《清华水业高级技术沙龙绿皮书》系列之五
前 言
2005年12月12日,由清华大学环境系和中国水网联合主办的第五期水业高级技术沙龙在北京清华大学丙所成功举办。本次沙龙的主题是"哈尔滨停水事件与城市供水运营管理机制",因为当时正值中国政府处理有关事件,因此沙龙主题只局限于技术环节、应急机制等的讨论。
本文内容是针对当时召开的沙龙讨论内容的一个总结,主要涉及停水事件有关的技术等有限环节。如有不足或不当之处,请予批评指正。
清华大学环境科学与工程系
中国水网
2006年2月
目 录
一、没有直接经验是哈尔滨停水事件技术上需要突破的难题
二、建立和完善突发事件的应急预案
三、信息透明保证社会安定
四、加强水源保护建设
五、完善水处理应急技术工艺
六、建立城市管网预警平台
七、城镇供水应急中的政府组织管理
八、开展松花江流域的长期监测和研究工作
"哈尔滨停水事件"引发的技术思考
刘文君 李建军 何寿平
二〇〇六年二月
哈尔滨--这个市区有400万人口的特大城市,因吉化爆炸引起的松花江水污染停止供应自来水4天。这一突发事件前后的反应表明,我国自SARS之后的城市应急机制已初步发挥了作用。在这次考验城市应急机制的过程中,有许多值得总结的经验和教训。
2005年12月12日清华大学环境系和中国水网联合举办了第五期水业高级技术沙龙,专题听取了建设部赴哈尔滨专家组成员关于哈尔滨市因松花江水污染停水事件和应急、恢复供水处理的情况介绍。与会的专家们认真听取了专题发言,并进行了热烈交流和讨论。尽管建设部专家组面对巨大的压力和挑战,但凭借扎实的专业功底和丰富的经验,出色地完成了任务,但是本次事件仍然有太多的"不出色和不规范"需要避免和改善。哈尔滨停水事件的经验和教训,使我们深刻地体会到饮用水安全对人民生活、经济生产和社会稳定的重要,对城镇供水系统的安全和应对突发事件的能力提出了更新和更高的要求。
一、 没有直接经验是哈尔滨停水事件技术上需要突破的难题
哈尔滨针对停水事件2005年11月21~22日连续发布了三个公告,并且各级政府已经对外承诺27日晚恢复供水。面对这么短的时间,完成技术方案的研究、污染物硝基苯的测定方法、设备生产、生产性实验运行等很多工作,政治上没有任何时间的宽限,政府不能失信于民;饮用水安全不能存在任何偏差,技术上必须百分之百的成功,压力非常巨大。
停水事件对外公布的时候,鉴于污染物的主要成分是苯和硝基苯,因此全国相关的专家都考虑采用活性炭处理工艺。但是具体怎么处置,不仅国内没有直接的经验参考,连国际上都极少做过有关的研究。
硝基苯的生物稳定性很强,降解很慢,所以基本上首先排除了生物处理的方式。
哈尔滨供排水集团一开始提出的方案是将砂滤池改造成炭砂滤池,以颗粒活性炭为主,底部留下二、三百毫米厚的石英滤砂。这个方案需要一千四百吨活性炭,需要全国紧急调炭,难度很大。但在中央的关怀下,各地紧急调运了1200吨活性炭,以应急需。
硝基苯的化学稳定性非常强,氧化很困难。高锰酸盐对它不起作用,臭氧不起作用,需要紫外双氧水,或者紫外臭氧进行处理,才有可能氧化。但是处理高浓度的硝基苯,不仅设备来不及准备,更为重要的是氧化产生的中间产物(如硝基酚等)的处理如何?硝基酚的毒性又如何?这些都是不确定的因素,在解决一种污染的同时,可能又产生另外的一种污染。
硝基苯的活性炭吸附性能处于中等偏下的水平,但却可以被活性炭吸附。因为国内的硝基苯主要是用在火药工业、炸药工业,这些行业的废水处理大都采用活性炭吸附工艺。尽管饮用水的处理和废水净化的要求存在较大的差距,但依然可以作为参考。
物理方法采用的活性炭,考虑粒状炭以外,还考虑了粉状炭。因为粉状炭可以及时地排出系统。如果采用颗粒炭,在污染物浓度达到高峰的时候,污染物会被吸附,但是浓度高峰过去以后,又会解析脱附。吸附是一个动态平衡的过程,如果水源水的浓度降低以后,污染物经脱附,污染问题依然存在。所以,采用粉状炭吸附效果较好。
关于活性炭投加量的问题。清华大学环境系很多老师在环境系紧急会议上提出,200毫克/升以下都可以接受。24号上午哈尔滨工业大学现场实验显示,活性炭投加量10毫克/升和30毫克/升的去处率只有30%-50%,当时污染物浓度是0.042mg/L,硝基苯这样高的超标浓度,最终根本达不到浓度标准的要求。因此,专家组在综合这些情况的基础上24号中午12点制定了方案,增加粉状炭的剂量。
关于粉状炭投加点的问题。粉状炭一开始考虑投加在混凝阶段,但是试验现场小试结果发现,即使投加量提高到50毫克/升,硝基苯去除效果也不明显。因为与混凝剂同时投加,混凝剂将粉状炭包裹起来,活性炭的吸附作用发挥不明显,而且活性炭吸附需要一定时间,投加在混凝单元不能保证足够的吸附时间。因此,专家组决定将污染控制点前移,将粉末活性炭由水厂现场投加,改到在取水口投加。从取水口到水厂距离为5~6公里,因此活性炭在管道中有1-2小时的吸附时间,保证了比较充分的吸附效果。活性炭投加点的改动是整个技术方案中非常重要的一环。
