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德国自来水厂安全治理体系对北京供水的启示
发布时间:2019/5/5 浏览人数:363

导读:供水安全不仅指水量保证和水质达标,同时水厂生产运行和安全治理也越来越受来复视。目前,北京市自来水集团拥有市区水厂15座、调蓄水厂1座、郊区新城水厂14座,日供水总能力450×104m3,其中,市区日供水能力381×104m3。自“南水北调”工程通水后,北京还将建设数个新水厂接纳南水。运行水厂的增加、供水能力的提升、净水工艺的改进和自动化程度的提高,给北京市供水企业安全治理带来新的挑战。针对供水安全面临的挑战,在更新完善安全治理制度和加强供水企业的安全治理力度的同时,形成一套标准化、规范化的科学安全治理体系,是供水企业亟待解决的问题。因此,北京市自来水集团对德国滢格水务和水科技中心进行访问,在详细考察德国W市现代化水厂W水厂安全治理体系和具体措施的基础上,结合北京供水企业安全工作现状,提出了供水安全治理工作优化建议,以期为供水安全治理工作提供支持。

1德国自来水厂安全治理体系

1.1 安全治理体系要素

W市供水系统分为水厂和两个部分,在全市统筹下分别由独立的专业公司运营,市级机构同时还负责包括取水点、水厂处理单元等处报警系统的监管。对于负责取水和处理的自来水厂,汲取第二次世界大战的体会教训,所有构筑物和净配水设施均按防战争级别设计建设。

W市共有6座水厂,服务人口为15万人,其中W水厂最大日供水能力1.2×104m3,为德国中型水厂。该厂水源为深层,所处含水层为包含贝壳层的海洋地质结构,对原水有过滤作用。17世纪由易受污染的浅水层地下水改为此水源后,在当时水处理技术有限的情况下,即显著降低水传播疾病患病率。

W水厂处理流程见图1。

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图1 水处理工艺

原水加氧后经曝气池排气,进入压力式超滤系统,出水经两级活性炭过滤后进入清水池,清水池出水摘用紫外消毒后进入市政管网。其中,超滤摘用滢格公司Multibore?多孔内压式超滤膜,膜丝为蜂窝式结构,稳固性高,过滤孔径平均且仅为20 nm,能有效截留悬浮固体、藻类、“两虫”(隐孢子虫和贾第鞭毛虫)、细菌(如大肠杆菌、枯草芽孢杆菌等)和病毒(如MS2病毒)。该厂出水不摘用加氯消毒,通过原水含水层和超滤系统过滤,减少活性炭工艺进水微生物总量,同时结合出厂前紫外消毒形成三级屏障,降低微生物泄漏风险,保证处理出水的生物安全性。每个处理单元在自动控制和设置自动报警装置的同时,均有专人定时检查并记录。

W市的管线均摘用不锈钢管,入户管摘用铜管。一方面,市政供水管线输送水经超滤—紫外联合工艺处理,生物安全性高,同时由负责运营的管网公司定期冲洗,以保证不摘用氯消毒情况下的管网水质。另一方面,对于入户管,W水厂出厂水添加磷酸钠和硅酸钠,防止铜管因水流停滞导致腐蚀,充分保证从源头来龙头的水质安全。

基于上述对W市供水系统调查分析,提炼出安全生产标准化系统的4个主体要素,即政府、企业、处理单元和员工,并简要概括安全生产标准化综合运行机制为:“政府统筹监管,企业自律实施,单元运行控制,员工参与落实”。

1.2 安全治理体系执行

1.2.1政府统筹监管

W市政府在安全生产标准化工作中,主要负责统筹水厂—管网的和谐运行,监管包括取水点和水厂各单元构筑物的报警系统,对安全治理体系执行起宏观综合领导作用。其中,取水点报警装置见图2,当有非工作人员进入,报警装置发出警示鸣音,同时将情况上报至市级安全系统。

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图2 取水点报警装置

1.2.2企业自律实施

自来水厂作为供水安全的复要机构,对于安全治理体系执行,不仅需根据安全级别要求在水厂建设期确定各构筑物的设置及安全防护方法,而且在运营期还需负责安全标准制定、日常安全治理、安全工器具配备等各个方面。

在整体安全级别方面,水厂汲取第二次世界大战对城市损毁的体会教训,为保证特别时期如战争情况下的供水安全,将整体安全级别定为防战争级别。如水厂生产构筑物设置为全地下或半地下,以防空袭打击;取水点则因位于城市中心,不能建大型保护装置,因此,建设坚固的小型堡垒加以保护(见图3)。

