日本北海道札幌市白川自来水厂考察体会.doc

中国和日本饮用水标准和处理技术的比较探讨

——日本北海道札幌市白川自来水厂考察体会

赵广英

（重庆交通大学环境工程研究室，重庆，400074）

摘要： 本文对我国和日本的饮用水水质指标进行了对比分析，对北海道札幌市白川自来水厂的水源水进行了考察，对白川自来水的生产工艺流程进行了实地考察，自来水厂的出水达到了直接饮用的水质标准。白川自来水厂的水质保证主要是通过水源水保护、自来水厂的水质严格监测和水厂的严格管理等方面来实现的，这些先进的技术和成功经验有一定的借鉴和参考价值。
关键词：水处理；水质标准；水质基准；水质管理

1. 自来水水质指标的对比分析
国家标准委和卫生部联合发布的新的国家饮用水水质标准《生活饮用水卫生标准（5749-2006）》已经正式颁布并于2007年7月1日起生效，规定指标增加至106项，这必将对我国给水处理技术的选择和应用产生巨大而深远的影响。而对于我国的一些自来水厂，特别是中小城市水厂长期以来，给水工艺仍然是混合、絮凝、沉淀、过滤和消毒几个阶段，传统工艺主要是建立在以粘土胶体微粒和致病细菌为主要去除对象的基础上。而目前水污染程度的日益加剧、污染物品种日益多样化，传统水处理工艺的改进与强化势在必行。
日本水质指标2004年执行，包括50项基准项目和27项年水质管理项目，我国新执行的水质标准包括常规指标和非常规指标，中日自来水水质指标对比分析见表1。
表1 日本水质项目部分指标与我国水质常规、非常规部分指标比较 单位：mg/L
项 目
我 国
新标准
日本
基准值
项 目
我 国
新标准
日本
基准值
一般細菌
100CFU/mL
< 100CFU/mL
镉
0.005
< 0.01
大肠菌
不得检出
不得检出
汞
0.001
< 0.0005
四氯化碳
0.002
<0.002
硒
0.01
<0.01
1,1-二氯乙烯
0.03
<0.02
鉛
0.01
<0.01
顺式-1,2-二氯乙烯
0.05
<0.04
砷
0.01
<0.01
二氯甲烷
0.02
<0.02
六价铬
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
<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
锌
1.0
<1.0
二溴氯甲烷
0.1
<0.1
铝
0.2
<0.2
总三卤甲烷
0.06
<0.1
铁
0.3
<0.3
三氯乙酸
0.1
<0.2
铜
1.0
<1.0
一溴二氯甲烷
0.06
<0.03
钠
200
<200
溴仿
0.1
<0.09
锰
0.1
<0.05
甲醛
0.9*
<0.08
氯化物
250
<200
土味素
0.00001
<0.00001
臭
无
无异常
酚类
0.002
<0.005
味
无
无异常
有机物（TOC）
5
<5
pH値
6.5~8.5
5.8~8.6
邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯
0.008
<0.1
亚硝酸盐氮
0.1
<0.05
1,1,1-三氯乙烷
2
<0.3
锑
0.005
<0.015
甲苯
0.7
<0.2
CODMn
3**
<3
1,2‐二氯乙烷
0.03
<0.004
色度
15
<5度
钙、镁等（硬度）
450
<300
浊度
1***
<2度以下
阴离子表面活性剂
0.3
<0.2
TDS
1000
<500

