二次供水系統(tǒng)水質(zhì)污染監(jiān)測(cè)與治理

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1、二次供水系統(tǒng)水質(zhì)污染監(jiān)測(cè)與治理 摘　要：介紹了目前城市二次供水系統(tǒng)水質(zhì)污染現(xiàn)狀并分析了原因，提出了建立二次供水水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)框架，從系統(tǒng)布局優(yōu)化和設(shè)施運(yùn)行管理兩方面分析了二次供水系統(tǒng)水質(zhì)污染治理的思路和做法，提出廢除地下水池等設(shè)計(jì)建議。 關(guān)鍵詞：二次供水; 水質(zhì)監(jiān)測(cè); 污染防治 目前習(xí)慣把從源頭到龍頭的飲用水安全保障分為四個(gè)環(huán)節(jié)：原水、水廠、管網(wǎng)和二次供水。通常人們所稱的二次供水，是指單位或個(gè)人將城市公共供水或自建設(shè)施供水經(jīng)儲(chǔ)存、加壓，通過管道再供用戶或自用的形式，因此，二次供水是目前高層供水的惟一選擇方式。二次供水設(shè)施是否按規(guī)定建設(shè)、設(shè)計(jì)及建設(shè)的優(yōu)劣直接關(guān)系到二次供水水

2、質(zhì)、水壓和供水安全，與人民群眾正常穩(wěn)定的生活密切相關(guān)。但是，過去在全國尚未有一個(gè)完整的針對(duì)二次供水工程的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，只是在《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50015-2003)相關(guān)章節(jié)中提出部分要求【1】。 　　2010年4月17號(hào)中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布了《二次供水工程技術(shù)規(guī)程》(CJJ140—2010)【2】，2010年10月1號(hào)開始實(shí)施。規(guī)程中對(duì)二次供水的定義為：當(dāng)民用與工業(yè)建筑生活飲用水對(duì)水壓、水量的要求超過城鎮(zhèn)公共供水或自建設(shè)施供水管網(wǎng)能力時(shí)，通過儲(chǔ)存、加壓等設(shè)施經(jīng)管道供給用戶或自用的供水方式。二次供水設(shè)施定義是為二次供水設(shè)置的泵房、水池(箱)、水泵、閥門、電控裝置、消毒設(shè)

3、備、壓力水容器、供水管道等設(shè)施。 　　二次供水設(shè)施主要為彌補(bǔ)市政供水管線壓力不足，保證居住、生活在高層人群用水而設(shè)立的。相比原水供水，二次供水的水質(zhì)更容易被污染，二次供水的安全性和可靠性一直都受到市民的廣泛關(guān)注。今后凡是應(yīng)建二次供水設(shè)施的建設(shè)項(xiàng)目，二次供水設(shè)施必須獨(dú)立設(shè)置，工程必須與主體工程同時(shí)設(shè)計(jì)、同時(shí)施工、同時(shí)交付使用。 　　建設(shè)部對(duì)二次供水設(shè)施的建設(shè)項(xiàng)目、建筑物高度及市政管網(wǎng)供水與二次供水的結(jié)合點(diǎn)做了明確規(guī)定：凡是公建高度超過12米，住宅樓超過6層的，必須設(shè)計(jì)和建設(shè)二次供水設(shè)施，商住混用的住宅樓底商在兩層或以上的按公建對(duì)待；二次供水設(shè)施必須獨(dú)立設(shè)置，不得與消防等設(shè)施混用；二次供水設(shè)施必須

4、與主體工程同時(shí)設(shè)計(jì)、同時(shí)施工、同時(shí)交付使用；二次供水設(shè)施必須有穩(wěn)定可靠的消毒措施和防倒流污染的措施；嚴(yán)禁設(shè)計(jì)、建設(shè)地埋或半地埋式水箱；對(duì)于二次供水設(shè)施的材質(zhì)，應(yīng)優(yōu)先選用無滲漏的不銹鋼水箱和新型環(huán)?？咕懿?，嚴(yán)禁使用國家命令淘汰的器材；水箱總有效容積不應(yīng)超過36小時(shí)的生活用水量，容積大于50立方米的水箱必須分為兩格，并能獨(dú)立工作。 　　1.二次供水系統(tǒng)水質(zhì)污染問題 　　依據(jù)《 二次供水設(shè)施衛(wèi)生規(guī)范》 GB 17051 -1997 的規(guī)定,合用水池因要保證消防用水不被動(dòng)用，且一般存在消防用水存水量大于生活用水存水量的情況，使水在池(箱)中停留時(shí)間過長，水在池中的流動(dòng)性差，有死角，使池(箱)中水的水

