給排水工程師淺談防止建筑供水二次污染的措施

二次供水的設(shè)置主要為彌補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。據(jù)統(tǒng)計,在給水系統(tǒng)的二次污染中,城市供水管網(wǎng)造成的污染比例約為30%,二次加壓系統(tǒng)造成的比例約為40%,居住區(qū)配水系統(tǒng)造成的污染比例約為30%,即建筑給水系統(tǒng)二次污染的比重約占70%。二次污染事故不僅造成用戶用水引發(fā)疾病,且受污染的水因失去使用價值而被排放,需耗費大量的自來水對供水系統(tǒng)的清洗處理,都造成了嚴(yán)重浪費。因而防止建筑給水系統(tǒng)的二次污染,對保障人民身體健康和節(jié)約用水有著十分重要的意義。導(dǎo)致建筑給水系統(tǒng)水質(zhì)污染的常見原因主要體現(xiàn)在以下幾方面:

1 系統(tǒng)布置方面

生活飲用水貯水池與化糞池、污水處理機筑物、滲水井,垃圾堆放點等污染源沒有足夠的衛(wèi)生防護(hù)距離;水箱與廁所、廚房等相鄰;飲用水系統(tǒng)與其它給水系統(tǒng)直接連接;給水管道穿過大便槽和小便槽;給水管道與排水管道間距或相對位置不當(dāng)?shù)榷际撬|(zhì)污染的隱患。

2 設(shè)計方面

貯水池、水箱進(jìn)出水管位置不合適,在水池(箱)內(nèi)形成死水區(qū);直接向鍋爐、熱水機組、水加熱器、氣壓罐等有壓容器或密閉容器注水的注水管上沒有可靠的防止倒流污染的措施等設(shè)計缺陷也會造成水質(zhì)污染。水池與消防水池采用合建方式,合建水池由于要貯存消防水量,所以容積較大,其中生活用水儲量一般不足總儲量的20%,因此對生活用水來說,貯存時間過長(有時長達(dá)2～3天)造成水中余氯不足,細(xì)菌和藻類繁殖,導(dǎo)致水質(zhì)的細(xì)菌性污染。生活與消防合建水池有效容積應(yīng)按如下公式計算:

Vy=Vs+Vx+Vb

Vy———貯水池的有效容積(m3)

Vs———生活用水調(diào)節(jié)容積,一般為全日用水量的12%

Vx———備用消防用水容積(m3)

Vb———安全備用水容積(m3)

Vx=(Qf-Ql)×Tx×3600 /1000

Qf———室內(nèi)外消防用水量( l/s)

Ql———火災(zāi)延續(xù)時間補水量( l/s)

Tx———火災(zāi)延續(xù)時間(h)

3 材料方面

管材的材料分為鍍鋅管、水泥管、石棉管、金屬管材(包括鋼管、鑄鐵管、有色金屬管、鋁管)、塑料管等。據(jù)統(tǒng)計,我國目前90%以上的供水管道是鑄鐵管、鋼管,近幾年新建的給水管道仍有85%采用金屬管道。金屬管道內(nèi)容易發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生腐蝕和泥結(jié)垢,結(jié)垢層的厚度與管道使用年數(shù)有關(guān),據(jù)有關(guān)部門對結(jié)垢管道流出的水質(zhì)進(jìn)行檢測,結(jié)果發(fā)現(xiàn)了多達(dá)28種細(xì)菌和16種金屬元素,對水質(zhì)的威脅時刻存在;另外一些常用新型材料也存在問題,如UPVC管在生產(chǎn)過程中由于加入了重金屬添加劑,以及PVC本身殘存的單體氯乙烯和一些小分子,在使用時轉(zhuǎn)移到水中,塑料管如果采用溶劑連接,所用的粘接劑很難保證無毒;混凝土貯水池或水箱墻體中石灰物滲出,導(dǎo)致水中的PH值、CA含量、堿度增加,混凝土還能滲出鋇、鎳等金屬污染物,金屬貯水設(shè)備防銹漆的脫落等都可引起水質(zhì)污染。

4 施工方面

地下水位較高時貯水池底板防滲處理不好;貯水池與水箱的溢流管、間接排水管的泄水管不符合要求,配水件出水口高出承接用水容器溢流邊緣的空氣間隙太小,布置在環(huán)境衛(wèi)生條件惡劣地段的管道接口不嚴(yán)都可能導(dǎo)致水質(zhì)污染。

5 管理方面

貯水池、水箱等未按規(guī)范要求進(jìn)行沖洗、消毒,通氣、溢流管出口網(wǎng)罩破損后沒有及時修補;人孔蓋板密封不嚴(yán)密;配水龍頭上任意連接軟管,形成淹沒出流等管理不善問題,也是水質(zhì)污染的主要因素。針對以上問題,我們應(yīng)當(dāng)從以下方面進(jìn)行預(yù)防和管理:

6 材料方面的選用

除采用高強度耐腐蝕的水箱材料和管材外,在選材時還應(yīng)當(dāng)注意采用的管材和配件,應(yīng)符合現(xiàn)行產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn),管道工作壓力不得大于允許的工作壓力,生活飲用水給水系統(tǒng)的管材要符合相應(yīng)的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。

6.1 地管應(yīng)具有耐腐蝕性和能承受相應(yīng)地面荷載的能力,在無冰凍的南方地區(qū)承壓管在地面0.7米以下可選用鑄鐵給水管,球墨鑄鐵管,1.2米以下可選用塑料給水管。

