王 圣，趙 欣，姜 蕾，王 錚，張雙翼，阮辰旼,耿冰

(1.上海市城市水資源開發(fā)利用國家工程中心有限公司,上海 200082；2.上海城投水務<集團>有限公司,上海 200002)

水是生命之源。飲用水安全是上海城市安全的最重要基礎之一，關系到人民群眾的美好生活。“十一五”以來，上海市供水安全保障在水源、水廠、管網(wǎng)、二次供水以及龍頭水等全鏈條各個環(huán)節(jié)積累了大量的關鍵技術、示范應用等科研以及管理運行成果。在水源地原水改善、水處理工藝提升、老舊供水管網(wǎng)改造、二供改造和運維管理等方面實現(xiàn)了很多突破，不斷提高了居民供水水質和保障能力。在政府、企業(yè)以及行業(yè)的共同努力下，飲用水綜合合格率由2010年的91.77%提升到2020年的99.79%，臭和味合格率由84.19%提高到98.37%，顯著提升了上海飲用水安全保障能力和飲用水品質，保障了2 400萬人口供水安全。

上海城投科創(chuàng)計劃針對高品質飲用水設置了系列課題研究，2018年—2020年，陸續(xù)開展了《上海市原水水質與生活飲用水水質標準實施管理準則研究》《高品質飲用水水質指標及管理研究與應用》《供水系統(tǒng)水質關鍵控制點評估與管理研究》《高品質飲用水全鏈條水質保障技術與管理研究》等課題研究，形成了分級水質管理目標、高品質飲用水水質指標體系、供水系統(tǒng)水質風險清單及關鍵控制點清單、水質保障技術與管理等一系列成果。具體包括形成了《上海原水水質管理準則(企業(yè))》以及《上海生活飲用水水質標準實施管理準則(企業(yè))》，提出了達到上海飲用水新地標的原水與飲用水不同環(huán)節(jié)的水質分級管理目標；針對不同環(huán)節(jié)的水質分級管理目標，研究形成達到該目標的相應管理要求，并研究和建立優(yōu)于國標、地標的高品質飲用水水質指標體系和管理體系，形成飲用水管理重點管理清單、高品質飲用水水質管理標準；面對更高標準、更加精準的供水水質目標要求和城市精細化管理要求，水務企業(yè)在運營管理措施上需要進一步突顯高水平，將高品質飲用水前期研究形成的管理要求，落實到供水企業(yè)運行管理措施。針對原水、制水、輸配水、二次供水以及龍頭水的供水全鏈條，對標國際最高標準、最高水平，通過優(yōu)化完善全鏈條水質監(jiān)控體系，梳理全流程水質風險，不斷梳理高品質飲用水的技術和管理措施，并提出居民小區(qū)高品質飲用水評估要求。結合“十一五”到“十三五”飲用水研究成果，最終形成成套的高品質飲用水水質指標標準、風險清單、技術要求以及綜合管理措施，為實現(xiàn)上海2035年直飲水目標，提供具有前瞻性、系統(tǒng)化和精細化的水質管理技術支撐和運行保障。

1 高品質飲用水內涵

根據(jù)《上海市供水規(guī)劃(2017—2035年)》，按照卓越的全球城市發(fā)展定位和城市精細化管理的總體要求，至2035年，上海將實現(xiàn)飲用水目標“與同期歐美發(fā)達國家同級城市保持同等水平，滿足直飲要求”。2018年，上海頒布了全國第一部生活飲用水水質地方標準。該標準結合上海水質特點，參考國際先進標準，在《生活飲用水衛(wèi)生標準》(GB 5749—2006)106項的基礎上增加至111項，新增指標5項，提標40項，全面保障終端水質的穩(wěn)定達標，接軌全球發(fā)達國家的最新飲用水水質要求。同時，供水企業(yè)根據(jù)上海市水源水質以及供水系統(tǒng)特點，提出了更高的水質標準要求，進一步助推了上海市2035年高品質飲用水供水目標實現(xiàn)。