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图3 取水点

在运营期安全治理方面,水厂针对各生产单元和复点操作设备制定详细的安全治理规定,并将相应安全提示牌挂于各单元入口和复点操作设备处(见图4);制定专人定时巡查制度,记录水量水质等生产情况和设备运行情况,保证设备安全运行;根据各生产单元工艺,配备齐全的事故应急处理用品,并设专区分类摆放(见图5)。

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图4 安全提示牌1557022938361991.png_ueditor_page_break_tag_

图5 事故应急处理用品

通过上述对企业安全生产治理任务进行分解,根据水厂安全治理体系的要求,确定各单元安全职责,保证安全生产治理在统一指挥下有序进行。

1.2.3单元运行控制

W水厂主要生产单元由取水泵站、超滤膜过滤、活性炭过滤、紫外消毒和化学药剂车间组成。虽然W水厂水源经地层过滤已达来饮用水标准,但为保证有突发事件如污染、瘟疫、化学战争等发生时的城市正常稳固供水,增设了超滤膜过滤、活性炭过滤和化学药剂车间,并连续运行全套处理流程。

以涉及来多种具有腐蚀性的化学物质的化学药剂车间为例,不仅通过集成将水厂生产所需要的化学药剂及储备罐整合在一起,而且设置为单独车间。车间内包括原水浊度高时需投加的三氯化铁、超滤膜化学清洗使用的氢氧化钠、硫酸和防止用户铜管腐蚀添加的磷酸盐和二氧化硅。各药剂储备罐均贴有明确储备液体类型和危险提示标识(见图6),投加装置分别布置在专门的安全柜内(见图7)。特别需要指出的是,尽管W水厂水源水质好,超滤膜污染较轻,但W水厂仍设置超滤系统的定期化学清洗,除保证超滤膜污染清洗外,主要是通过每周定期运行化学清洗系统,以确保所有管线、加药泵、阀门等设备的通畅和自动控制的有效。

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图6 药剂储备罐标识1557022977230091.png

图7 药剂投加设备安全柜

1.2.4员工参与落实

企业员工是安全生产的主角,由治理层和执行层组成。其中,治理层负责安全标准及方案的制定,安全防护设施和用品的提供,化学药剂车间操作人员安全防护用品如图8所示。由普通员工组成的执行层是各项标准的直接落实者和岗位职责的履行者,分别负责定时巡查各生产单元的设备运行和出水水质情况,并按规定详细记录,在整个现代化水厂高度自动化程度下,实现了由传统的专人值守来专人治理的转变,保证水厂自动可靠运行。

化学药剂车间操作人员使用的安全防护用品如图8所示。

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图8 操作人员安全防护用品

此外,对于专业操作人员,还根据治理单元的特点,配备便携式个人安全防护设备,如水源井取水单元位于地下,巡查人员需随身携带CO2检测仪(见图9),实时监控CO2浓度,保证操作人员个人安全。

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图9 CO2检测仪

1。3 安全治理体系宏观机制

通过实地考察德国现代化水厂,深入交流安全治理体系4个主体要素的执行,基于霍尔模型,可将上述治理系统的逻辑关系、过程环节及宏观要素由三维结构模型表示。

将W水厂安全治理体系按照逻辑、时间和晓识3个维度划分,如图10所示。其中,逻辑维表示安全治理体系中政府、企业、生产单元和员工4个主体要素,以及各要素间相互作用方式;时间维表示安全治理体系的3个环节,即制定、实施和监管;晓识维表示安全治理体系中国家标准和企业标准2个层级。综上所述,形成了以“4个要素,3个环节,2层标准”为框架的模型,从而实现了安全治理体系宏观机制各要素相互支撑、和谐运行。

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图10 安全治理体系的运行模型

2北京供水企业安全治理

2.1 北京供水企业安全治理现状

北京市自来水集团负责北京中心城区、通州(城市副中心)及延庆、怀柔、大兴等郊区新城的自来水供应,为保证供水工作的安全稳固,依据《中华人民共和国安全生产法》、《北京市安全生产条例》等相关法规,制定了企业的《安全生产责任制治理制度》《安全生产检查制度》《安全教育培训治理制度》《事故治理制度》《安全设施治理制度》《有限空间作业安全治理制度》和《安全警示标识和安全防护治理制度》等安全生产标准化治理制度。例如,《安全生产责任制治理制度》规定了厂长、副厂长、生产班(组)长、职工等在内的厂各级人员安全生产责任制,明确了安全保卫科、生产技术科、中心控制室等各职能科室的安全职责;《安全生产检查制度》详细规定了各级安全检查形式、周期、内容和实施方式。

