第3章　饮用水类别及其特点

3.1　自来水与直饮水

3.1.1　自来水

3.1.1.1　自来水的意义

“自来水”兴起在城市，它是城市公共供水的通俗叫法或别称。

城市公共供水（或称城市供水）是指城市供水企业，以公共供水管道及其附属设施，向单位和居民的生活、生产及其他各项建设提供合乎要求的用水。由于使用者只需方便地打开水龙头（或阀门）即有水自动流出，所以人们形象地叫它“自来水”。显然，这是与早先时期人们从河湖等地表水源挑水、担水，或从井里摇辘轳绳向上提水的不方便用水情况相对比的一种形象叫法。

城市供水直接影响着人们的生活质量和生产的正常进行，也关系到社会的安定、文明与和谐发展。人们常比喻说“电是城市的眼睛，水是城市的血脉”，说明水和电在现代化城市中是多么重要。自来水不仅是城市居民生活饮用水的唯一来源，也是城市公共用水的主要来源和厂矿企业生产用水的重要来源。

自来水是水工业的产品，不仅可直接用于生活与生产，还可作为原料水进一步加工处理成各种特殊生产用水和商品瓶装饮用水等。

3.1.1.2　自来水的要求

城市供水的任务是向城市连续提供水量充足、水质可靠、水压适宜的用水，这些要求既是自来水的基本功能，也是用水者向供水者提出的三项基本要求，其中水质是核心。

自来水是供人们饮用和生活使用的同一种水质的水，虽然据统计饮用水量只占城市用水量的2%左右，但自来水的水质质量应以满足饮用为标准。为此，其水质的定性要求主要是：水质感官性状良好，确保水微生物学质量的安全性，预防化学物质的急、慢性中毒。其水质的定量条件就是国家制定的《生活饮用水卫生标准》中所规定的各项水质标准和限值，见附录6。

应当指出，成品自来水出厂后，一般情况下要一次通过输水干管、水塔或高位水池以及配水管网等供水设施，最后才到达用水户的水龙头处，其间不但出厂水和管网水的水质应达到国家规定的《生活饮用水卫生标准》的要求，而且用户受水点的水质也应符合该标准规定的水质要求。

3.1.1.3　自来水的处理工艺

自来水绝非可以“自来”。天然水源的原水经过各种工程设施运输和加工之后，才变成合格的自来水。

自来水处理的目的是使其水质达到《生活饮用水卫生标准》的要求，由于水源种类及其原水水质的不同，其处理方法和工艺也各不相同。

地下水源水由于原水水质较好，故处理工艺较简单，一般只需消毒处理即可。若原水中含铁、锰或氟超标时，还需先进行除铁、除锰或除氟处理。地表水源水的成分比较复杂（图3-1）。当原水水质较好时，通常只是原水的浊度和细菌类参数不合格，一般采用常规处理工艺即可，见图3-2，主要是采用物理-化学作用使浑水变清并去除致病菌，使水质达到饮用水水质标准。由地表水制取自来水的加工过程及说明见表3-1。

20世纪70年代以来，由于水源受到污染，成分更加复杂，特别是有机物污染，仅采用常规处理工艺是不能使之去除的。为此，在常规处理的基础上往往还应增加预处理或深度处理工艺技术措施才行。

自来水的制水成本应包括固定资产折旧费、原水购置费、大修费、维护费、动力费、人工费、药剂费、财务费等，其数值各地不尽相同。例如，北方某省会城市，因系远距离引水，原水购置费在5元/m3以上，而净水成本（不计原水购置费）在0.6元/m3左右。

3.1.1.4　饮用水水质新问题及对策

（1）饮用水水质新问题　自来水系天然水经过处理后，其水质符合国家规定的《生活饮用水水质标准》的水工业产品水，它是城市居民生活饮用水的重要来源和唯一来源。《生活饮用水水质标准》是在特定年代，从健康卫生和使用的角度出发所制定的水质指标限量的总和，也是水食品质量的法规。而且应随着国家经济的发展、水环境污染状况以及人民生活水平的提高情况，对其内容和标准不断进行修改、完善和提高。因此，合格的自来水不仅是无害水，而且在相应的历史年代中它就是健康水或相对的优质饮用水。