2 從源頭到龍頭的高品質飲用水水質保障技術與管理

2.1 源頭管控，分級管理，制定從源頭到龍頭的分級管理要求，明確高品質飲用水管理目標

(1)針對上海原水水質特點，分類指導，形成原水管理要求

針對上海水源水質特點，黃浦江復雜水質特征、長江水源藻嗅水質特征等主要水質問題，結合上海市水源水庫的運行調度措施、原水預處理措施處理效率以及水廠凈化去除效果，提出原水水質指標管理體系，形成《原水水質管理導則》，指標體系分兩類，分別為控制指標和監(jiān)測指標。長江原水共有17項，包括8項控制指標和9項監(jiān)測指標；黃浦江原水共有16項，包括9項控制指標和7項監(jiān)測指標。提出上海原水的水質管理目標以及管理重點，首先，加強對pH、溶解氧、高錳酸鹽指數(shù)、氨氮等水質指標的監(jiān)測與控制，減輕后續(xù)制水廠壓力；其次，加強對藻類、致嗅物質、銻、氯化物的監(jiān)測與控制，從源頭上保障飲用水水質；再次，由于上海地處長江水系下游，水源地的上游來水水質不可控，一些指標超過地表水Ⅲ類標準，應在原水方面完善和加大對石油類、硝酸鹽、鐵、錳、氟化物、糞大腸菌群、水合肼、丁基黃原酸、鄰苯二甲酸二丁酯等指標監(jiān)測與控制。原水水質控制目標與飲用水水質標準息息相關，應結合自來水廠的處理工藝、處理水平，從龍頭達標追溯對原水水質的具體要求，做出具體規(guī)定，體現(xiàn)原水水質管理對飲用水水質達標的貢獻。

(2)標準引領，分級管理，形成飲用水供水全過程管理要求

面對上海市生活飲用水新地標提出的更高的水質要求，為加強對供水全過程水質控制和管理，保障入戶水水質穩(wěn)定達到上海市地標，以出廠水、管網(wǎng)水和二次供水各環(huán)節(jié)重點關注的存在超標風險的指標、持續(xù)關注指標(占標率為50%～100%)及水廠工藝運行直接相關的指標為依據(jù)，制定供水各環(huán)節(jié)水質指標控制體系，形成《飲用水水質管理導則》，共提出19項飲用水水質管理指標及限值，形成飲用水水質管理體系。指標體系對與水廠工藝相關的三鹵甲烷總量、需氧量和鋁結合水廠常規(guī)和深度工藝進行區(qū)分，對和水源相關的指標，需氧量以長江和黃浦江水源進行區(qū)分。在水廠環(huán)節(jié)，明確加強出廠水微生物指標、銻、三鹵甲烷、溴酸鹽、甲醛、N-二甲基亞硝胺(NDMA)等水質指標的控制。管網(wǎng)水質指標中，加強如耗氧量、鋁和嗅味物質等指標的監(jiān)測，主要是加強水廠工藝控制，而在管網(wǎng)配環(huán)節(jié)無明顯變化的指標，這些水質指標的限值保持與水廠出廠水一致，后續(xù)的二次供水環(huán)節(jié)限值也相同。對于管網(wǎng)輸配過程會變化的部分水質指標，如細菌總數(shù)、亞硝酸鹽、三鹵甲烷、渾濁度和余氯等，則根據(jù)各環(huán)節(jié)的精準控制需求，提出指標限值及控制措施，確保水質全面達標。二次供水環(huán)節(jié)，則以細菌總數(shù)微生物指標、渾濁度和余氯為控制指標，并提出各指標限值及控制措施。細化各個環(huán)節(jié)的精細化控制目標、監(jiān)測要求、管理要求，制定更加完善、全面的飲用水水質管理準則，通過精細化、精確化管理，保障上海飲用水全面達到上海市新地標。

(3)對標國際，因地制宜，提標增項，提出針對上海水質特點的高品質飲用水指標體系

在前期原水以及飲用水各環(huán)節(jié)水質指標體系研究的基礎上，通過上海供水水質標準與國際國內標準的比較研究、上海市供水水質的評估研究和上海高品質供水水質的管理研究，對標世界衛(wèi)生組織(WHO)、歐盟、美國、日本等國際先進水質標準及國標、地方標準的最高水平。同時，充分考慮高品質飲用水水質特點及水質管理關鍵環(huán)節(jié)，制定了城投水務《高品質飲用水水質標準》(以下簡稱“《標準》”)。《標準》包括所有上海地標項目，共計114項高品質飲用水水質指標，涵蓋27項工藝、輸配管控指標(3項新增、24項提標)、5項水質參考指標，重點關注微生物、消毒副產物、感官性狀、有機物以及新型污染物等指標；結合上海原水水質特點以及水廠工藝過程，在制水廠深度處理工藝改造實施、加強輸配過程水齡控制及運行管理的前提下，提出了可達到的高品質飲用水供水水質指標體系。