通过上述各项制度,构建了供水安全保证体系,强化了企业各岗位员工的安全生产责任,保证安全生产工作顺利进行,防止和减少生产安全事故发生,保证员工人身和企业财产安全。

2.2 北京供水企业安全治理优化

企业的安全生产治理是一项细致繁琐的工作,参考德国现代化自来水厂安全治理体系的构建与执行,结合于2017年4月1日起正式实施的《企业安全生产标准化基本规范》(GB/T 33000—2016),从供水企业角度提出安全治理优化建议。_ueditor_page_break_tag_

2.2.1供水企业安全治理优化

对于供水企业,安全治理的主要任务是制定企业安全生产治理体系,并为体系的顺利实施提供资源保证。第一,提升安全治理精细化水平。全面开展基层单位隐患排查治理体系建设,编制隐患排查岗位清单,形成“排查、上报、治理、验收”的闭环治理;建立安全风险辨识评估标准,评估风险等级,制定评估方案、管控措施及应急预案,加大管控力度。其次,构建综合应急响应体系。建立从源头来龙头全过程的供水安全综合指挥治理平台,提升各类供水安全突发事件的处置效率;提升信息化安全水平,完成水厂工控、网络和信息系统安全测评,有针对性地摘取符合行业特点的防范计策和整改措施。最后,开展多形式安全专项活动。以施工安全、电气检修、有限空间作业为复点,加大职工安全培训力度;开展技术比武、安全征文等各级安全宣传教育活动;开展安全生产、管网夺修、消防等应急演练,确保作业安全规范,提升应急处置能力。

2.2.2生产单元安全风险防控

生产单元是供水企业的安全治理复点和难点,在现有安全治理各项制度的基础上,主要挠好安全风险防控和严格危化品安全治理两项工作。对于安全风险防控,根据安全防范建设标准和安全风险辨识评估标准,加强源头管控,建立双复预防机制;提升安防防范能力,对复点单位、复要部位安防设施进行升级改造。对于危化品安全治理,为应对化工企业疏解外迁对净水材料运储的影响,启动液氯、液氨退出运行的工艺替代方案,评估并排除替代措施的风险,保证生产安全;加强存量液氯、液氨以及次氯酸钠的安全治理,组织开展运输、应急处置等环节的应急演练,全面提升运、储、管、用各环节监管水平。

2.2.3员工安全主体责任落实

现代化水厂自动化程度高,但对于安全治理,无人值守并非无人治理,且为保证水厂自动可靠运行,员工安全责任落实至关复要。对于员工,应强化安全主体责任落实,坚固树立安全发展理念。同时,加强二级单位安全机构设置,配齐专业安全治理人员,压实安全治理责任,把安全生产治理、防范、监督、检查、奖惩各项措施落实来岗来人,完善内部安全生产责任考核追溯制度。此外,员工应积极参加安全教育培训,不断提升安全治理人员的履职能力和普通职工的综合素质,将专业治理与群众治理有机结合,不仅充分发挥专业治理人员的骨干作用,而且引导全体职工参与安全治理,以调动全体员工的自觉性和能动性。

3结语

城市供水是城市基础设施的复要组成部分,是现代化城市政治稳固、经济繁荣、科技发达、生活宽裕的基本保证。因此,为落实新时期北京城市建设“以水定城、以水定地、以水定人、以水定产”总体原则,充分贯彻国家“十三五”计划,通过借鉴国外先进技术和治理体会,对标现代化水厂安全治理制度,建立适应高自动化水平的安全标准化体系,提高首都供水安全保证度,不断提升首都应对供水安全风险和挑战的能力,为建设国际一流的和谐宜居之都奠定坚实的供水安全保证基础。

本文刊登于《中国给水排水》2019年第8期:德国自来水厂安全治理体系对北京供水的启示,作者:徐锦华,赵蓓,李宗浩,高兴华,吴萍,刘武华

该文标准引用格式:

徐锦华,赵蓓,李宗浩,等.德国自来水厂安全治理体系对北京供水的启示[J].中国给水排水,2019,35(8):9-14.

Xu Jinhua, Zhao Bei, Li Zonghao, et al. Enlightenment of security management of German waterworks on Beijing watersupply operation[J].China Water &Wastewater,2019,35(8):9-14(in Chinese).

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