管网水质二次污染成因及防治措施

路晓波

【摘 要】对管网水质二次污染的成因进行了分析,并从提高出厂水的水质,采用合格管材、合理施工、严格管理,周期性冲洗管网等方面提出了防止管网水质二次污染的多种措施,以确保饮用水的安全.

【期刊名称】《山西建筑》

【年(卷),期】2011(037)016

【总页数】3页(P146-148)

【关键词】管网;二次污染;成因;防治措施

【作 者】路晓波

【作者单位】长治市供水总公司,山西长治,046000

【正文语种】中 文

【中图分类】TU991.36

0 引言

由于经济的发展,生活水平的提高,人们非常希望健康长寿,因此对饮用水日益讲究水质安全。2006年 12月 29日颁布的《生活饮用水水质卫生规范》对生活饮用水水质做了严格的限定。但经过水厂处理达到国家所要求的水质标准的水都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千米,水在管网中的滞留时间有时可达 24 h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。有必要对管网二次污染的原因进行分析并提出有效的防治措施,以确保饮用水的安全。

1 管网二次污染的分类

管网二次污染目前来讲有多种分类方法,一般考虑从污染源,污染位置,污染形式等方面分类。

1.1 污染源

按照污染源分析可将管网二次污染原因分为系统内部污染和系统外部污染。系统内部原因包括：出厂水的水质、管网的材质、管网结构状况、附属设施设备状况等;系统外部

原因包括：安装和维修的相关因素,如冲洗消毒,管网运行管理如定期冲洗,用户用水系统及高层建筑二次供水管理等。

1.2 污染位置

按照污染部位可将管网二次污染分为城市公共给水管网二次污染、用户区域局部管网二次污染、用户内部管道二次污染等。根据调查和实测的水质分析结果表明：城市给水管网的二次污染相对比较轻微,居住小区内的给水管道二次污染较为严重,特别是小区给水管接至各用户的给水管段二次污染更为突出,水质明显变差。

1.3 污染形式

按照污染形式可将管网二次污染分为：腐蚀污染、渗漏污染、水体滞留变质污染、直接或间接混接污染、回流污染等。腐蚀污染指管道或容器因腐蚀产生的污染物污染了水质的现象;渗漏污染指管道或容器由于渗漏使外界污染物进入水体污染了水质的现象;水体滞留变质污染指水体在管道内或水池水箱等容器内因停留时间较长变质产生的污染现象;直接或间接混接污染指管道、容器或用水器具等安装不符合标准,因压力变化、运行故障、维修不当等产生虹吸、渗透、混流等情况,使污染物或污染水体进入给水系统造成的污染现象;回流污染指因下游管道的水回流到上游给水管道系统,造成上游管道水质有被污染风险的现象。其中回流污染在用户用水系统及二次供水系统污染中属于重要污染形式,因此要对防止回流污染高度重视。

2 管网二次污染的成因

2.1 管网水自身的污染

管网水自身的污染主要涉及三方面：微生物的污染,絮凝剂的污染和余氯的污染。微生物污染主要指：细菌和大肠菌群的再度繁殖、耐氯微生物的滋生、铁细菌的繁殖。微生物的再度繁殖对水质的危害性除直接造成细菌数量上升外,同时也是金属受腐蚀结垢诱导原因,并且造成浊度、色度有机污染物、亚硝酸盐指标上升。

2.2 腐蚀、结垢、沉积物的污染

水通过未经处理涂衬的金属管道和配件流动过程中,处于化学和电化学的作用,往往会对管内壁造成腐蚀,产生铁、锰、锌等金属锈蚀物,使沉积管道内壁上形成水垢,水中铁细菌繁殖生成Fe(OH)后和水中致浊悬浮物及微生物凝聚形成铁瘤污染了水质,而且影响水流速。

腐蚀物及污垢对水质的危害程度与系统投入使用的年限有关,投入年限越长腐蚀沉积结垢现象越严重,水质越易受污染。

2.3 防腐衬里渗出物的污染

镀锌钢管特别是冷镀锌管,防腐锌层薄,附着力差,极易造成局部脱落,脱落后使水中锌铁含量增加。不合格的防锈漆加上管壁不彻底除锈,其附着力差,抗冲刷力弱。一般 3个月 ～6个月就脱落,其主要成分是二氧化铅,易造成水中铅含量增加。石棉水泥管中对人体健康有着严重影响的石棉纤维从水源到管网有不同程度的增加。使用塑料管材,浸出的化学物质污染了管中流动的水。