2.2 全過程水質管理與監(jiān)控，實施水質風險管控，保障高品質飲用水入戶

(1)全過程水質管理與監(jiān)控，落實全鏈條水質管理責任

以高品質飲用水全鏈條水質保障為目標，開展了高品質飲用水全鏈條原水、制水、管網(wǎng)水、二次供水以及入戶水的水質監(jiān)控體系優(yōu)化，提出了高于上海市地方標準要求的水質監(jiān)控技術和管理要求。首先，優(yōu)化監(jiān)測環(huán)節(jié)，目前供水全鏈條監(jiān)測環(huán)節(jié)覆蓋了原水、制水、管網(wǎng)、二次供水。結合水務集團目前水質監(jiān)測管理工作，在高品質飲用水示范區(qū)開展入戶水人工采樣點安裝工作，延伸了供水監(jiān)測鏈條，彌補入戶水質環(huán)節(jié)的監(jiān)測空白，形成全鏈條“原水-制水-管網(wǎng)-二次供水-入戶水”的水質監(jiān)測。其次，優(yōu)化監(jiān)測頻率，在原有小時級監(jiān)測、日監(jiān)測、月監(jiān)測、季度監(jiān)測、半年監(jiān)測、年度監(jiān)測的基礎上，原水環(huán)節(jié)，對藻類及嗅味物質增加周檢；制水環(huán)節(jié)，在出廠水增加嗅味物質季度監(jiān)測；在管網(wǎng)水環(huán)節(jié)，增加末梢水非常規(guī)項目62項半年監(jiān)測以及嗅味物質季度監(jiān)測；二次供水環(huán)節(jié)，增加18項指標半年監(jiān)測；在入戶水環(huán)節(jié)，進行10項指標月度監(jiān)測。在水質管理職責方面，借鑒國際先進飲用水水質管理標準及規(guī)范，明確供水企業(yè)三級管理四級檢測要求，對運管中心、原水公司、制水公司、供水公司、威浦公司、三級單位和四級監(jiān)測的管理職責進行了詳細的規(guī)定，保障了居民龍頭水水質安全。

(2)實施水質風險管控，保障高品質飲用水入戶

開展供水企業(yè)的水質風險點識別和對策研究，基于歷年水質檢測數(shù)據(jù)、歷年客戶投訴記錄、社會大數(shù)據(jù)調研等供水數(shù)據(jù)，梳理水務集團水質風險、水質風險環(huán)節(jié)和用戶反饋，形成從龍頭到源頭的逆向水質風險和關鍵控制點評估技術導則，提出對水質風險開展高風險、高危害風險、高頻次風險、一般風險、高品質分級的細分四象限風險評級分析方法。梳理出基于水質指標的水質風險35條，經優(yōu)化和篩選后共24條，同時梳理出基于用戶反饋的水質風險9條，形成供水系統(tǒng)水質風險清單。在此基礎上，對共33條水質風險逐一開展成因分析、梳理現(xiàn)有對策、羅列可研究儲備對策，形成關鍵控制點清單和對策清單，保障了供水全過程各環(huán)節(jié)水質安全。

2.3 高品質飲用水示范先行，達標居民小區(qū)科學評估，居民小區(qū)評估研究

(1)總結高品質飲用水示范區(qū)建設和運行經驗，歸納形成可復制可推廣標桿

為實現(xiàn)高品質飲用水目標，通過供水企業(yè)內部智慧化、精細化管理體系建設，對標國際最高標準、最高水平，為用戶提供可直飲口感好的飲用水和迅速便捷的服務使用體驗，并形成可復制可推廣的標桿。高品質飲用水示范區(qū)開展5個方面的建設，包括水廠運行智慧化、供水調度智能化、水質保障終端化、管網(wǎng)運行預警化、供水服務精準化，建設供水產業(yè)鏈閉環(huán)信息平臺，打造符合上海特色的高品質飲用水供應體系。特別是供水“最后一公里”薄弱環(huán)節(jié)，形成可借鑒、可復制、可推廣模式。在黃浦典型老舊區(qū)民小區(qū)建設高品質飲用水居民小區(qū)，加大管網(wǎng)以及二次供水改造力度，采用精細化管理措施，在示范區(qū)內進行管道水箱不銹鋼材質更新，泵房改造，增加在線監(jiān)測設備，優(yōu)化二次供水模式，采取精細化的管理措施等保障高品質飲用水入戶。

