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影响供水管网水质的因素及对策

一、影响管网水质的因素

1、出厂水水质状况

包括两个方面,一是水质的合格率,二是水质的稳定性。如果出厂水的合格率不高,将直接影响管网水的质量,这种情况主要表现在一些县级水厂中,如出厂水没有 氯或加氯量不够,在管网里就可能使细菌、大肠杆菌等微生物大量繁殖,影响管网水质。又如出厂水铁含量超标而水又有腐蚀性时,会使管内产生铁锈,造成腐蚀, 特别是在流量偏低或水呈滞流状态时,铁锈易沉积,一理管内水流方向、速度发生变化时,就有可能造成局部时间的红水现象。

水的浊度是反映水质优劣的重要指标,水中的一些污染物本身就是微粒,是致病细菌和微生物的保护体和寄生体。如果由于水厂净化处理不彻底、滤池故障、清水池 未能定时清洗或水位太低时将沉泥带出使出厂水的浊度增高,相应地有机物的含量也增高,那么就有可能导致管网内细菌和病毒大量生长繁殖形成生物膜,从而影响 水质。

水的稳定性与水中重碳酸钙、碳酸钙和二氧化碳之间的的平衡有关,反应式为:Ca(HCO3)2 CaCO3+CO2+H2O。如果水中游离CO2含量比平衡量少时,则产生CaCO3沉淀;如超过平衡量时,则产生耐烦酸腐蚀,当水中pH值小于6.5且 水中铁的含量超过3mg/L或管道为金属管时,将导致自氧型铁细菌和的大量系列和金属腐蚀,进而造成细菌、浊度、色度、铁等指标的上升,另外,水的不稳定 性也会导致其它微生物的生长繁殖,造成管网中的生物性污染。

2、输配水管网状况

从出厂水到用户终端要经过漫长的管网和蓄水措施,往往需要几个小时,甚至几天。管网实际上是一个大的反应器,继续进行出厂水未完成的反应及水与管壁物质的 反应。这些反应有生物性的、物理性的、化学性的,除了受出厂水水质影响外,与输配水管道的材质、使用年限、施工等因素有一定的关系。

目前我国常用的输配水管材有:铸铁管、钢管、球墨铸铁管、给水塑料管(UPVC管、PE管等)、压力水泥管、玻璃钢管、铝塑复合管、衬里钢管(PVC衬 里、PE粉末树脂衬里)等,虽然建设部已禁止铸铁管的使用,但是目前在国内城市地下已铺设的管道中,铸铁管仍占相当大的比例。当出厂水具有腐蚀性或管道使 用年限过长时,铸铁管内壁就会腐蚀结垢 沉积,锈贸易市场物中含有大量的铁、铅、锌和各种细菌及藻类,当管道内水流速度、方向或水压发生突变时,就会造成短时间的水恶化,出现铁、锰、色度、浊度 和细菌等指标值的大幅度上升,同样作为主要给水管材的镀锌钢管也存在着类似的问题(早在20多年前,日本、新加坡等国就已开始禁止镀锌钢管的使用,上海已 从99年10月1日起,逐步淘汰镀锌钢管)。有研究表明,对于未作防腐处理的金属管道,当年限超过5--10年时,污垢就已达到了恶化水质的程度,对于防 腐处理较低差的金属管道,3--5年就开始出现腐蚀现象,管道使用年限越长,腐蚀越严重,水质状况越糟。近年来随着水泥砂浆衬里技术的应用和非金属管道的 推广,这种情况有所改观,如济宁市城区建设路、光河路、火炬路铺设的球面三角形墨铁铸管、吴泰闸水厂二期工程铺设的玻璃钢管、UPVC管,其管内水质状况 较好。但是检测结果也显示,(球墨铸铁管)水泥硝浆衬里会造成溶解性物质含量的提高,硬度发生变化,NH3渗出,管内水被碱化。另一方面,水的不稳定性也 会影响内衬的水泥砂浆,当水中CO2超平衡量浓度达到7mg/L时会导致砂浆受损、砂粒流失,在一定程度上也影响了水质。非金属管道如UPVC管在使用初 期也存在防腐剂、固化剂渗入水中的情况。

