影响管网水质的因素及对策

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1、影响管网水质的因素及对策 冷震 济宁供水集团总公司 提要从出厂水水质、输配水管网、二次供水设施、加氯消毒等方面分析了造成水质 恶化的原因，并有针对性地提出了改善管网水质的5 项措施。 关键词管网水质因素状况措施由于城市水源的污染，不少供水企业努力采取措施( 如在常规水处理工艺的基础上增 加预处理、深度处理及特殊处理等工艺) 提高出水水质，使之符合生活饮用水卫生标 准( G B 5 7 4 9 8 5 ) ，有的甚至自觉地以城市供水行业二0 0 0 年技术进步发展规划中 水质标准或西方发达国家的饮用水水质标准作为衡量标准，以满足人们对饮用水水质越 来越高的要求。但有一种情况一直被不少供水企业所忽

2、视：合格甚至优质的出厂水输送 到用户终端，水质会发生怎样的变化呢? 根据对国内4 5 个城市( 其中回函3 7 个) 调研 函件结果( 平均值) ，管网水浊度比出厂水增加o 3 8 N T U ，色度增加0 4 5 度，铁增加 o 0 4 m g L ，锰增加0 0 2 m g L ，细菌增加1 8 个m L ，管网末端余氯下降到o 0 1 5 m g L ，大 肠杆菌增加0 4 个L ，水质总合格率平均下降到8 3 4 ，表明水质已经恶化。近期对济 宁市城区管网的水质监测结果也表明，细菌、大肠杆菌、浊度、余氯、铁等主要指标值 发生了明显变化，尤其是管网末梢，有的己不符合生活饮用水卫生标准。这

3、说明自 来水在输送过程中，受一些因素的影响，使水质发生了变化。 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

4、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： C a ( H C 0 3 ) 2C a C 0 3 + C 0 2 + H 2 0 。如果水中游离C 0 2 含量比平衡量少时，则产生C a C 0 3 沉淀；如超过平衡量时，则产生耐烦酸腐蚀，当水中p n 值小于6 5 且水中铁的含量超 过3 m g L 或管道为金属管时，将导致白氧型铁细菌和的大量

5、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( u P v c 管、 P E 管等) 、压力水泥管、玻璃钢管、铝塑复合管、衬里钢管( P V C

6、衬里、P E 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2 0 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9 9 年1 0 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

7、 1 0 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、U P V C 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，N H 3 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C 0 2 超平衡量浓度达到7 m g L 时会导致砂浆受

8、损、砂粒流失，在一定程度上也影响了水质。非金属管道如U P V C 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

9、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

10、，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，

11、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2 0 座蓄水池和1 6 座高位水 箱的水质

12、检测结果表明，浊度平均值5 2 N T U ，细菌总数平均值1 7 3 个m L ，大肠菌群平均值5 4 个几，亚硝酸盐平均值o 6 5 m g 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

13、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5 0 0 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

14、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

15、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 5 N T U 时，水中有机物去除了2 7 3 ，浊度降至 1 5 N T U 时，有机物去除了6 0 ，浊度隆至o 5 N T U 时，有机物去除了7 9 6 ，浊度降

16、至 0 1 N T U 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 1 N T U 甚至接近o ，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P H 值法，即水在出厂前投加稳定剂， 把P H 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；1 0 0 m m 以下的可采用给水塑料管、衬里钢管