5、質(zhì)一般達(dá)不到生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的要求；消防管網(wǎng)中的水，因長期不動(dòng)而水質(zhì)惡化，一旦倒流或滲流入合用水池或水箱，使池(箱)中的水質(zhì)受污染。 　　二次供水系統(tǒng)中微生物和微型動(dòng)物的污染源主要來自供水管網(wǎng)。造成二次供水系統(tǒng)中微生物和微型動(dòng)物大量增殖的主要原因有以下幾個(gè)方面。首先，飲用水經(jīng)過輸配水管網(wǎng)的長距離輸送，余氯消耗殆盡，加之管網(wǎng)末梢的水力停留時(shí)間較長，此時(shí)最易滋生微型動(dòng)物和微生物。余氯的衰減導(dǎo)致水中微生物的大量繁殖，大量繁殖的微生物使得余氯的衰減速率加快，由此形成了余氯值越低越易滋生微生物，微生物繁殖越多對(duì)余氯消耗也越大的惡性循環(huán)。 　　二次供水微型動(dòng)物污染現(xiàn)狀可概括為：在二次供水管理規(guī)范的小區(qū)以

6、及適用直供水的小區(qū)微型動(dòng)物污染情況較輕；有蓄水池和水箱的小區(qū)在水箱清洗保養(yǎng)較差的情況下微型動(dòng)物污染情況較重，蓄水池設(shè)置在野外半地下式的小區(qū)，在管理良好的情況下，污染情況同樣較重；水箱清洗保養(yǎng)較差，小區(qū)管道老化腐蝕嚴(yán)重的小區(qū)，微型動(dòng)物污染情況非常嚴(yán)重。 　　(1)水池污染 　　圖1 二次供水系統(tǒng)中的紅蟲問題頻現(xiàn) 　　隨著夏季高溫多雨季節(jié)的到來，有關(guān)水池紅蟲的事件不斷增多。據(jù)了解，不久前甚至有部分大樓在剛洗完水池兩天后，水龍頭依舊流出紅蟲。按照以往規(guī)律，春末夏初供水出現(xiàn)紅蟲的事件開始增多，據(jù)市民和各區(qū)二次供水辦、各大清潔公司反映，部分住戶甚至在清洗水池兩天后就發(fā)現(xiàn)擰開水龍頭依舊流出紅蟲。蟲子不但

7、有死有活，甚至有時(shí)一團(tuán)涌出，數(shù)量驚人。水池構(gòu)建設(shè)計(jì)不合理是致使水質(zhì)受到污染的原因之一。目前，市內(nèi)小區(qū)、大廈基本都是采用儲(chǔ)水池集中供水的形式。按照設(shè)計(jì)，只要樓頂有兩個(gè)以上的水池，當(dāng)中必定就會(huì)用連通管進(jìn)行連接。目的有兩個(gè)，一是通過連通管達(dá)到各個(gè)水池水量平衡；二是可以保證消防用水。但是，由于連通管一般接位較低，管內(nèi)水流相對(duì)靜止，水中淤泥等雜質(zhì)沉積嚴(yán)重。目前沒有任何辦法把這一段連通管進(jìn)行徹底清洗，這一段“盲腸”一旦感染上紅蟲或細(xì)菌，就會(huì)危及整個(gè)水池。在水池連接的各條管道接駁高低不合理，同樣會(huì)造成水質(zhì)惡化。一般而言，一個(gè)水池基礎(chǔ)設(shè)施除了池體以外，就是需要連通進(jìn)入管和出水管。但是，這兩個(gè)管位的高低，水流是

