摘 要:随着经济发展、科学进步和人民生活水平的提高,人们对生活饮用水的水质要求不断提高,饮用水水质标准也得到了不断的发展和完善。但是,符合水质标准的出厂水,经管网输送给用户后,水质常常会发生二次污染。本文多方面详细地分析了城市供水管网的二次污染的原因,并提出了改善管网二次污染的措施。
关键词:城市供水管网 二次污染 原因
通常来说,经过水厂处理过的水都能达到国家所要求的水质标准,出厂水需要通过复杂庞大的管网系统才能输送到用户,水厂至用户途径的管线长度可达十几公里,水在管网中的滞留时间有时可达24h以上,庞大的地下管网就如同一个大型的“反应器”。为降低管网水质恶化对管网出水水质的影响,各净水厂均制订出高于“卫生标准”的出厂水内控指标,严格工艺管理,努力提高出厂水水质,以确保水在输送途中少受污染,但管网水质的污染却依然存在,直接影响到水的安全饮用,故水质在输送过程中的二次污染是个不容忽视的问题。
一、城市供水管网的二次污染原因分析
城市供水管网二次污染主要由以下几方面因素影响:
1.管材对水质的影响
国内近几年对管道的质量要求越来越严,对管材及配件技术的发展相当重视,并投入大量的资金进行开发和研究工作。经过研究发现,管道本体材料对管内水质的二次污染影响很大,管道直饮水系统中管材的合理选用是防止水质二次污染的关键。自来水的出厂水和管网水相比较,部分水质指标有显著差异,主要体现在余氯减少、浊度和色度升高,细菌总数、溶解性总固体和总有机碳等指标含量增大。城市给水干管采用钢筋混凝土管或水泥沙浆衬里的铸铁管,除余氯稍有降低、浊度和溶解性总固体略有升高外,其它指标与自来水的出厂水并无明显差异。但使用年限长且无衬里的管道和涂沥青类物质内衬的管道,由于内壁腐蚀、结垢,导致水中铁、锰、铅、锌等金属物质和各种细菌、藻类、苯类、挥发性酚类指标的含量增大。
用户室内管道对水质的影响是输水过程中水质降低的重要因素。大量的水质检测结果表明,由于用户室内管道几乎没有采用涂衬等防锈、防腐保护措施,随着自来水在用户管道内滞留时间的增长,导致水中余氯含量迅速减少,浊度、色度、铁、锰、铅、锌、溶解性总固体、细菌等指标升高,水质降低。
2.加压设备
随着城市人口与经济的发展,城市用水量急剧增加,自来水厂的建设往往跟不上城市的发展。为确保稳定的供水,通常最节能的办法是设置屋顶水箱,但水箱容积过大、冲洗不及时,以及管理不善,会造成建筑内部二次供水设施的二次污染。
(1)水箱容积、材质和结构对水质的影响
水箱在设计上总是存在着一部分死水容积,这里往往成为微生物、细菌、虫类等的孳生地。有资料表明,当水在水箱中滞留时间较短时,除铁质水箱中铁、锰含量略有增大外,一般理化指标和毒理学指标无明显差异。但自来水在水箱中贮存24h后,余氯为零,特别是在夏季水温较高,水中余氯含量迅速减少,12h后即为零。若贮水停留时间超过12h,水中细菌很快繁殖,造成二次污染,不宜直接饮用。水箱的材质和结构对给水质量有一定的影响,不易锈蚀和腐蚀,且易于清洗的材质对给水质量有一定保证。水箱的结构要保证死水区范围越小越好,要易于清洗,密封性能好,溢水管和放空管要防污染等。
(2)高位水箱管理不善对水质的影响
目前水箱在管理方面存在许多问题,比如在设计规范中明确要求水箱要定期清洗,但是在实际生活中很难做到这一点,一般只是在人住前进行刷洗,经防疫站验收合格后投入使用,从此以后便不再进行维护和清洗。屋顶水箱的密封性能差也是一个不可忽视的因素,据介绍,个别屋顶水箱内有许多杂物,甚至有闲杂人员用其洗澡,水箱底有厚厚的淤泥状物质等等,严重影响了水箱内的水质,致使水箱成了一个严重的、人为的“污染源”。
(3)室内供水方式对水质的影响
高位水箱贮存供水的管路图式有单管式给水方式和双管式给水方式。水箱容积确定之后,单管式给水方式的水箱内贮水的循环周期不仅与住户用水量有关,而且和市政给水水压有关。在市政给水水压高于水箱水面的压力时,用户用水由市政给水管网直接供水,水箱不出水,这样就使水箱内贮水停留时间过长,引起水质变坏。双管式给水方式中,住户用水部分或全部取自水箱,水箱内贮水循环周期只与住户用水量有关,贮水停留时间短,更新速度快,水质容易保证。
