城市供水管网二次污染的成因及对策

城市供水管网二次污染的成因及对策

2005年我国黑龙江省哈尔滨市由于松花江水源遭到污染, 致使整个城市停水4 天的事件以及2007年5月底太湖蓝藻集中暴发导致无锡部分地区自来水发臭等事件，已经引起了整个社会对水污染高度重视。然而现阶段，我国大多数城市把保证和提高水质的大量工作放在水源保护和水厂的净化工艺上，往往忽略了供水管网的二次污染。因此，常常会出现水厂出厂水水质完全符合国家标准，而用户投诉水质不合格，表现为浑浊、发红甚至发黑。

通常而言，经过自来水厂处理过的水均能达到国家所要求的水质标准。出厂水通过复杂庞大的管网系统输送到用户，自来水厂至用户配水管线长度甚至可达十几公里,水在管网中的滞留时间有时可达24小时以上,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，各自来水厂均制订出高于“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，这直接影响到饮水安全。故水质在输、配送过程中的二次污染是个不容忽视的问题，也是事关人们安全饮水的严肃问题。

1 城市供水管网二次污染的成因

城市供水管网二次污染主要以下几方面引起：供水管道、供水调节设施、管网附属设施、二次增压设施、管道施工等。

1.1供水管道对水质的影响

1.1.1管材对水质二次污染的影响

原有城市供水管网使用的管材大多是铸铁管、钢管。随着技术的进步，新型的塑料管材（如，聚乙烯ＰＥ管）也被广泛采用，但是DN500以上的大口径给水管道仍然通常采用金属管道。水本身就是一种弱电解液,易引起管道的电化学腐蚀。水在管网流动过程中,形成管内腐蚀、沉淀及结垢的情况，随着时间的延续,管道有效截面缩小,锈蚀中含有大量的铁、锰、铅、锌等金属物质和各种细菌及藻类，对水质的影响甚为明显，严重时出现“红水”、“黑水”事故。

镀锌钢管，特别是冷镀锌钢管，镀锌层脱落除对金属管道失去保护作用外，还会使水中锌含量增高。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。

目前我国铸铁管和大口径钢管的护衬常用材料仍是水泥砂浆，水泥砂浆衬里的给水管道由于砂浆衬里的腐蚀或软化、水的碱化作用，不仅降低了管道的有效过水断面，而且对水质也产生不良影响。

1.1.2水在管道的滞留时间对水质的影响

以成都市自来水公司检测实验为例，通过采取用户配水龙头停用不同时间后，对放出水质进行检测，得出的结果见表1。

表1 用户管道不同滞留时间水质变化情况

项目

滞留时间（h）

0 12 24 48

色度（度）0 15 40 70 浊度（NTU）0.72 2.4 6.8 12.9 余氯（mg/l）0.3 微0 0

细菌总数（个/L） 6 15 87 230

总大肠菌群（个/L）<3 <3 7 16 总铁（mg/l）0.095 0.28 0.47 1.35 锰（mg/l）<0.05 0.08 0.11 0.17 锌（mg/l）0.052 0.056 0.074 0.102 总有机碳 1.10 1.28 1.47 2.09

从以上结果可以看出,随着水在用户管道滞留时间的增长, 水质逐渐降低,滞留时间超过24h, 水质严重恶化,且有异味,不宜饮用。

1.2供水调节设施对水质二次污染的影响

供水调节构筑物是目前城市供水系统中不可缺少的一个重要组成部分，它包括高地水池、高位水箱、水塔、蓄水池等，用以贮存和调节水量，高地水池、水塔等好兼有保证水压的作用。

由于高层建筑的蓄水池中一般生活用水所占比例在蓄水池总容积的20%以下，而对于80%以上的消防用水则要求长期不被动用，仅靠生活用水将蓄水池内的水全部更新一次所需的时间很厂，池内的水流速度十分缓慢，此时自来水中余氯也基本耗尽，微生物滋生导致水质腐败，所以说高层建筑的蓄水池也成为水质二次污染的因素。

国内现行有关设计规范对调节构筑物的容积的规定，只是从量的角度加以规

定，而忽略了对水质的要求，如《建筑给水排水设计规范》（GB50015-2003）3.7.5中第一条规定“由城市给水管网夜间直接进水的高位水箱的生活用水调节容积，宜按用水人数和最高日用水定额确定”。这就是说，高位水箱的容积等于最高日全天用水两。然而，从成都市自来水公司对自来水在钢板、玻璃钢、钢筋混凝土水箱中不同贮存时间对水质变化情况检测结果表明（见表2），除铁质水箱中铁锰含量略有增大外，一般理化指标和毒理指标无明显差异。但是，在气温比较高的条件下，水中余氯含量会迅速减少，到12h时即为零。这种水属于污染水，不宜直接饮用。

表2 高位水箱不同滞留时间水质变化情况

项目

滞留时间（h）

0 6 12 24 48

浊度（NTU） 1.1 1.1 1.2 1.6 2.4 余氯（mg/l）0.4 微0 0 0

细菌总数（个/L） 4 3 6 46 147

总大肠菌群（个/L）<3 <3 <3 5 18 总有机碳 1.08 1.09 1.09 1.17 1.23

1.3二次增压设施对水质二次污染的影响

随着高层建筑的日益增多和特殊工作水压的需要，自来水一次供水压力已难以满足所有用户的要求。因而设置二次增压设施成为解决问题的必然措施。地下水池、地面压力罐、加压泵、高位水箱和溢流管等是最常见的二次增压设施，由于这些多为容器类的设施，易于死水存在，更易繁殖有害物质，污染水质。

1.4 管道施工引发的水质量二次污染

管道施工包括管道维护修理、事故性抢修，新安装管道直接并网和新接水管的安装施工。由于管道施工过程中通常都要将管道停水断开，极易造成二次污染。特别是当发生大的爆管时，止水前爆管涌水而造成大量的地面积水，止水后部分积水回流到管道造成污染。此外在新装用水大户的用水、蓄水设施刚并网启用时，因冲洗消毒不严格，或者管道上的冲洗排水阀接口低于河水位或接至下水管道中，若阀门关闭不严，同样会引起污水倒灌造成管网污染。

2 城市供水管网二次污染的防治对策

2.1改进工艺、加强管理、提高出厂水质稳定性

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