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水看世界 | 东京都供水历史和现状(连载中)

 净水技术 2020-12-01

《净水技术》

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编辑语

全面达到GB5749的106项水质标准要求后,为了契合对高品质生活的追求,全国各地水司纷纷起步探索更高的供水目标,其中以上海、深圳等城市为先。2018年,上海率先发布了国内第一部水质地方标准,深圳盐田区实现全区直饮的目标也计划将于年底完成,此外,江苏省、浙江省也纷纷制订了基于现代化水厂或更高标准管理要求的内部导则……

但是,我们供水行业和水司的未来发展目标究竟是什么?所谓“直饮水”或“高品质水”仅仅是用更严格的水质标准来衡量吗?

自1898年始,东京自来水已历经百年发展。作为目前全世界供水规模最大、水质标准最高、供水服务最好的知名水司之一。经过百年的探索和实践,东京自来水制订了“确保供水安全”、“提升地震发生时的应对能力”及“提供可饮用、口感好的自来水”三大整体目标,其做法和经验值得我们研读和学习。

基于此,《净水技术》杂志社粗译了Ei Yoshida和Yugi Daigo编制的《Development of Water Services towards Ensuring Stable Water Supply in the Capital City Tokyo for the Future》报告,以连载形式陆续推出,为国内水司同行提供借鉴。翻译不当之处,还望批评指正。

——阿三

为确保东京都未来稳定供水能力而发展的供水服务

(Part A)东京都供水历史和现状

——Ei Yoshida、Yugi Daigo 著,邵宏 译

1 概况介绍

自从1898年建立现代供水系统以来,通过100多年坚持不懈的运营服务努力,东京都世界级供水系统建设的目标得以实现。

通过采取因时制宜的措施,我们对东京都的建设做出了巨大贡献,同时还带来了居民生活水平的提高。这些措施包括回应城市扩容所带来的用水需求快速增长(包括抗传染病风险的措施);提高与改进自来水处理工艺以应对原水水质劣化,不断提高自来水水质标准;减少产销差措施(预防自来水漏损),以及根据客户的需求研究出各类应对措施。

尽管如此,除了我们目前面临的亟需更新的那些在日本经济高速增长时期大规模建造的正在老化的供水设施以及改进应对强烈地震与特大暴雨的准备工作之外,我们还需要恰当地应对各种可能出现的问题与风险,其中包括人口减少与水环境受气候变化影响等。

在这样的情势下,东京各家自来水厂已通过从现在起直至未来持续提升与完善高质量的供水服务,并同时以有形与无形方式建造一个更加可靠的供水系统,而这一切就是为了提供受客户赞赏的供水服务。

2 东京供水系统的历史

东京供水系统的开端可以回溯至100多年前。

当时,我们遇到的问题是水源污染,以及木制水闸的腐烂,此外,1886年许多居民成为当时一次霍乱爆发的受害者,这就推动了东京在1888年开始开展一项用于现代供水系统设计与建造的详细调查。该供水系统被设计成将多摩川河水通过43公里长、有着360年历史的玉川引水渠导入淀桥水厂,随后在水厂内沉淀与过滤,再加压后通过铁管输配到东京都市区。从1898年12月1日自来水被输配到东京都神田区与日本桥区开始,这一供水系统不断将服务区域逐渐扩大,并于1911年初具规模。

这一现代供水系统完工两年之后,我们开始了重点为建造水库与水厂的新的扩大计划。

1923年关东大地震之后,一波又一波的城市化浪潮开始扩大到东京郊区。因此,供水系统扩大计划被进一步实施了。在紧随战后重建的经济高速增长时期,快速城市化造成供水紧张,其原因是工业与人口集中在城市里、污水系统的扩大、只有父母与孩子的小家庭的增加、生活方式的多样化以及大型建筑的建造等。为了应对这一切,我们着手开始了新的供水系统扩大计划,即将Tone河水作为水源,为此还新建了一条用于原水输配的总管。

最近几年,为了应对人们对安全、好口感自来水不断增长的需求,我们不仅为所有来自Tone河的原水引入了先进水处理系统,而且还为稳定地供给改进了输配水方法(例如:直供)。

3 东京供水服务的现状

截至2013年10月1日,东京供水服务总体数据为:

服务面积                               -1235.01平方公里

服务人口                              -1294万8248人

服务覆盖率                           -100.0%

服务连接数(即用户数)     -714万6953户   

输配管线总长                       -2万6613公里

每天最大总制水能力            -685万9500立方米

年总供水量                          -15亿2349万1000立方米

每天最大实际供水量            -463万2200立方米

东京自来水现已成为世界上最大的水务运营商之一,它为住在约1235平方公里供水区域内的23个区与多摩川流域26个市约1300万居民提供自来水。

以2013年2月为例,年总供水量与每天最大输配水量(即每天最大实际供水量)分别为15亿2349万立方米与463万立方米。

3.1 水源

几乎所有东京自来水的原水都取自河流,其中78%取自Tone河与Ara河水系、19%取自多摩川水系。

直至1960年代早期,我们还高度依赖多摩川水系作为水源地。随后,为了应对高速增长的供水需求,我们开发并增加了对Tone河水系水系的依赖。

目前,东京都政府所拥有的原水为每天630万立方米。

(图1 东京都水源分布)

3.2 依托河流水系的水源分布和供水区域供水区域

3.3 水厂

东京自来水拥有11座主要的自来水厂,每天最大总制水能力大约为686万立方米。

这些自来水厂拥有先进的水处理系统,根据原水水质分别包括臭氧-生物活性炭深度处理、常规处理、膜处理和消毒处理等处理工艺选择。约85.5%的水厂采用臭氧-生物活性炭深度处理工艺、约11.6%的水厂采用常规工艺、约2.7%的水厂采用常规+膜处理工艺,另有0.2%的水厂由于原水水质较优,仅作消毒处理。

(图2 东京都水系分布和供水设施分布)

(图3 东京都水厂处理工艺统计)

3.4 输配水设施

自来水供水站由输配调蓄水库与泵机组成,它们在自来水输配控制中起主要作用。供水运行中心对所有泵机与输配调蓄水库实施远程控制操作。

东京自来水内径400~2700 mm的总管与内径50~350 mm的支管总长为2万6613公里,相当于地球赤道长度的2/3,其中总管2401公里、支管2万4212公里(2014年3月数据)。

(图4 东京都管网总长度统计)

3.5 水质控制与管理

东京自来水精心控制从源头到龙头的全程水质,始终如一地提供安全、好口感的自来水。

同时,就三氯胺、余氯、带有嗅味的物质与有机物等八项指标而言,我们自愿制定了“生产好口感自来水的水质目标”,这一目标比全国水质标准中所制定的相关指标更为严格,我们致力于实现这些目标。另外,我们还引入了先进管理体系并开展“东京优质管理计划 ”。

上述八项指标具体为余氯(大部分用户无法察觉)、三氯胺(大部分用户无法察觉)、总嗅味阈值数(无法被察觉)、二甲基异莰醇(无法被察觉)、土臭素(无法被察觉)的气味指标,作为味觉即口感指标的总有机碳以及外观指标中的色度与浊度。

为了彻底实施水质的强化控制,东京自来水开展了基于自来水安全计划的“风险管理”与基于ISO/IEC17025、由“先进的质量控制”与“高度精准的自来水水质化验”组成的“东京优质管理计划”。

(图5 东京都首要控制的8项水质指标与限值要求)

3.6 供水运行

为了确保供水稳定,我们不得不针对有限水源中的大部分开展全面改进措施,包括供水设施扩建以及高效率地取用原水与精心地管理自来水输配。

东京自来水已建立了供水运行中心以搜集来自每个设施的各种数据,对包括多摩川地区大部分设施在内的整个东京自来水系统开展24小时监控。

(未完待续,下一篇:Part B 东京供水面临的挑战与对策——设施更新)

翻译编辑:邵宏

编辑结语:长期以来,通过阅读量和转载量,《净水技术》一直在默默观察并尝试了解我们的读者的阅读兴趣点。其中,对于国外情报高价值情报资料的阅读热情在各类型的报道内容中居高不下。为此,作为“情报中心”的定位,《净水技术》花费大量精力、时间,搜集国内外的科技情报动态,并予以翻译和校对,力求坚持一本行业科技期刊的本位,用媒体的方式,为广大同行服务。

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