8、否流暢，導(dǎo)致水中沉積物日積月累。同時(shí)，在施工期間，也有因地形條件改變?cè)O(shè)計(jì)，將水池的進(jìn)水管、出水管設(shè)置在水池的同側(cè)，水流便會(huì)在水池中形成“短路”，水流長期不暢的情況也不在少數(shù)。此外，又以消防水易受污染的程度最大。目前各大樓宇基本都是生活水池與消防水池合建一池，水池的出水管位一般都要高于消防水位，使水池中始終停留著部分不流動(dòng)的消防用水，造成消防貯水成為死水區(qū)。并且由于火災(zāi)情況甚少，長期藏在整截管道中的水變成死水。 　　盡管按照目前的條件，徹底清除紅蟲還是較為困難。但是，市民在清洗水池時(shí)若是能注意一些關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，在清潔和防蟲方面還是能得到較好保證和效果。 　　首先：徹底放水。不僅是消防管水，在完成

9、水池池體消毒后，各樓層住戶都需要同時(shí)把自家的水龍頭打開放水10分鐘以上。這樣既可以避免躲藏在消防管道中紅蟲，也可以把被藥水暫時(shí)熏暈的紅蟲和分流入水管中的消毒藥水徹底排出。 　　其次： 水池三孔嚴(yán)格密封。據(jù)了解，由于紅蟲是搖蚊的前身，因此進(jìn)水孔、氣孔、溢流孔的有效密封能防止蚊子進(jìn)入散卵。受污染的水明顯有利于搖蚊幼蟲的繁殖和生長。幼蟲大多吸食碎屑，如有機(jī)物微粒和水藻等。水源一旦被污染，便會(huì)有大量幼蟲出現(xiàn)。春末夏初是搖蚊活躍季節(jié)，水池和各種積水容器等溫暖、潮濕地區(qū)都是幼蟲主要孳生地。 　　最后：定期清洗。按照城市所處的地理位置，應(yīng)該至少每三個(gè)月就洗一次水池。同時(shí)要找正規(guī)的清洗隊(duì)伍，此外，在清洗后

10、還須要求施工隊(duì)采集水樣進(jìn)行水質(zhì)檢測(cè)。 　　鑒于水池的水質(zhì)問題嚴(yán)重，設(shè)計(jì)時(shí)可取消水箱或水池，改為直供。 　　(2)管道腐蝕 　　二次供水系統(tǒng)管網(wǎng)管體破損和腐蝕是水質(zhì)事故的重要成因。97年對(duì)國內(nèi)大中城市自來水公司的調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，末端水的濁度、細(xì)菌總數(shù)、總大腸菌群和游離余氯全年綜合合格率較出廠水降低了3.05%，其中總大腸菌群合格率下降7.3%，接近標(biāo)準(zhǔn)臨界值。三氯甲烷、四氯化碳分別增加47.91%和38.78%，高錳酸鹽指數(shù)增加35.0%，反映出管網(wǎng)中有機(jī)污染物的增加和氯化作用的存在。我國許多城市在20世紀(jì)90年代前鋪設(shè)的管道當(dāng)時(shí)未采用內(nèi)外防腐措施，現(xiàn)在銹蝕已相當(dāng)嚴(yán)重，成為“黃水”、“黑水”等水質(zhì)

11、事故的誘因。金屬管內(nèi)壁腐蝕引起的濁度﹑色度﹑鐵﹑錳等含量增加，一般內(nèi)壁銹蝕的管道污染增加量較大，小口徑管道的增加量比大口徑更大。鐵銹溶于水中造成臭味及味覺不快。另外金屬管子內(nèi)壁腐蝕形成銹垢,，這種結(jié)垢層是細(xì)菌孳生的場(chǎng)所，微生物附著生長從而形成生物膜，美國在管道生物膜中檢出28種細(xì)菌。生物膜的老化與脫落引起了用戶的嗅、味和色度的增加，并且這些微生物漸漸對(duì)消毒劑產(chǎn)生了抵抗力，不易被殺滅，更增加了終端自來水微生物的數(shù)量。管道結(jié)垢層的厚度會(huì)隨著時(shí)間的延續(xù)不斷地增加，使管道有效截面積不斷縮小，從而嚴(yán)重影響了管道的輸水能力。 　　2.二次供水系統(tǒng)水質(zhì)監(jiān)測(cè) 　　應(yīng)在二次供水系統(tǒng)中設(shè)置人工采樣監(jiān)測(cè)與在線監(jiān)測(cè)相