水泥砂浆衬里是我国目前铸铁管和大口径钢管常用材料,但水泥砂浆衬里时,管内壁除锈处理不当或水泥砂浆配合比不合理,使水泥衬里附力壁弱,张力、抗刷力差,经不起水力冲刷而脱落,其渗出物恶化水质,造成溶解物质提高,同时产生治浊物,特别是钙镁的增高而使水硬度起了变化。

使用年限长的管道,或不合理内涂衬脱落,使管内壁受腐蚀、结垢、锈蚀而导致水中余氯含量迅速减少,浊度、色度、铁、锰、锌溶解性总固体,细菌学指标等明显增大。管道水流速度、方向或水压发生突变,会造成短时间的水质恶化,甚至出现“红水”“黑水”等水质事故,我们曾采集用户水龙头水样化验,细菌总数、大肠杆菌严重超标,总铁、锰含量,浊度,色度不同程度超标。

2.4 二次供水设施的设计、施工、管理的不合理造成的污染

主要涉及水池、水箱和管网三方面：1)水池：用户用水量较少而设计的蓄水池(箱)偏大,自来水滞留时间长,余氯的消减而滋生微生物细菌繁殖引起水质恶化。水池不按时清洗消毒,或与消防水池联通,未采用分隔设施而使饮用水水质受污染。2)水箱：铁质水箱表层的保护层处理不当或使用不符合卫生标准的涂料。水池(箱)溢水管道与排水管未设防污染隔离装置而直接连接;市政自来水管道与有自备水源或抽地下水单位的管道连接等;未设防倒流器,当管网压力、流向变化时污染自来水。3)供水管网系统：管道安装维修未严格按施工规范施工,不及时冲洗、消毒产生污染。管网在管理上未定时冲洗,消火栓往往存有 2m～5m的盲管,盲管中存有死水,当管网压力、流速、流向产生改变时,长期积存在盲管中的死水引起倒灌而污染了自来水。

2.5 回流污染

城市给水管道干管上接出支管,只要支管中的水倒流入干管,干管中的水就有被污染的可能和风险,且这种污染又很难预见,一旦发生很难挽回,造成危害的范围比支管服务范围更大,根据供水水质安全的要求,必须杜绝支管中的水倒流入干管的现象。

3 管网二次污染的防治

3.1 提高出厂水的水质

首先要强化出厂水的稳定性。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,所以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。出厂水要进行稳定性处理,在改善水质稳定性方面比较现实的做法是推行调整pH值法,即水在出厂前投加稳定剂,把pH值调整至 7～8.5,提高水的化学稳定性。这种做法在欧美等发达国家已得到了广泛的应用,并且取得了很好的效果。另外,还需要严格控制出水浊度。

3.2 采用合格管材、合理施工、严格管理

1)供水管材宜采用合格球墨铸铁管、钢质管;涂衬材料宜采用符合生活饮用水卫生标准的材料;内衬水泥砂浆必须采用合格水泥,砂的采用不得有受污染场地的砂,水泥砂浆的配合比要合理。外涂料必须采用不引起污染而合格的涂料。PP-R/PE管、塑料管、铝塑管或衬塑钢管等新型管材须经卫生部门检测,符合饮用卫生标准的方可采用,不得使用冷镀锌钢管。

2)(特别是冷镀锌管)内涂衬沥青涂料易引起水质的管材,应做计划,改造更换为符合卫生

标准的管材。大口径管道因结垢严重污染水质,影响流速要进行刮垢冲洗、消毒。

3)定期对管网末梢排水阀及消火栓等进行排水冲洗,避免恶化的死水重新回流入管网。对阀门井内沿线的污物、污水要清除,特别是排泥(污)井的污水、污物要清除,预防管道爆裂关阀后产生负压形成倒虹吸,污水回灌而污染管内水质。

4)安装或维修管道要严格执行施工规范,完工的管道须及时冲洗、消毒,预防流入管网的污水、污物污染管网水质。

5)由于经济快速发展,城区加快建设,道路改造、拓宽,原设计预留三通接口往往不满足需要或不适应,而被永远封住成了死口,给管网提供了污染源,因此,用不上的三通接口盲端应消除,随安装技术进步及新材料的发展,新安装管道尽量不预留三通接口,开新口时最好不停水开口以免产生新污染源。

