统运行不得影响市政供水管网正常供水。禁止二次供水设施在市政供水管网或与市政管网连通的管道上直接装泵抽水。生活和消防供水系统应分开设置,
13、单独计量。标 准 解 读(1)供水系统 供水模式:l 优先选择“低位水池与变频调速联合”的安全供水形式,既保障用户用水安全,又减少 对市政管网直接冲击。l 对市政管网容量和压力允许的区域,可以考虑使用叠压变频供水。l 取消屋顶水箱和工频水泵。标 准 解 读(2)水质管控 水池、管道采用316L等级不锈钢,水泵过流部分、阀门等采用304不锈钢减少材质本身对水质的影响。水池水力停留时间不大于6小时。减少水中余氯挥发,防止细菌滋生。水池增设导流板,加快水循环,防止死水区。水池人孔、溢流管、通气管等与空气连通的渠道,设置呼吸器、不锈钢网,减少外来因素对水质影响。泵房及水池周边环境卫生较差,可能影响二次
14、供水水质安全的,应进行环境提升改造。标 准 解 读(2)水质管控增设消毒设施。在水池出水管道设置消毒设施,进一步保障直饮安全。增设在线水质监测点。在水厂供水分界线、管网末梢的二供小区设置在线水质 监测点,安装比例不低于10%。50m以上的水池分格建设标 准 解 读(3)设施设备 明确电机能效等级,选择大小泵、主辅泵搭配工作。采用多功能电量监测仪表,计量泵房内设备耗电量。设备泵组全自动运行:对水泵振动、噪声进行了规范。靠近居民房间的泵房宜采用隔音板、隔音棉进行隔音处理。根据数据分析成果优化二次加压设施的管控模式。19部分问题复盘03一、不锈钢管腐蚀问题近海区域海岸线4.5KMD小区C小区A小区B
15、小区一、不锈钢管腐蚀问题近海区域A小区(2021年完工)不锈钢316L 近海区域 出现点腐蚀B小区(2019年完工)不锈钢316L 临海区域(不到200m)出现点腐蚀(配件接口处)C小区(2018年完工)不锈钢304 近海区域 焊缝腐蚀严重D小区(2018年完工)不锈钢304 近海区域 腐蚀明显304304不锈钢不锈钢小区小区(个)(个)304304不锈钢不锈钢锈蚀小区锈蚀小区(个)(个)占比占比316L316L不锈钢不锈钢小区小区(个)(个)316L316L不锈钢不锈钢锈蚀小区锈蚀小区(个)(个)占比占比16513481%81%18211%11%304不锈钢管道腐蚀情况明显;316L不锈钢管
16、道也存在腐蚀情况。管材腐蚀情况统计表一、不锈钢管腐蚀问题远海区域(具海岸线10km)A小区(2018年完工)不锈钢304 距海岸线约10km 出现点腐蚀(配件)B小区(2018年完工)不锈钢304 距海岸线约10km 无腐蚀一、不锈钢管腐蚀问题远海区域(具海岸线10km)C小区(2018年完工)不锈钢304 距海岸线约10km 出现点腐蚀D小区(2019年完工)不锈钢316L 距海岸线约10km 无腐蚀离海岸线较远时,304不锈钢管道出现点腐蚀;316L不锈钢管道暂未出现腐蚀情况。一、不锈钢管腐蚀问题腐蚀原因分析不锈钢级别耐氯化物限值(mg/L)T40T4030
17、0250-300不锈钢耐氯化物的限值(摘自尤力格腐蚀手册)304、316级不锈钢均含有12%以上的铬,铬和氧形成钝化膜,此膜状态稳定,可以抵抗氧化性均匀性腐蚀。316级别的不锈钢,相比304不锈钢添加了Mo元素,提高了约33%的抗点蚀能力。理论上可以提供高于304不锈钢33%的服役时间。深圳自来水的氯化物含量(出厂水仅为 0.5-1mg/L 左右,用户端则更低)。无论是 304 还是 316 级不锈钢都能够轻松应对自来水管的内腐蚀环境。对于大部分大气环境,304不锈钢是对大气腐蚀免疫的,但在有Cl-沉积影响的环境中(如海滨环境,Cl-由风从海上带来,在钢上沉积,它具有吸湿性会加强颗粒物沉积,加
18、强化学物质、湿气的凝结作用),就会产生点蚀这样的局部腐蚀。316级别的不锈钢,相比304不锈钢添加了Mo元素,提高了约33%的抗点蚀能力。理论上可以提供高于304不锈钢33%的服役时间。304级和316级不锈钢耐点蚀系数对比(PREN=Pitting Resistance Equivalent Number,即耐点蚀系数)二、能耗问题案例分析项目基本情况:小区为两栋18层的居民楼,共有用户384户。供水方式设备参数改造前市政管网管道泵天面水池用户Q、H不详,N=7.5KW(1台)改造后市政管网地下水池变频水泵用户Q=23m3/h,H=100m,N=11KW(设计2用1备)二、能耗问题二、能耗问
19、题水泵设定压力85m,低于水泵设计扬程,设计水泵扬程偏高;每天实际只运行1台泵,设计流量偏大。二、能耗问题2022年8月用水量5192m3,日均用水量167.48m3.二、能耗问题2022年8月日均能耗0.592kwh/m3二、能耗问题理论单位供水能耗:G=9800N H=100mW=0.272kw.h/(m3.Mpa)二、能耗问题改造后水泵能耗情况:2022年8月总供水量为5192m3/月,平均日供水量为167.4m3/d,平均吨水电耗为0.592KW.h/m3改造前后能耗情况分析:1、改造前运行情况:管道泵直抽+屋顶水箱(不合规,但能耗最省)2、改造前水泵能耗情况:2018年9月至2019
20、年6月期间管道泵能耗最高的月份耗电为2000KW.h,平均日用水量约129m3/d,平均吨水电耗为0.52KW.h/m3改造前后能耗增加百分比:(0.59-0.52)/0.52=13.5%问题表现用户用水时出现明显异响撞击声,主要集中在低楼层。原因分析1、管道固定?2、供水系统?3、压力?4、管道夹气?解决措施1、加固管道2、增加排气阀3、更换减压阀中区减压阀低区减压阀改造前后供水系统图三、噪音类问题案例1(管道撞击声)29-32F23-29F13-22F2-12F待二供改造后接通113-119栋三、噪音类问题屋顶水池地下水池29-32F23-29F13-22F2-12F113-120栋改造前
21、系统图改造后系统图问题表现:1、屋顶水箱清洗后,恢复供水出现噪音。2、平时有用户用水管道出现异响。3、泵房异响原因分析:1、管道固定?2、管道夹气?3、压力?4、设备?解决措施:1、加固管道2、缓慢排气3、更换减压阀4、更换遥控浮球阀案例2(蜂鸣声)整改前后供水系统图整改后现场图三、噪音类问题案例3(水流声)问题表现用水高峰期,出现水流噪声。原因分析流速偏大?解决措施扩大管径,降低流速 供水系统合理分区 合理设置排气阀、减压阀 控制管道流速 控制设备质量控制要点四、水压不稳定问题问题表现1、市政直供用户用水,不定时出现水压不足问题;2、加压用户水压正常;3、现场排查发现压力表读数短时间内在0.05Mpa0.35Mpa之间波动。原因分析地下水池进水管与市政常压用户供水管为同一路管道,水池进水时泄压,导致用户端水压不足。解决措施1、调节水池进水管阀门,减小进水流量;2、将水池进水与常压供水管分开。市政管网地下水池市政常压立管36