长期以来，城市居民用户已把自来水视为可以信赖的放心水饮用。但20世纪70年代以来，我国水源污染日益严重，尤其是成分复杂的工业废水的大量排放，使种类繁多的有机污染物质进入城市水源。近些年有些水厂的处理工艺难以使某些污染物有效去除，加之超负荷运行和管理因素等原因，使自来水水质各项指标的合格率难以确保，非标准自来水的出现时有发生，严重影响了一些居民用户对自来水的由衷信赖。

自来水厂的常规处理中，主要去除原水中的悬浮物、胶体和细菌等，很难去除溶解的有机物等有害物质。我国水厂基本上采用氯消毒，而氯化有机物可能生成三卤甲烷（THMs），并占饮用水中合成有机物的绝大部分。THMs属于致癌、致突、致畸的“三致”物质，危害人体健康，应予去除。从20世纪70年代起，饮用水中化学成分的数量急剧增加，世界范围内饮用水中，已出现765种合成有机化合物，其中117种是属于致癌的或有关致癌的物质。通过饮用水进入人体的部分化学物质，会在体内蓄积起来，成为人体的“正常”组成部分。农药DDT和六六六在世界范围内的人体中都有出现就是证明。

（2）改善水质对策　加强环境治理，减少各种污染，保护饮用水水源，是改善水质的根本出路。因此，面对水源污染的客观现实，如何采取技术对策和管理措施，以确保并提高自来水的水质，乃是当前城市供水行业的重要任务。研究和开发微污染水源饮用水处理工艺技术，是现代水处理学科领域里的一个热点课题。由于污染治理是一个长期的过程，现有水源不可能在近期得到根本改善，同时存在一个经济能力的约束，为此名目繁多的净水器进入家庭，市场上还出现了各种各样的桶装水。根据发达国家供水的历史经验，分质供水是保障和提高居民用水质量的有效办法。在城市供水中用于烹调、饮水等的饮用水水量仅占0.5%～2%，在我国现有经济条件下，对于小于城市供水量2%的饮用水，按社区设饮用水供应站,把自来水进一步净化处理，达到饮用水标准，进行分质供水是可行和现实的。供水方式可以桶装供应，也可用两套管网分质供水。在这方面上海市已走在全国的前列，将其列入菜篮子工程，目前上海市生产和销售各种桶装水的注册企业有40多家，而且在浦东新区锦华居住小区建成了我国第一个设两套管网分质供水的居住小区，到目前为止全国估计已建成两套管网分质供水的居住小区在一百个以上。管道供水水质以《饮用净水水质标准》（CJ94—1999）为主，桶装水则必须达到《瓶装饮用纯净水标准》（GB17323—1998）。

对于家用净水器，有许多调查资料表明，效果并不令人满意。笔者认为，购买家用净水器一定要选择与本地区水质相适应的产品，而且要合理使用维护，及时更换滤材，超量使用会起到相反的作用。

（3）饮用水水质标准的发展　为了适应现代出现的饮用水中化学成分急剧增多的现象，每个国家的饮用水水质标准中所列的水质参数项目也就必然相应地迅速增加。我国1959年实施的第一个饮用水水质标准只包括16项水质参数，1976年修订的标准增加到23项，1985年的标准（GB5749—85）增加到35项，现行标准（GB5749—2006）总项目超过100项。目前WHO提供的饮用水质标准参数考值有49项，日本饮用水标准有59项，欧共体饮用水水质批令有66项，美国国家饮用水规则有83项。与发达国家比较，我国的现行饮用水标准明显提高。为了适应社会经济发展以及人们对饮用水水质的更高要求，未来的水质标准会项目更多、质量更高（严），而且会在以下几方面重点考虑。①尽量按水中成分对人类健康的影响来制定成分的浓度标准值；②研究通过饮用水或食物累积在人类体内的污染物对人类演变的长远影响；③多设综合性的水质替代参数以取代单项的水质参数；④按地区的水源情况、自然环境、所处地位性质以及生活习惯等特点，制定相应的饮用水水质标准。