此外由于管道施工不规范,未能保证与其它管道(尤其是排水管道)交叉时的最小间距,新铺管道冲洗消毒不稀薄度;管道安装分支或维修时停水作业管道渗碳漏未 能及时发现检修;树状管道铺设过长,造成末端滞水;与自备水源或非饮用水管道连接时没有采取防污措施;直接用泵从管网上抽水造成负压时的污水侵入;消火栓 不常使用或检修而形成死水;有些阀门、水表、管件长期浸泡在水中,一旦损坏,就可能使污水进入管道中,这些因素也对管网水造成了不同程度的污染。

3、二次供水设施状况

目前,部分城市二次供水设施,如蓄水池、高位水箱等卫生状况不甚理想,存在不少问题,一旦这些设施内的水由于管网失压等原因倒流入管网,就会使局部管网水质恶化。

首先设计施工不合理。如用户用水量小而蓄水池或高位水箱容积较大,使水在水池或水箱中滞留时间较长,生活与消防共用蓄水池,形成消防死水区;工艺管道布局 不合理;水池(箱)底未设计坡度,某些微生物或有机物易于沉积,水池(箱)内壁粗糙易导致青苔等微生物附壁生长;只设一个通气管或不设通气管;水池或水箱 的通风孔、人孔密闭性差,导致尘、虫、鼠入内;溢流管未设存水弯,水池的溢流管、排水管直接与市政排水检查井相连,容易造成污水倒流或间接污染,水池位置 设置不当,与排水检查井、化粪池距离太近,周围卫生环境差,极易受污染。

其次,选材不当。目前蓄水构筑物多为水池和水箱,水池大多采用钢筋混凝土结构,有的未作内衬处理,使水泥中有害成分析出,有的水池内壁涂料采用水泥涂料、 聚胺涂料及一般环氧华脂涂料,这些涂料均对水质造成不同程度的影响,水箱中仍有不少焊接钢板水箱在使用,焊接钢板水箱防腐多以防锈漆为主,其附着力差,一 般3--6个月就脱落,尤其不抗水力冲刷,脱落的漆会直接影响水质,经过其浸泡水进行分析,有机物种类多于其它涂料,且含致癌物质,冷镀锌防锈漆为主,其 附着力差,一般3--6个月就脱落,尤其不抗水力冲刷,脱落的漆会直接影响水质,经对其浸泡水进行分析,有机物种类多于其它涂料,且含致癌物质,冷镀锌防 腐层也存在首附着力差、脱落物使水中锌含量增高的现象。

另外,运行管不善。缺乏二次供水管理可供操作的行政规章和管理体系;没有建立起二次供水专职管理机构和专业服务公司;一些用户没有专人维护管理二次供水设 施;有的蓄水池上倒满了垃圾,有的蓄水池、水箱人孔盖破损或无盖,致使池(箱)内蚊虫孽生、藻类漂浮;有的蓄水池、水箱自投入使用后,两年多没有清洗消 毒。

正是由于上述原因,使得水池、水箱内浊度、色度、氨氮、亚硝酸盐、耗氧量、大肠菌群、细菌总数等指标发生显著的变化。根据对济宁市城区20座蓄水池和16 座高位水箱的水质检测结果表明,浊度平均值5.2NTU,细菌总数平均值173个m/L,大肠菌群平均值5.4个/L,亚硝酸盐平均值0.65mg/L, 余氯值均接近于零,大大超过了饮用水卫生标准,水质严重恶化。

4、加氯消毒状况

为了保证出厂水和管网水的水质,消毒是必不可少的环节。由于氯具有较强的持续性消毒作用、价格低等因素,在我国氯仍是主要的消毒剂。但是目前有两种极端情 况出现一些水厂中:一种情况是一些水厂,尤其是县级水厂,由于经济等原因,没有对出厂水进行消毒。即使这些水厂出厂水水质较好,管网水质也很难保证,因为 余氯的持续性消毒作用能较好地抵制管网中细菌、病毒等微生物的生长繁殖,保持水质的稳定;另一种情况是有些水厂加氯量偏大,这可能是认识上的误区,虽然加 氯量越多,消毒效果越好,但是加氯量越多,副作用也越大,这往往被人所忽视。研究表明:当水中含有腐蚀酸、富里酸等有机物时,加氯后就会产生卤代烃类有机 物,目前在用氯消毒的饮用水中,已检测出500多种有机氯化物,其中有的是致癌或可疑致癌的,氯的加注量越高,加注点越在前面(尤其是沉淀前加氯)产生的 卤代烃越多,副作用也越大。因此加氯消毒虽然使出厂水和管网水符合了微生物指标,保持了水的新鲜和稳定,但同时如果加氯不合理,就会使水质越来越远离毒理 学指标的要求,同样不利于人体健康。