12、結(jié)合的水質(zhì)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。建立三級(jí)聯(lián)動(dòng)檢測(cè)、監(jiān)測(cè)體系，一級(jí)是在線水質(zhì)儀表監(jiān)測(cè)，二級(jí)是便攜式儀器現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)，三級(jí)是人工采樣回實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)，全面監(jiān)測(cè)二次供水水質(zhì)。有條件的還可建立移動(dòng)式檢測(cè)車系統(tǒng)，把一些實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)指標(biāo)放在載有相關(guān)檢測(cè)儀器的檢測(cè)車上現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)分析，縮短水樣運(yùn)送的時(shí)間?？茖W(xué)設(shè)置二次供水水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，選擇經(jīng)濟(jì)高效在線監(jiān)測(cè)指標(biāo)(濁度、余氯等)，初步建立二次供水水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。二次供水設(shè)施遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)技術(shù)在二次供水設(shè)施管理中對(duì)加快故障響應(yīng)和縮短服務(wù)時(shí)效具有十分重要的作用。水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在二次供水突發(fā)水質(zhì)污染應(yīng)急響應(yīng)方面起到報(bào)警的作用，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)險(xiǎn)情。 　　3.二次供水系統(tǒng)水質(zhì)污染治理 　　(1)系統(tǒng)布局優(yōu)

13、化 　　二次供水類型可分為市政管道直接供水、屋頂水箱供水(無泵房)、水池和水箱聯(lián)合供水、水池和變頻水泵聯(lián)合供水等。通過對(duì)比不同供水模式下的二次供水系統(tǒng)水質(zhì)、節(jié)能降耗、管理維護(hù)三方面優(yōu)劣，提出與住宅類型和產(chǎn)權(quán)類型相適應(yīng)的二次供水系統(tǒng)優(yōu)化布局方案。由于消防用水的不確定性，生活飲用水與消防用水共用水池會(huì)導(dǎo)致水池儲(chǔ)水量增大。此外，由于水箱設(shè)計(jì)不合理，蓄水量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于生活用水量，顯著超過了水在水箱中停留的理論允許時(shí)間。生活、消防水箱(池)分離，可以大大降低生活水箱(池)的容積。合理設(shè)計(jì)水箱(池)，包括合理確定水箱(池)容積；正確設(shè)計(jì)與施工導(dǎo)流和通氣裝置；正確設(shè)計(jì)與施工進(jìn)出水管的位置；采用符合衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的材料

14、；改不密封水箱為密封水箱，防止污染物進(jìn)入，將人孔密封加鎖；改善水池的池壁表面材料，防止微生物的滋長；生活、消防合用水箱(池)，采用隔壁、虹吸管等方法消除水池(箱)滯水。 　　(2)設(shè)施運(yùn)行管理 　　完善的城市二次供水運(yùn)行管理是技術(shù)實(shí)施、保障水質(zhì)的前提條件。如何解決管理過程中的無法可依、責(zé)任不清、日常管理不到位、管理人員專業(yè)水平低以及管理資金來源不明確等問題，是二次供水運(yùn)行管理體系研究的主要內(nèi)容。為了從管理角度有效地保障二次供水水質(zhì)，研究基于水質(zhì)保持的水池、泵房、水箱及其附屬設(shè)施的保養(yǎng)、維護(hù)、檢修等的管理技術(shù)，并編制相應(yīng)的技術(shù)規(guī)程。 　　4.小結(jié) 　　本文介紹了目前城市二次供水系統(tǒng)定義、水質(zhì)污染現(xiàn)狀并分析了原因，提出了建立二次供水水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)框架，從系統(tǒng)布局優(yōu)化和設(shè)施運(yùn)行管理兩方面分析了二次供水系統(tǒng)水質(zhì)污染治理的思路和做法，提出廢除地下水池等設(shè)計(jì)建議，并建議加強(qiáng)二次供水設(shè)施的保養(yǎng)、維護(hù)、檢修等管理技術(shù)研究，并編制相應(yīng)的技術(shù)規(guī)程。 參考文獻(xiàn)： 【1】 上海市城鄉(xiāng)建設(shè)和交通委員會(huì).《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50015-2003),2010,5.1. 【2】 中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.《二次供水工程技術(shù)規(guī)程》(CJJ140—2010), 2010,10.1.