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二次供水行業供水方式和管理模式分析

如何應對新形勢下中國二次供水行業的變化與挑戰?

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城鎮供水系統通常由水源、輸水渠道、凈水廠、配水管網、二次供水設施、入戶管道與設備等組成。從水源取水后,經輸水渠道送入凈水廠進行水質處理,處理過的水經加壓后通過配水管網輸送至用戶。根據《城市給水工程規劃規范》(GB50282-2016)要求,城市供水應結合城市規劃
水務行業是指由原水、供水、節水、排水、污水處理及水資源回收利用等構成的產業鏈,水務行業產業鏈主要由供水和污水處理兩部分組成。水務行業是全國各地區最重要的城市基本服務行業之一,是支持經濟和社會發展、保障居民生產生活的基礎性產業,具有公用事業和環境保護的雙重屬性,我國日常的生產、生活離不開城市供水和污水處理等。發行人二次供水業務和污水處理業務分別處于產業鏈偏上游和偏下游,分屬于水務行業的供水環節和污水處理環節。
(1)二次供水行業
城鎮供水系統通常由水源、輸水渠道、凈水廠、配水管網、二次供水設施、入戶管道與設備等組成。從水源取水后,經輸水渠道送入凈水廠進行水質處理,處理過的水經加壓后通過配水管網輸送至用戶。根據《城市給水工程規劃規范》(GB50282-2016)要求,城市供水應結合城市規劃布局,按供水服務范圍和直接供水的建筑層數,確定供水管網用戶接管點處的最小服務水頭。近年來,伴隨著城鎮化建設不斷推進,城市高速發展,高層建筑的密集增加,城鎮管網供水最小服務水頭已無法滿足高層建筑的用水需求。根據國家住房和城鄉建設部發布的《城鎮供水設施建設與改造技術指南》,城鎮供水管網不能滿足用戶對水壓、水量的要求時,應建設二次供水系統。
圖表:二次供水在供水系統中的位置