(2)多維度開展科學評估，形成高品質飲用水居民小區(qū)評估體系

基于高品質飲用水示范區(qū)建設和運行經驗，通過國內外掛牌體系調研，基于供水企業(yè)運行數(shù)據(jù)，采用科學的權重評估方法，確定從水質水壓、設備設施、運維管理以及公眾參與4個維度，提出18項基本條件以及27項評分標準，確定了高品質飲用水評估流程、評估主體以及達到高品質飲用水居民小區(qū)的掛牌條件，形成水務集體高品質飲用水全鏈條水質評估體系，凝練成果《高品質飲用水居民小區(qū)評估指南(企業(yè))》?；谠撝改希_展黃浦示范區(qū)高品質飲用水居民小區(qū)評估。針對高品質飲用水掛牌評估的示范小區(qū)調研與評估，開展了居民小區(qū)泵房水以及入戶水連續(xù)的水質監(jiān)測。經過評估先行完成改造的春江小區(qū)和龍華小區(qū)滿足了掛牌條件，2021年底完成改造的14個居民小區(qū)從基本條件到各評分維度，經評估也均達到了高品質飲用水居民小區(qū)的要求。

2.4 落實高品質飲用水技術與管理措施，制定科學合理的中長期規(guī)劃

結合“十一五”“十二五”以及“十三五”以來，上海供水行業(yè)發(fā)展和取得的成就，梳理凝練水質保障技術和管理措施。以上海市高品質飲用水為最終目標，梳理上海在水源保護、原水水質改善、出廠水達標、管網(wǎng)與二次供水保障、管理監(jiān)管、應急保障等方面分別突破多項關鍵技術、運維管理制度和經驗，為未來發(fā)展、為高品質飲用水全鏈條水質保障與精細化管理提供技術支撐和依據(jù)。上海市供水行業(yè)已經形成從源頭到龍頭全鏈條的水質保障技術和管理體系，提升城市供水安全保障能力和水平。

(1)原水水質保障，進一步落實多水源調度與水質調控，完善“兩江并舉、多源聯(lián)動”水源地格局，顯著提升超大城市原水安全保障能級

在長江水源陳行水庫、青草沙水庫、東風西沙水庫和黃浦江上游太浦河金澤水庫“兩江四庫”水源地，應用河口水庫咸潮風險評估預警關鍵技術、流域層面水源地監(jiān)測預警聯(lián)動技術、調蓄水庫水力調控與生態(tài)協(xié)同水質保障技術、多水源城市原水系統(tǒng)綜合調控關鍵技術等關鍵技術，實現(xiàn)長江河口水源地咸潮預警預報、富營養(yǎng)化預控多級水質監(jiān)測、黃浦江金澤水源跨區(qū)域跨部門水質水量監(jiān)測預警，并形成多元化的業(yè)務化平臺，優(yōu)化加氯、加粉炭原水預處理系統(tǒng)，有效保障水源水庫取水安全，提升原水水質防止藻類、嗅味、微量有機物等污染物的能力，顯著改善水源水庫藻類及藻源性嗅味，長江水源及黃浦江水源出庫原水水質達到或優(yōu)于地表水Ⅲ類標準，上海多水源原水系統(tǒng)實現(xiàn)了科學聯(lián)動調配，調度水量達1 000萬m3/d，支撐“兩江并舉，多源聯(lián)動”水源地格局優(yōu)化，顯著提升了超大城市原水安全保障能級。

(2)凈水工藝提升，形成飲用水嗅味識別與去除成套技術，突破溴酸鹽生成和消毒副產物控制技術，促進了深度處理工藝在上海大規(guī)模推廣應用，有效解決上海飲用水嗅味問題，飲用水口感顯著提升