为了确保对硝基苯的去除,达到多重屏障的目的,后续过滤单元改造成炭砂滤池的应急工作继续进行。但为了确保出厂水,将原来的300毫米厚度的砂滤方案,变为保留500毫米厚的砂滤,符合条件的水厂可以换炭。因为,如果滤床厚度不够,难以保证自来水过滤的效果。
二、 建立和完善突发事件的应急预案
透过哈尔滨停水事件,对照各个地区的情况,我国的应急机制和预案还存在许多薄弱环节,甚至不够健全。例如,一些主管部门的应急管理意识不强、应急管理机构不健全、职责不明确、相互缺乏协调性;尚未建立应急信息反应平台,更没有应急指挥信息系统;突发事件的媒体信息公开不够,信息不统一;一些企业考虑自身生产运营安全的多,对城市安全稳定考虑的少;应对突发事件的科技水平不高,技术储备不足,手段落后;尚未全面开展应急资源的普查、储备工作;一些紧急预案没有经过认真地调查研究,也没有进行可行性论证,到发生问题时,无法按应急预案处理;没有开展应急培训和预案演练的工作。
1、建立和健全专项应急预案
11月13日吉化101厂发生爆炸事故,哈尔滨市18号、19号才了解到有可能发生水污染,才开始采取调查行动。中央有关部委是21号夜晚得到正式汇报,国务院办公厅22号上午开会讨论此事。23号,各部门开始组建专家组,相继赶到哈尔滨,处理停水事件。尽管事出有因,但事故反应不敏感、拖延时间长,丧失了处理的最佳时机。说明,我国的紧急预案的响应机制迟钝。
因此,必须进一步完善突发应急事件响应机制。加强值班、报告制度,对突发应急事件的反映要及时准确;加强综合协调,包括部门内部的协调,不同部门之间的协调,不同级别之间的协调,不同职权之间的协调;明确责权,分工负责;健全《安全事故与自然灾害预防、接报与处置工作程序》。
整体应急预案下的专项预案的严重缺乏造成面临突发事件无从下手,导致处理事件时机的延误。应该大力加强排查对人民生活造成安全的隐患,只有调查清楚这些隐患的基础上,才能有的放矢,制定专项预案或进行整顿工作加强安全防范。专项预案应包括组织机构、装备配置、应急专业队伍建设、法制建设、技术标准、应急信息平台和应急综合指挥系统等各个方面。
2、城市规划应包括对灾害的预防
目前,大部分的城市规划对灾害预防的重视还不够。城市综合防灾减灾的技术措施只有少数城市提了出来。北京城市总体规划的修编工作得到国务院领导的高度赞扬,认为北京城市总体规划为全国城市总体规划编制起到了示范作用。其中"建立和健全现代化城市综合防灾减灾体系"的指导思想,就不是仅仅从老北京、新北京,而是从"大北京"的概念来进行规划的,考虑了如果天津、河北出现灾难的情况下北京应如何应对的问题。这样的思路在绝大多数城市规划中还没有体现出来。
除了城市应急预案外,城市减灾的常态准备也要非常充分。城市光有应急预案是不够的,政府减灾更重要的是常态建设。突发性灾难来了,很多城市启动应急预案时会发现连常态建设都没有做好。比如,哈尔滨本来应该有城市备用水源,可现在不能很快发挥作用,这就是常态管理的问题。
城市规划的超前预测非常重要。在制定水质事故和水处理系统事故预案时,应根据各个流域、饮用水源地工厂的种类和分布、农业布局、人口布局、城市产业结构特点等相关情况,做出脆弱性评价,并应针对性地从规划角度进行布局的调整和落实。
现在,许多地方实行的"市管县"的体制从宏观规划来讲十分不合理,县实行独立财政体制,因此各市、县均在小范围的区域内进行"小而全"的工业布局。每个县、市、区都设立了"化工区",这既浪费了资源,还埋下了多种隐患。这种"小集中,大分散"的方式,对环境污染的治理出了很大的难题,同时也不符合推行循环经济大政方针的要求。
在中国普遍快速城市化的背景下,如何权衡利害关系,需要从宏观的角度进行思考,必须跳出小农经济的束缚,树立大局观,应以超前预测能力去研究城市规划发展中出现的新课题。
3、必须全面严格执行相关法规和问责制
对城市供水水源的防护有多个国家法律予以保障。但是,在执行过程中,一些地方政府为了经济利益,以牺牲环境为代价,最后造成恶果。
在城市水源附近违规设立工厂、码头的问题屡屡出现,致使水源保护区形同虚设。松花江污染事件发生以后,引起了全社会对沿江、沿河化工企业的关注。沿长江、黄河分布的化工企业很多,如果这些地方一旦发生问题,后果不堪设想。
对于水污染日益严峻的形势,有些地区不是从根本上采取严厉的执法措施,严格保护水源,而是采取逃避的办法。如远距离几十、几百公里以外取水,这既不能解决自己地区的环境问题,又掠夺了外地的水资源,造成新的社会矛盾。现在正大规模开展南水北调工程,从中央到地方都十分担心如何有效防治沿程的污染问题。
此次停水事件警示,必须严格执行现有的法规,对于存在隐患的地方和造成责任事故的领导坚决采取"问责制"。