二次供水是指在民用與工業建筑用水對水壓、水量要求超過城市公共供水或自建設施供水管網能力時,通過儲存、加壓,經管道供給用戶或自用的供水方式進行供水,二次供水主要為補償市政供水管線壓力缺乏,保障寓居在高層人群用水而建立的,被喻為城鎮供水系統“最后一公里”。
(2)二次供水方式
隨著我國城市建設的飛速發展,高層建筑日益增多,建筑給水工程也向著大水量、高水壓的方向發展,使得二次供水系統的建設需求日益增多。二次供水系統從最早的水塔式供水,發展至高低位水池(箱)供水、氣壓供水,直至變頻水箱供水、疊壓(無負壓)供水、節能錯峰智慧供水,供水系統在逐步發展完善。二次供水主要方式比較如下:
高低位水池(箱)供水:該模式由貯水池(箱)—水泵—水池(箱)—用戶,將城鎮管網來水儲存在貯水池(箱),再通過水泵將水從水池抽吸到屋頂水池(箱),利用屋頂水池(箱)的勢能將水供給各個用戶。該模式的貯水池(箱)能夠儲存一定水量,增強供水的安全可靠性,避免在用水高峰時出現水量或水壓不足的情形;該模式的缺點是貯水池(箱)需要定期進行維護和清洗,監管維護成本高,水質容易受到污染等。
氣壓供水:該模式由貯水池(箱)—水泵—氣壓罐—用戶,該模式去掉了屋頂水池(箱),減少了潛在二次污染源,增設了氣壓罐,設備可安裝在任何高度上,安裝方便;該模式的缺點是給水壓力波動大,能耗較高。
變頻水箱供水:該模式由貯水箱—調速水泵—用戶,該模式去掉了屋頂水箱,將城鎮管網來水儲存在貯水箱,利用變頻調速水泵將水箱中的水直接加壓供給用戶,水泵會根據用戶水壓、水量的需求調速運行,保證居民飲用水。該模式去掉了屋頂水箱,減少了潛在二次污染源,同時,水箱能夠儲存一定水量,起到調蓄作用,增強供水的安全可靠性;該模式的缺點是水箱占地面積較大,設備投入及監管維護成本相對較高。
疊壓(無負壓)供水:該模式由城鎮管網—水泵—用戶,該模式由管網疊壓(無負壓)供水設備直接與城鎮管網連接,利用管網的余壓疊加一定壓力后直接供水給用戶。由于該模式直接利用了城鎮管網的余壓,因此該模式被稱為“無負壓二次供水”或“疊壓二次供水”。該模式的優點是疊壓(無負壓)供水屬于封閉系統,避免了水質二次污染,利用城鎮管網余壓,節約能源等;該模式的缺點是疊壓(無負壓)供水容易使城鎮管網水壓下降,使得臨近用戶的供水可能受到影響,不能確保區域供水安全。
節能錯峰智慧供水:該模式由智慧系統(錯峰模塊、水質管理模塊、自清洗模塊、節能錯峰智慧云平臺)—節能水泵—用戶,該模式在變頻水箱供水模式和疊壓(無負壓)供水模式基礎上,通過不斷研發創新開發出的新型供水模式,該模式的優點是在智慧錯峰算法平臺的支撐下,系統可通過對目標區域的數據采集、分析用水需求特征信息,智慧統籌區域內各管網配水量,釋放供水系統的錯峰調蓄功能,降低水廠運營壓力,提高供水管網的配水調節能力,緩解高峰時期供水管網運行壓力,減少管網波動,延長管網使用壽命,降低漏損率,確保居民用水安全;該模式的缺點是依托智慧錯峰算法及軟件平臺的支撐,
適用于區域性多個供水單元的聯動調控,系統技術較為復雜。
(3)二次供水管理模式
目前,國內對二次供水設施新建或改造階段的管理模式,除較傳統的“自建自管”模式外,還包括“建管分離”模式和“統建統管”模式;對二次供水設施運營維護的管理模式,主要包括“管養統一”模式和“管養分離”模式等。
2015年2月,國家住建部、國家發改委、國家公安部、國家衛生計生委發布《關于加強和改進城鎮居民二次供水設施建設與管理確保水質安全的通知》,通知指出城鎮居民二次供水設施是保障城鎮居民用水需求的重要基礎設施。由于目前二次供水設施建設和管理多元化,監管職責不明晰,運行維護責任不到位,造成一些設施跑冒滴漏嚴重、供水服務不規范、水質污染風險高、治安隱患多等諸多問題,城鎮飲用水安全保障形勢嚴峻。同時,通知要求對新建的居民二次供水設施,鼓勵供水企業實施統建統管;對改造合格的二次供水設施,鼓勵供水企業負責運行維護;對既有的居民二次供水設施,鼓勵業主自行決定將設施管理委托給供水企業,即“統建統管”模式。
“自建自管”模式一般適用于商業地產、學校、醫院等二次供水設施的建設,由業主單位自行建設和自行管理;“建管分離”模式,即住宅小區新建或改造的二次供水設施由業主單位負責建設,經供水公司驗收合格后移交給供水公司統一接管,該模式下,行業內的客戶以房地產開發商或施工總承包商為主。“統建統管”模式主要針對住宅小區的二次供水設施的建設,即新建或改造的二次供水設施由供水公司統一負責建設,經供水公司驗收合格后由供水公司統一接管;在該模式下,行業中的客戶供水公司將會占據更加重要的地位。從長遠來看,按照上述政策目標,全國二次供水的管理模式預計將會朝“統建統管”為主的管理模式發展。
供水公司接管二次供水設施后,制定系統的管理制度、服務規范和養護作業技術標準,并自行承擔二次供水設施的日常管理、運行養護、更新改造等工作,即“管養統一”模式,如深圳市、吉林省采用該模式。供水公司接管二次供水設施后,將二次供水設施的運行養護作業外包給具有相應資質和信譽良好的專業二次供水運營養護公司,雙方通過簽訂運行養護作業合同,明確雙方的責任,并支付相應費用,即“管養分離”模式,如合肥市、上海市、重慶市等采用該模式。
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