二次供水的設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立的。相比原水供水,二次供水的水質更容易被污染。據統計,在給水系統的二次污染中,城市供水管網造成的污染比例約為30%,二次加壓系統造成的比例約為40%,居住區配水系統造成的污染比例約為30%,即建筑給水系統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的清洗處理,都造成了嚴重浪費。因而防止建筑給水系統的二次污染,對保障人民身體健康和節約用水有著十分重要的意義。導致建筑給水系統水質污染的常見原因主要體現在以下幾方面:

1 系統布置方面

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生防護距離;水箱與廁所、廚房等相鄰;飲用水系統與其它給水系統直接連接;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等都是水質污染的隱患。

2 設計方面

貯水池、水箱進出水管位置不合適,在水池(箱)內形成死水區;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計缺陷也會造成水質污染。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2～3天)造成水中余氯不足,細菌和藻類繁殖,導致水質的細菌性污染。生活與消防合建水池有效容積應按如下公式計算:

Vy=Vs+Vx+Vb

Vy———貯水池的有效容積(m3)

Vs———生活用水調節容積,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———室內外消防用水量( l/s)

Ql———火災延續時間補水量( l/s)

Tx———火災延續時間(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。據統計,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。金屬管道內容易發生電化學反應而產生腐蝕和泥結垢,結垢層的厚度與管道使用年數有關,據有關部門對結垢管道流出的水質進行檢測,結果發現了多達28種細菌和16種金屬元素,對水質的威脅時刻存在;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,金屬貯水設備防銹漆的脫落等都可引起水質污染。

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,布置在環境衛生條件惡劣地段的管道接口不嚴都可能導致水質污染。

5 管理方面

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

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,在選材時還應當注意采用的管材和配件,應符合現行產品標準,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的管材要符合相應的衛生標準。

6.1 地管應具有耐腐蝕性和能承受相應地面荷載的能力,在無冰凍的南方地區承壓管在地面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合管(防碰撞)。

6.3 室內明裝一般采用給水塑料管和復合管。

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,不銹鋼水箱等衛生部門批準使用的水箱產品。

7 施工方面的實施

生活用水的管道設置不能因管道產生虹吸、背壓回流而受污染,衛生器具和用水設備、構筑物等的生活飲用水管道的配水件出水口應符合下列規定:

7.1 出水口不得被任何液體或雜質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)的進水管口的最低點高出溢流邊緣的空氣間隙應等于進水管徑,但最小不可小于25mm,最大不可大于150mm,當進水管從最高水位以上進入水池(箱),管口為淹沒出流時,管頂應裝設真空破壞器等防虹吸回流措施。

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

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

8 優化系統布置

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,有研究結果表明,水池—水泵—水箱二次加壓系統合格率為93.92%。四項重點(余氯(CL)、渾濁度、細菌總數、總大腸桿菌數)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中將近一半的水受到細菌性污染,由此可見,二次加壓系統造成污染比較嚴重。而造成二次加壓系統中水質污染的主要原因就是合建水池容積過大。根據新頒布的建筑給排水設計規范,水池容積超過500立方米時應分成兩格進行設計。根據目前的情況,在條件允許前提下,設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的停留時間,保證水質衛生指標;另一方面,依俱不同用途的水價不同的價格的原則:“混和用水應分表計量,未分表計量的從高適用水價”。

9 嚴格按設計標準執行

二次供水系統采用形式的選擇,一般可用水池加變頻泵、疊壓供水系統、泵加水箱的增壓系統等。高層二次供水還應有合理的豎向分區,不宜采用高能耗、一次加壓后再利用減壓閥分區降壓供水的方式。二次供水增壓站的數量、規模、水壓應結合居住小區規模、分期建設情況、建筑高度、建筑物的分布以及系統維護和安全運行等因素,經技術經濟比較后予以確定。對于早期由于水箱進出水管的設計不合理或水池容積較大,而導致出現死水區的現象,大水箱或水池可以采用導流墻來解決,而小水箱可以在進水管上安裝旋流進水器,利用進水余壓在水箱中造成旋轉水流,從而消除死水區;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,這樣就不會出現水箱底部死水的現象。

10 強化二次消毒措施,加強管理

當貯水池內的貯水, 12小時內不能得到更新時,應設置水消毒處理裝置。目前對水進行消毒處理的方法主要有物理法和化學法,而化學法中常用的消毒劑均為有毒氣體,考慮到在居民樓內二次供水系統的安全性以及避免形成消毒副產物,各種化學消毒法均不宜采用。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,特別是發現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的工序,并即將正式列入美國供水法規。

11 結束語

建筑給水系統二次污染是指建筑給水設施對來自市政給水管道的水進行貯存、加壓和輸送至用戶的過程中,由于人為或自然的因素,使得水質指標發生明顯變化,失去原有使用價值的現象。

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