5、其它因素

这主要指由于一些用户终端引起的污染,如用管道直接冲洗的蹲式大便器,当管道堵塞、大便器内水位达到溢流水位时,如果管道内水压突然下降成负压,就有可能 使粪便虹吸到流管中;又如消火栓的皮管淹没在水中,或卫生器具上的水龙头安装位置太低(在溢流水位以下),都有可能使污水倒流而污染管网水质。

二、改善管网水质的主要措施

1、提高出厂水水质和稳定性,严格控制浊度超标

由于不稳定或水质不好的出厂水直接导致管网水质的变化,因此提高和稳定出厂水水质就显得尤为重要。

城市水源的严重污染,使水中有机污染物的含量大大的增加,经传统常规处理工艺(混凝、沉淀、过滤、消毒)处理净化的水,有的已不符合饮用水标准,可增加预 处理和浓度处理工艺,如臭氧法、活性炭法,生物活性炭法、接触氧化法、光氧化法等。对含铁量高的地下水,可增加特殊处理工艺,如氧化法、碱化法、充氧回藻 法。含氟量高的可采用沉淀法、离子交换法。同时加强净水过程的全面质量控制工作,合理加药,实现投注加药自动化,以提高供水水质。尤其是要严格控制水的浊 度指标,因为降低水的浊度,不仅可以满足感官要求,而且对降低管网中病毒、细菌和有机物的含量是非常重要的,有研究资料表明,当水中的浊度为2.5NTU 时,水中有机物去除了27.3%,浊度降至1.5NTU时,有机物去除了60%,浊度隆至0.5NTU时,有机物去除了79.6%,浊度降至0.1NTU 时,绝大多数有机物予以去除,致病微生物的含量也大大地降低。西方发达国家把浊度隆至0.1NTU甚至接近0,就是这个原因。另一方面有机物含的降低,也 减少了加氯消毒后有机卤代烃的含量。

在水质稳定性方面,水厂出厂水要进行稳定性处理,必须进行较长时间的测定与小范围试验,必须有一套工艺设施。但要在短时间内完成这一技术措施还有一定难 度。目前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,提高水的稳定性,这种方法在欧美 等发达国家已得到了广泛的应用,并且取得了很好的效果。

2、更新或改造供水管道系统,深化管网管理

就是从管材选择、设计施工、维护管理等方面进行改进完善。

在管材方面首先要选用产品质量较好的厂家,管道要有较好的内壁,既能抗腐蚀又不析出有害物质。新铺设的管道或对旧管道更新改造的管道,如预应力钢筋混凝土 管、给水塑料管、玻璃钢管、球墨铸铁管等;100mm以下的可采用给水塑料管、衬里钢管、铝塑复合管、薄壁不锈钢管等,应逐步减少镀锌钢管的使用;管道上 的阀门等附件要推广采用橡胶衬里的球面三角形软件、环氧树脂喷涂的铸件和不锈钢配件;在做金属管道衬里时,可加丙烯酸树脂分散剂(占硝浆干重3%)或采用 蒸汽养护,以增强抗酸性水的能力、抗腐蚀能力,此外施压法衬里比喷压法衬里质量好,砂子失落量小。

在设计施工方面,应严格遵守给水工程设计、施工规范,做到合理设计、合理施工,如给管道与其它管(尤其是排水管)交叉时,要保证规范要求的最小间距,与自 备水源或非饮用水管道连接时,应采取空气隔断装置等措施,防止饮用水的污染;由于环状管网比树状管线水质条件好,如经济条件许可,管线尽可能采取环状,即 使采用树状,管线也不宜太长,以免末端滞水,如果管线延伸太长,应考虑在中途加氯和定期冲洗;推行管道不停水引接分支管和维修作业,减少管道停水机率,减 少管内流向、流速的剧变;泄水阀安装位置要合理,不要淹没在水中;减少管道集水机率,减少管内流向、流速的剧变;泄水阀安装位置要合理,不要淹没在水中; 管道安装或抢修完毕后要彻底冲洗消毒;打水钻时,施工要小心,防止管道碎片落入管中;禁止用泵直接从管网抽水,确需加压时,最好增设蓄水池,以免管网产生 负压,使污物浸入,卫器具的安装要规范、合理。