6.2 室外明裝一般不采用給水塑料管和復(fù)合管(防碰撞)。

6.3 室內(nèi)明裝一般采用給水塑料管和復(fù)合管。

6.4 給水泵房的管道宜用法蘭連接襯塑鋼管或涂塑鋼管及配件。

6.5 水箱宜用玻璃鋼水箱,不銹鋼水箱等衛(wèi)生部門批準(zhǔn)使用的水箱產(chǎn)品。

7 施工方面的實施

生活用水的管道設(shè)置不能因管道產(chǎn)生虹吸、背壓回流而受污染,衛(wèi)生器具和用水設(shè)備、構(gòu)筑物等的生活飲用水管道的配水件出水口應(yīng)符合下列規(guī)定:

7.1 出水口不得被任何液體或雜質(zhì)所淹沒且高出承接用水容器溢流邊緣的最小空氣間隙,不得小于出水口直徑的2.5倍。

7.2 生活飲用水水池(箱)的進(jìn)水管口的最低點高出溢流邊緣的空氣間隙應(yīng)等于進(jìn)水管徑,但最小不可小于25mm,最大不可大于150mm,當(dāng)進(jìn)水管從最高水位以上進(jìn)入水池(箱),管口為淹沒出流時,管頂應(yīng)裝設(shè)真空破壞器等防虹吸回流措施。

7.3 從生活飲用水管網(wǎng)向消防等其他用水的貯水池(箱)補水時,其進(jìn)水管口最低點高出溢流邊緣的空氣間隙不應(yīng)小于150mm。

7.4 在接至各項必要供水管道時,應(yīng)在必要部位設(shè)置管道倒流防止器或真空破壞器。

8 優(yōu)化系統(tǒng)布置

水池—水泵—水箱二次加壓供水方式目前在我國高層建筑中是最為廣泛的供水方式,有研究結(jié)果表明,水池—水泵—水箱二次加壓系統(tǒng)合格率為93.92%。四項重點(余氯(CL)、渾濁度、細(xì)菌總數(shù)、總大腸桿菌數(shù))全年合格率為83.81%,其中余氯合格率為51.24%,這表明二次加壓系統(tǒng)中將近一半的水受到細(xì)菌性污染,由此可見,二次加壓系統(tǒng)造成污染比較嚴(yán)重。而造成二次加壓系統(tǒng)中水質(zhì)污染的主要原因就是合建水池容積過大。根據(jù)新頒布的建筑給排水設(shè)計規(guī)范,水池容積超過500立方米時應(yīng)分成兩格進(jìn)行設(shè)計。根據(jù)目前的情況,在條件允許前提下,設(shè)計人員最好考慮生活、消防水池分建,這樣一方面可減少生活用水在池內(nèi)的停留時間,保證水質(zhì)衛(wèi)生指標(biāo);另一方面,依俱不同用途的水價不同的價格的原則:“混和用水應(yīng)分表計量,未分表計量的從高適用水價”。

9 嚴(yán)格按設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行

二次供水系統(tǒng)采用形式的選擇,一般可用水池加變頻泵、疊壓供水系統(tǒng)、泵加水箱的增壓系統(tǒng)等。高層二次供水還應(yīng)有合理的豎向分區(qū),不宜采用高能耗、一次加壓后再利用減壓閥分區(qū)降壓供水的方式。二次供水增壓站的數(shù)量、規(guī)模、水壓應(yīng)結(jié)合居住小區(qū)規(guī)模、分期建設(shè)情況、建筑高度、建筑物的分布以及系統(tǒng)維護(hù)和安全運行等因素,經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較后予以確定。對于早期由于水箱進(jìn)出水管的設(shè)計不合理或水池容積較大,而導(dǎo)致出現(xiàn)死水區(qū)的現(xiàn)象,大水箱或水池可以采用導(dǎo)流墻來解決,而小水箱可以在進(jìn)水管上安裝旋流進(jìn)水器,利用進(jìn)水余壓在水箱中造成旋轉(zhuǎn)水流,從而消除死水區(qū);水箱出水管采用帶虹吸式小孔及喇叭口的虹吸管,將水池底部的水引出,這樣就不會出現(xiàn)水箱底部死水的現(xiàn)象。

10 強化二次消毒措施,加強管理

當(dāng)貯水池內(nèi)的貯水, 12小時內(nèi)不能得到更新時,應(yīng)設(shè)置水消毒處理裝置。目前對水進(jìn)行消毒處理的方法主要有物理法和化學(xué)法,而化學(xué)法中常用的消毒劑均為有毒氣體,考慮到在居民樓內(nèi)二次供水系統(tǒng)的安全性以及避免形成消毒副產(chǎn)物,各種化學(xué)消毒法均不宜采用。物理法中加熱法、超聲波法、紫外線照射法、磁場、高壓靜電場、高頻場均可殺菌消毒,考慮到安全性和技術(shù)條件的成熟程度,試驗選中了紫外線照射工藝。近年來,國外對紫外線消毒效果予以充分重視,特別是發(fā)現(xiàn)自來水中存在隱孢子蟲屬后,把紫外線消毒工藝作為自來水消毒的最后一道把關(guān)的工序,并即將正式列入美國供水法規(guī)。

11 結(jié)束語

建筑給水系統(tǒng)二次污染是指建筑給水設(shè)施對來自市政給水管道的水進(jìn)行貯存、加壓和輸送至用戶的過程中,由于人為或自然的因素,使得水質(zhì)指標(biāo)發(fā)生明顯變化,失去原有使用價值的現(xiàn)象。

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