镍
0.02
0.01
注：*： 使用臭氧时。
**： 水源限制，耗氧量大于6mg/L时，取5mg/L.
***：水源和净水条件限制时为3mg/L。
由表1可知，我国的新标准部分指标:如二氯乙烯，四氯乙烯，三氯乙烯，一溴二氯甲烷，溴仿，甲醛，1，1，1，-三氯乙烷，甲苯，1，2‐二氯乙烷，Ni，色度，亚硝酸盐氮，Mn，Hg等指标与日本的基准值有一定差距，而其他指标等于或小于日本的水质基准值。日本的自来水已经达到了直接饮用的水平，由此我们坚信，在不远的将来我国的自来水也具备达到直接饮用的标准的可能。
2．日本北海道札幌市白川净水厂考察
2.1 札幌的发展是和供水现状
札幌市人口约200万，是北海道的县政府所在地，是北海道政治、经济、文化中心。地理位置与中国的长春市基本处于同一纬度，市区东西为42.3km，南北为45.4km，总面积1，121km2。札幌市作为国际活动的大舞台，每年2月举办的札幌冬雪节，汇集了包括各国游客在内的200多万人,这几乎增加了一倍的自来水需要量。从前的札幌几乎是蛮荒之地，1869年开始开拓，上一世纪50年代，进入了日本经济高度增长期，同时人口剧增。城市的迅猛发展导致地下水水位降低，溪流消失了，许多河水因生活、工业排水而逐渐变得污浊，与此同时对给水的需求量与日俱增。
北海道札幌的自来水来源约有98%是来自豊平川，豊平川的水源区域大部分为国立公园等森林地带，水源水质良好。札幌市的自来水系统建于1937年，以豊平川为水源，从藻岩净水厂开始向92，000市民供水，1958年和1967年两次进行了扩建，现有的水厂是其后随着市区扩大及人口增加，自来水厂生产系统数次扩建而成。
白川自来水厂60年代开始建设，承担着札幌市80％的供水任务，自来水水源均为河水，来自豊平峡水库和定山溪水库，发展过程如表2所示，白川净水厂给水能力将来的目标是800，000m3/d。
表2 白川自来水厂发展和供水能力的变化历程
时间
时间
事 件
1967.4
昭和42年  
三期工程开工
1971.7
昭和46年  
白川净水厂给水能力120，000m3/d
1973.3
昭和48年  
豊平峡水库完工
1975.6
昭和50年  
白川净水厂给水能力310，000m3/d，给水人口突破105万
1978.1
昭和53年  
给水普及率突破90%
1979.7
昭和54年  
白川净水厂给水能力405，000m3/d
1983.7
昭和58年  
白川净水厂给水能力500，000m3/d
1988.7
昭和63年  
白川净水厂给水能力600，000m3/d
1989.10
平成元年 
定山溪大坝完工
1994.10
平成6年 
给水普及率突破99%
1997.7
平成9年 
白川净水厂给水能力650，000m3/d
2001.11
平成13年 
获得ISO14001认证

2.2 白川自来水厂的生产流程
日本的自来水达到了直接饮用的标准。白川自来水厂的包括第一净水厂、第二净水厂、第三净水厂，以及污泥脱水设备和太阳能污泥干化场等，如图1所示。
第一净水厂

白川取水口来水——沉砂池—— 第二净水厂 净水池

第三净水厂 污泥 太阳能污泥干化场

图1 白川净水厂总体结构示意图
白川取水口设有活性炭投加系统，活性炭具有良好的吸附和过滤性能，投加方法是：该取水口在水源水水质异常的时候投加含水50%的粉末活性炭与溶解槽中，以保证后续的水处理系统的处理效果。
水处理工艺流程如下：
水库来水——白川取水口取水——投加活性炭系统——沉砂池——投加消石灰——混凝——沉淀——过滤——次氯酸消毒——净水池——供水
白川的自来水处理工艺基本上是我们常见的水处理过程，但通过采用有效的水源管理、自来水厂的监控系统和管理系统等，自来水厂的出水达到了直接饮用的标准。由此可见，对于自来水水质的保证来说，水资源的保护是至关重要的。
3.经验借鉴
3.1先进的水处理工艺：
日本相当重视饮用水安全，很多净水厂除了采用传统的净水工艺（混凝、沉淀、过滤和消毒）之外，还根据水源水质的不同，增加了相应的高度净水设施，通过深度处理：活性炭处理、臭氧处理和生物处理，臭氧和活性炭处理组合工艺，有效地改善了水质。这些深度处理技术除了白川自来水厂在应急情况下采用外，在朝霞净水厂和宇治净水厂都得到了成功使用，效果非常显著。
3.2水价实行带基本使用费的二部费用制方式，根据用量或用途、供水管口径大小来定价
 日本全国没有统一的水费制度。水价根据使用者的使用量或用途、供水管口径大小来决定。水价由基本费用和从量费用组成。基本费用与使用量无关，一律收取，主要用于建设、维护供水设施。从量费用按使用量收取，用于供应自来水所需的必须费用。采取这样的收费方式，可以有效控制用水浪费。
3.3自动化程度高，管理规范
自来水厂管理自动化程度很高，净水厂管理人员较少。水厂对水源水、进厂水、水处理过程水、管网水水质、水压、流量等信息通过光缆传入中央控制室，进行24小时全方位监控，保证配水设施正常运行。
4.小结
札幌市自来水厂向市民提供达到直接饮用的标准安全的自来水。供水的经验是，首先就是保护自然赐予的水资源，做好环境保护工作，努力保护水源，引进送水过程中的水利发电，建立环境负荷低的能源系统等等，推进关爱环境型的运营。
 1）政府重视，建设标准高
 2）自动化程度高，管理规范
 3）水质管理非常严格
4）重视水资源的节约和保护
5）重视太阳能的利用