3.二次污染的外因
(1)管道施工、抢修不规范造成的污染
1)新管道未按照规范要求冲洗消毒,包括两方面的情况:一是冲洗消毒条件不具备,如无排水场所,小管径管道冲洗大口径管道或冲洗水压低,管内的污物无法冲走,有时聚集到死弯处形成污物堆积,不但影响水质而且减少过水断面,损坏管网设施;二是根本没有冲洗,如小口径和短距离管线。
2)管网抢修、维护、水压调整、开关阀门和停水后恢复供水,都会使水流速度或流向改变,冲刷管道内壁,造成水浑浊甚至不合格。
(2)管网中附属设施对水质的影响
阀门、池水、排气、消火栓、水表、预留堵头以及测流测压装置等管网设施,由于管理、维护以及长时间浸泡在水中等方面的原因,有可能对管网造成“二次污染”。
(3)二次供水造成的污染
二次供水设施(蓄水池、水箱、泵站、管网)的设计和经常管理不到位,都会造成“二次污染”,如水箱中水停留时间太长,会造成余氯降低,微生物指标超标,而水箱不加盖上锁,不去定期清洗,溢流管出路被堵造成污水回灌,设施选材不当以及间断供水等造成的污染则属于管理不善。
二、二次污染改善措施
1.改进工艺、加强管理、稳定出厂水质
出厂水的水质稳定性差,是造成管网水水质二次污染的根本原因。因此防止管网水质的二次污染,必须首先保证出厂水水质的稳定性。如果出厂水的浊度小于0.5度,水中的悬浮物、铁、锰、细菌等都会相应减低,有助于除去色、臭、味、重金属及藻类等,甚至可消灭病毒。对出厂水稳定性进行测定,并采取相应处理以保证管道内水质稳定,使管道中不产生或少产生沉积物。随着经济的发展和技术水平的提高,应不断改进水厂工艺,降低出厂水浊度;并应用生物处理、活性炭吸附过滤等深度处理措施,提高出厂水水质及其稳定性,或在出厂水中投加聚磷酸盐(钠盐)、聚磷酸锌等缓蚀剂、阻垢剂以及铁锰稳定剂;把pH值调整至7~8.5,也可降低水在管道中二次污染的速率,并防止因铁锰离子而产生的“红水”或“黑水”现象。
2.加强管网改造和维护管理
目前国内给水管网中,灰口铸铁管以及小口径钢管仍占有相当大的比例,尤其是小口径钢管,腐蚀严重,有效使用年限仅为10年~15年,有的更短。从实际管道抢修的统计和检漏普查得知80%-90%的漏失发生在小口径管道中,造成水污染的几率也最高,所以对旧管网,特别是小口径钢管进行改造,使用新型的耐腐蚀、流通能力大、施工方便的管材是防止污染、减少漏损的有效措施。加强管网施工和抢修、维护管理则是见效最快,也是最基本的措施,如:管道安装施工过程中的消毒冲洗,清理盲管,适当提高水流速,减少管道中的死水。
3.改善水箱的材质、结构和款式
为避免由屋顶水箱引起的水质二次污染问题,在设计高位水箱时,除保证水箱容积外,还要考虑贮水停留时间,以保证贮水水质。水箱容积宜小不宜大,对于贮水量较大的高位水箱,可以考虑采用水泵、水箱联合给水方式,增加水箱的充水次数,减小容积,缩短贮水循环周期,但同时增加了投资及管理费用。水箱的材质和款式的改善也是减少污染现象的重要措施。新款水箱按材料和加工方法的不同有:镀锌钢板水箱、搪瓷钢板水箱、复合钢板水箱、食品级玻璃钢水箱、不锈钢水箱、冲压钢板水箱、新型涂料钢板水箱等。和普通水箱相比,新款水箱和水接触的表面不锈蚀,对水质无污染,也便于清洗。
参考文献
[1]许浩.浅谈建筑给水系统的二次污染问题[J].兰州工业高等专科学校通报.2002,9(1):53—55.
[2]陈春宁.防治管道直饮水系统水质二次污染的技术措施[J].南华大学学报.2001,5(3):64—66.
[3]韩得志,葛茹倩.浅析管网水二次污染问题及其应对策略[J].供水技术与管理,2005,(2):25—28.
作者简介
陈朝相,男,湖北恩施人,土家族,工学学士,助理工程师。
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