在维护管理方面,调研与控制管网的流态,减少低流速管段,消除死水管段,对使用年限太长的供水管道进行更新改造或刮管涂衬;其次要定期冲洗管道,这可作为 一项经常性运行的措施,冲洗周期根据当地客观情况而定,但两年至少一次,对管网末端冲洗周期一年不少于一次,济宁水司在这方面做得比较好,每年8月份对市 区所有主干管道集中冲洗一次,管网末端则根据具体情况进行区域冲洗;此外尽量降低管网漏水机率,加强管网检漏工作,及时抢修漏水管道;定期对水表、阀门、 消火栓进行检查保养,对淹没在水中的阀门、水表要及时清理,阀门要每隔一、二年人为地活动活动,消火栓要经常冲洗;用泵抽水加压时,对备用泵要经常检查, 防止由于备用泵长期不用造成污染。

3、完善二次供水设施的设计与施工,加强管理

在设计施工方面,改进水池(箱)的工艺结构避免了出现死水区,使水形成推流式流动状态,并保持一定流速;消防水池(箱)与生活水池(箱)宜分开建设,如果 合建可采取隔离措施,生活用水部分可进入消防系统,但消防系统水不可进入生活水系统,消防水的卫生问题可通过定期排放用于它用,以定期更新;生活水池 (箱)容积不宜过大,以满足一天用水量的40--60%为宜;进、出水管的设置要合理,进水管要设置水位控制阀,尽量不要设溢流管,如设溢流管应设存水 弯,放空管(排水管)应采取间接排水不应与市政排水设施直接相连;水池(箱)内空气流通,通气管宜采用罩形或下弯管形;人孔要采用密闭式。在材质方面,水 池一般多为水泥材料,为防止水泥中有害成分析出,要做好内衬处理,内壁和底部要光滑平整;水箱宜采用装配式不锈钢水箱、玻璃钢水箱、搪瓷钢板水箱、热浸镀 锌钢板水箱,若要使用焊接水箱,则应做好焊接钢板的防腐处理,选用对水质无影响的防腐涂料,如食品级环氧树脂。

在管理方面,制定城市二次供水管理的行政规章制度,建立二次供水管理体,如郑州市人民政府颁布布实施的《郑州市城市饮用水二次供水设施管理办法》,操作性 很强,有效地解决了郑州市城区的二次供水问题。其次要设置专门管理机构,对二次供水设施中的设计院、选材、施工进行审查、监理,保证二次供水设施的设计、 施工符合技术规范要求。同时会同卫生防疫部门,加强水质监测,监督用户对水箱、水池进行清洗、消毒,每年不少于一次,建立二次供水设施档案,健全周期监督 管理制度。如西安市1995年成立了城市二次管理办公室,济宁市1997年成立了二次供水管理处,对有效解决二次供水中存在的水质问题发挥了重要作用。

4、合理加氯

合理加氯的基本原则是:在保证消灭水中细菌、病毒和其他微生物的前提下,应尽量降低氯的投加量,加氯点尽量往后道工序移,在设施上尽可能实现多点加氯,为 了有利于保持管网的余氯,可使出厂水余氯呈氯胺状态,和出厂水充分混合,保持30分钟以上的接触时间。同时要增强水质检测手段,加强对出厂水氯含量和管网 余氯量的连续监测,提高加氯自动化程度,这是实现合理加氯的关键。如管道过长余氯不足时,要考虑中途加氯,此外,当水中铁、锰含量高时,不宜用氯消毒,以 免其析出造成黑褐色水,如北京市通州就出现过这种情况,因此也要逐步试验推广新型消毒剂,如臭氧等,作业氯的替代产品,以便更好地提高水质。

5、加强管网水质的测定和预测

为了掌握管网水质变化动态,供水企业应按规定对管网采样点设置余氯连续测定仪、浊度测定仪、细菌测定仪,超过一定数值就报警。现在水质预报软件已经问世, 它根据生物可降解有机物、细菌、余氯、pH值、水温等参数与水质变化的关系,可以预报管网中的余氯、细菌等指标的变化,为改善管网水质提供决策依据。(转载)


发布人:   时间: 2013/8/28   共有: 1337 浏览 X 关闭

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