有人提出健康水的标准为：①不含任何对人体有毒、有害及有异味的物质（尤其重视有机物污染）；②水的硬度以30～150mg/L（以碳酸钙计）为宜；③人体所需的矿物质含量适中（主要考虑人群普遍缺乏的常量元素）；④pH值为7～8（要呈碱性）；⑤水中溶解氧及二氧化碳含量适度（水中溶解氧不小于5mg/L）；⑥水分子团小；⑦水的媒体营养生理功能（如水的溶解力、渗透力、扩散力、代谢力、乳化力、洗净力等）要强。

上面提出的健康水标准，方向是正确的，但量化指标不够，有些尚无法测定，有些还需要较长时间的观测才能得出结论。当然这是关系到民生的大事，需要各方面的专家进行研究，制定出合理的饮用水水质标准。

3.1.2　直饮水

3.1.2.1　直饮水的概念及意义

直饮水即水质优良可以直接生饮而无碍人体健康的饮用水。它分管道直饮水和灌装直饮水两种供应方式。“饮用净水”或直饮水的定义是：以自来水或符合《生活饮用水源水标准》的水源水经深度净化的、可直接饮用的管道供水和灌装水。另外，饮用矿泉水、饮用纯净水等也是直饮水，但多为灌装直饮水。显然，直饮水的水质比自来水更好。但应当说明，饮用净水和饮用矿泉水在水质上有别于饮用纯净水。管道直饮水产生的基础是“按需处理、分质供水、优水优用”的理念，其用意是将饮用水系列作为城市主体供水系统，只供居民生活饮用的优质水；而将低品质水、再生水作为非饮用水，另设管网系统专供景观用水、园林绿化、卫生用水、消防、施工或工业低质用水等。

20世纪末在我国兴起管道直饮分质供水的思考背景是：由于水源污染，而自来水的常规处理工艺尚不能有效去除原水中的微量有机污染物；并且管网系统存在二次污染；同时，居民实际饮水量所占份额较小，有资料说只占供水量的2%～5%；另外，又不可能对已有的全部市政自来水都进行深度处理、对市政管网进行大规模改造等。所以就产生了在原有市政供水管网不变的前提下，将饮用水和生活使用水分质供应（也叫双给水系统），既避免水的高质低用的浪费现象，又保证饮水的安全卫生，其经济效益和社会效益都应是较大的。

分质供水在西方发达国家已有数十年的应用历史。应指出的是我国某些专设供饮用纯净水的管道直饮水系统，与西方的分质供水在“饮用水”涵义上有所不同，他们的“饮用水”还包括生活使用水在内（这样这部分水量所占份额就不是3%左右了）。尽管如此，我国目前在上海、福州、深圳、宁波等地正在试行的两个管道系统分别为纯净水与一般生活用水的分质供水系统，可根据不同水源情况和人群层次的不同需求，目前在楼宇、楼群或居民小区使用更有实用意义。

3.1.2.2　直饮水的水质标准

目前我国已颁布正在使用的可作直饮水的水质标准有三个，即：《饮用净水水质标准》（CJ94—2005），见第4章4.1.3，《瓶装饮用纯净水》（GB17323—2010），见第4章4.1.1，《饮用天然矿泉水》（GB8537—2008）见第5章5.1.1。

3.1.2.3　直饮水的净化工艺

目前，我国生产饮用净水的水厂，通常采用的工艺流程是自来水常规净化工艺+深度处理。若原水氨氮较高时，还需考虑在常规净化工艺之前再加生物预处理，即：

深度处理技术主要有深度氧化、活性炭吸附、臭氧-生物活性炭（O3-BAC）处理等。其中臭氧-生物活性炭法对水质改善效果优良，且运行稳定可靠、处理成本适中等，成为目前应用较多的深度处理主体工艺。