針對水庫藻源性嗅味問題，形成了庫區(qū)水動力調控藻嗅、廠前氧化與吸附削減藻嗅、水廠臭氧生物活性炭強化去除藻嗅等工藝技術方案，并在青草沙水庫和陳行水庫的水源供水系統(tǒng)中應用，有效保障了出廠水穩(wěn)定達標。針對黃浦江水源復雜嗅味與有機污染共存的難題，集成嗅味物質識別技術，形成了嗅味、有機物協(xié)同凈化技術方案，有效解決了長期困擾上海飲用水的異嗅難題。針對原水高溴離子、微生物泄露、銻污染等水質問題，突破加氨的溴酸鹽抑制技術、紫外和氯組合消毒的微生物多級屏障技術、消毒副產物控制技術、水廠銻突發(fā)污染控制技術等關鍵技術，確保出廠水穩(wěn)定達標，促進了深度處理工藝在上海大規(guī)模推廣應用，到2025年深度處理將實現(xiàn)90%全覆蓋。

(3)管網(wǎng)安全輸配保障，形成管網(wǎng)分級保障技術，突破基于水齡控制的二次供水優(yōu)化及監(jiān)管技術難題，為老舊小區(qū)改造及運行管理提供支撐，保障輸配水質安全

針對供水輸配管網(wǎng)，形成基于水平衡的漏損控制技術，集成管網(wǎng)“檢測評估-清洗消毒-修復-更新改造”分級保障技術，保障供水管網(wǎng)微生物安全，提升管網(wǎng)水質。針對二次供水水質穩(wěn)定性差，水質投訴明顯等問題，提出調整水池(箱)液位和進水方式兩種水齡優(yōu)化方案，突破了基于水齡控制的二次供水優(yōu)化及監(jiān)管技術難題，開展HACCP體系認證，實現(xiàn)二次供水水質提升，為完成上海市居民老舊小區(qū)改造及運行管理優(yōu)化提供支撐，并通過室內給水設施適應性技術，提升居民龍頭水水質。

(4)制定供水行業(yè)科學合理的中長期規(guī)劃，引領高品質飲用水目標實現(xiàn)

以“飲用水是第一食品”為核心理念，按照原水保障、水廠提質、輸配優(yōu)化、管控智慧、服務高效的發(fā)展要求，構建從源頭到龍頭的全流程飲用水安全保障多級屏障風險管控體系，打造水質優(yōu)良、運維智慧、服務精準的高品質飲用水供應系統(tǒng)。以實現(xiàn)2035年龍頭水水質穩(wěn)定達到上海市地方標準《生活飲用水水質標準》(DB 31/T 1091—2018)、關鍵水質指標與國際先進城市水質相當、口感佳、安全可直飲為目標，進行了城投水務高品質飲用水發(fā)展戰(zhàn)略研究。發(fā)展戰(zhàn)略給出了高品質飲用水供水的中期(至2025年)和遠期(至2035年)規(guī)劃期限，明確城投水務(集團)有限公司所屬水廠涉及的供水范圍為規(guī)劃范圍和該供水范圍內需要符合的供水標準，以及針對中期規(guī)劃和遠期規(guī)劃的高品質飲用水實施策略，以確保至2035年基本實現(xiàn)供水范圍入戶水水質穩(wěn)定達到高品質飲用水的要求。

3 結論

為實現(xiàn)上海市2035年供水直飲目標，對標國際領先、國內一流的定位出發(fā)，在前期高品質飲用水研究成果基礎之上，結合上海市高品質飲用水面臨的問題與挑戰(zhàn)，本著體系化、標準化、智能化、公開化的原則，形成高品質飲用水水質指標標準、風險清單、技術要求以及綜合管理措施，為實現(xiàn)上海2035年直飲水目標，提供具有前瞻性、系統(tǒng)化和精細化的水質管理技術支撐和運行保障。

未來高品質飲用水研究，將進一步向居民龍頭延伸，開展高品質飲用水入戶方案研究。從居民小區(qū)供水直飲角度，開展高品質飲用水入戶適應性研究，保障高品質飲用水普遍推廣；針對多層住宅樓宇、高層住宅樓宇等不同類型居民小區(qū)，開展二次供水技術研究，形成高品質飲用水入戶工程技術路線和建設方案，并進行技術經濟分析和綜合評估；結合高品質飲用水示范區(qū)建設，形成基于高品質飲用水目標二次供水運行以及管網(wǎng)運維相關指南，為全市二次供水設施改造實施以及運行管理提供支撐。