6)塑料管材透光性比较好,对管内残留微生物的繁殖提供有利条件,为此,宜采用埋地敷设或外加包裹阻扰光辐射。

3.3 合理设计、安装、管理好二次供水

1)根据用水保证率确定调节容积,合理设计水池(箱)的容积,使停留时间不宜超过 12 h;余氯随停留时间增长而消减,给菌类及藻类提供繁殖机会。2)设计、修造水池(箱)的工艺结构避免陷死区,要使水形成推进式流态,保持一定流速。水池进出水管道宜采用进出水管分开,不宜采用单管进出。溢流管与排水管不宜连接在一起,受场地所限需连接者,要有隔离装置以免污染。3)水池(箱)材料要采用防污染卫生材料,采用水泥砌筑池内壁要光滑,避免因池

壁粗糙积垢,污染了饮用水。采用装配式水箱,必须选用有卫生部门认定符合饮用卫生标准的,目前市场上材料品种繁多,谨防以劣充优,不合格或劣质的材料有可能污染饮用水。4)水池(箱)管口、孔口设置要合理。进、出管设置要避免短流,进水管口要设置水位控制器;溢流管应设存水弯用水封,防止外界污染物进入,不宜与排水管连接,受条件限制要连接的需设隔离防倒流装置;应设两个以上通气管,并在管口处设置防虫、鼠、尘埃进入装置。水池(箱)要定期冲洗、消毒,一年不少于两次,防止微生物滋生污染水质。5)随市政建设的发展,不断改善供水流量、压力,原设置二次供水的水池(箱)因条件改变不必使用的要消除,尽量直接使用市政供水,以免二次污染;确实需要二次供水,采用管网叠压供水方式直接接到用户水龙头,取消高位水池(箱),减少二次污染的发生。管网叠压供水装置接市政管网时需设置隔离装置,以免倒流污染管网水质。6)当二次供水水质不合格且难于改变时,在加压系统中采用集中处理措施,设置一体化净水器或小型家用净水装置,采用紫外线消毒器或微电解(电场)消毒装置,确保饮用的安全。

3.4 周期性冲洗管网

实践表明,周期性清洗管网对提高管网水质、恢复管道通水能力、抑制腐蚀发生、维护管网正常运行等具有重要意义。此外,通过管道附件的周期性放水也可以起到对管道的冲洗作用,例如,周期性的从消火栓放水,既可以冲洗管道又可以防止消火栓形成死水端。

3.5 加强运行管理

供水管网压力尽量保持稳定,给水管网布置应经平差计算,使管网各供水点压力平稳,尽量避免沉积。强化输送储藏过程中的二次污染控制,要加强管网日常运行管理,加强巡查管

网漏失要及时维修,严格管网维修规范,及时冲洗、消毒;定期排除消火栓、管网盲管端的死水。加强自备水源用户管理,严格与市政管网连接的管理;建立严格管网水质检测制度,合理设置检测点。有条件可实施水质在线监测,对监测数据的综合分析,给有关部门提供各个供水环节的水质信息,保障用水点水质安全。

3.6 安装防回流装置

倒流防止器是一个严格限定管道中的水只能单向流动的水力自控的组合装置。非常适合于防止城市供水管网的回流污染。倒流防止器合理安装位置的要求：1)从城市公共给水管道接入用户的连接管上设置倒流防止器,倒流防止器前的连接管段上不得接出其他用水管道,确保城市供水管网不受用户管网水的回流污染。2)存在生活饮用水管道与非生活饮用水管道交叉连接的部位,在非生活饮用水管道的接管起端安装倒流防止器,确保用户内的生活饮用水管网不受非生活饮用水的回流污染。

4 结语

随着社会的进步,人们的生活水平不断提高,用户对于自来水的要求已经不再局限于水压和水量上,而是对水质提出了更高的要求。供水管网是给水系统的重要组成部分,改善管网水质无疑是改善供水水质的重要环节,供水部门在发展净水、改造净水工艺设施,提高出水水质的同时,要不断分析当前供水安全中的薄弱环节,加强对管网水质二次污染的控制,确保饮水安全,使生活用水达到国家饮水标准。

【相关文献】

[1] 袁 鑫.浅谈给水管网的二次污染[J].山西建筑,2010,36 (2)：200-201.