二次供水管網(wǎng)污染與水質(zhì)安全保障探討

金建峰

（上海新金山投資控股集團(tuán)有限公司，上海 200540）

1 二次供水管網(wǎng)水質(zhì)現(xiàn)狀

二次供水是我國常見的供水方式，關(guān)于二次供水的水質(zhì)通常被人們所忽略，當(dāng)前我國制定的水質(zhì)檢測指標(biāo)都是關(guān)于出廠水的檢測指標(biāo)，并沒有二次供水的水質(zhì)的檢測指標(biāo)，供水企業(yè)也只出廠水的質(zhì)量，能否達(dá)到飲用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。飲用水從出廠到用戶還有很長的一段距離，在這段距離的運(yùn)輸過程中，會發(fā)生物理化學(xué)變化和生物變化等，這些變化都會對水質(zhì)產(chǎn)生污染，也就是人們所說的二次污染，引起水質(zhì)二次污染主要體現(xiàn)在重金屬物質(zhì)、細(xì)菌微生物、色度濁度等指標(biāo)超標(biāo)。

我國的管網(wǎng)污染是水質(zhì)污染中較為嚴(yán)重的，這主要是由于20 世紀(jì)我國的供水管網(wǎng)的材質(zhì)主要是鑄鐵管金屬材料，它在潮濕的環(huán)境下極為容易腐蝕生銹，滋生大量的細(xì)菌。同時，水中的鐵元素增加，水在輸送過程中，部分鐵元素會附著在水管內(nèi)壁上形成生長環(huán)，使得水管變細(xì)，水管的輸送水的能力下降，水流的速度也會變慢，不能很好地沖刷水管壁的附著物，長時間就會形成一層生物膜結(jié)成水垢。當(dāng)供水的壓力增大時，水垢等就會被沖刷下來，使水的濁度和色度增加，給飲水的居民造成了很大的心理影響。

國外已經(jīng)針對二次供水管網(wǎng)進(jìn)行了大量的研究工作。美國奔特力公司開發(fā)了給水管網(wǎng)軟件來模擬管網(wǎng)狀況，并提出了相應(yīng)的解決措施。我國的研究水平與國外還有很大距離，但是，保證居民飲用水安全是我們一致的目標(biāo)，國內(nèi)外的學(xué)者和專家都為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)在潛心專研。世界上各個國家都制定了自己的水質(zhì)控制方案，為了保障人們飲用水的安全，都制定了相應(yīng)的生活飲用水的衛(wèi)生指標(biāo)?？刂贫喂┧奈廴締栴}對我們的生活是非常重要的，它是運(yùn)輸飲用水的最后一個環(huán)節(jié)，對水質(zhì)具有決定作用。

飲用水在出廠過程中要投入大量的人力和物力，進(jìn)行飲用水的輸送和處理。如果在二次供水過程中水質(zhì)出現(xiàn)問題，之前的投入就全浪費(fèi)了，而且居民也不能喝上質(zhì)量合格的飲用水了。因此，世界上各個國家都非常重視二次供水的水質(zhì)質(zhì)量問題，避免運(yùn)輸過程中的污染問題。

國外在控制二次供水管網(wǎng)污染主要采取制定關(guān)于二次供水污染方面的法律法規(guī)來避免人為污染，研究開發(fā)先進(jìn)的環(huán)保材料設(shè)備，在技術(shù)方面解決居民飲用水水質(zhì)不合格的問題，以及加強(qiáng)對居民進(jìn)行飲用水安全教育，從根本上解決污染問題，提高居民的自覺意識。美國在20 世紀(jì)90 年代就制定了關(guān)于飲用水安全的法律法規(guī)，并投入了大量的資金解決小型用戶供水水質(zhì)安全問題。西方發(fā)達(dá)國家在二次供水污染方面采取了三個主要策略，第一個是盡量采用一次，避免了因二次供水所產(chǎn)生的污染；第二個策略是采用終端消毒技術(shù)，根據(jù)用水客戶的需求調(diào)節(jié)水質(zhì)的安全程度，增加了可操作性，避免了二次供水過程中不確定因素對水質(zhì)的影響；第三個方面是優(yōu)化二次供水系統(tǒng)，開發(fā)新型的二次供水設(shè)施。

我國十分關(guān)注二次供水污染的問題，制定了相關(guān)的法律法規(guī)來解決飲用水安全問題。我國已經(jīng)執(zhí)行新的飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)共包括106 項(xiàng)，涵蓋了常用的所有指標(biāo)，只有人們喝上安全的飲用水，才能提高人們的身體素質(zhì)。雖然我們在飲用水安全方面做了大量的研究，但是，在技術(shù)和研究方法方面和西方發(fā)達(dá)國國家還有很大距離。由于我國國情的影響，我們不能像西方國家那樣將所有供水管網(wǎng)進(jìn)行改造，我們只能在原有供水基礎(chǔ)上進(jìn)行預(yù)警研究，及時發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)水質(zhì)問題的管段，最終減少不必要的損失。

2 影響二次供水管網(wǎng)的因素

如前文所述，西方發(fā)達(dá)國家在關(guān)于二次供水水質(zhì)安全的問題方面進(jìn)行了深入的研究工作，并制定了有效的解決方案，使居民可以飲用上安全的飲用水。我國關(guān)于這方面的研究較為落后，但也取得了很大的進(jìn)展。關(guān)于對二次供水管網(wǎng)的影響因素總結(jié)如下。

第一，環(huán)境條件對二次供水管網(wǎng)的影響。溫度對管道內(nèi)的細(xì)菌，溫度的季節(jié)性變化使得管道內(nèi)的細(xì)菌活性也呈現(xiàn)周期性變化。溫度不僅可以影響管道內(nèi)細(xì)菌的活性，還會影響電化學(xué)腐蝕的速度。溫度高電化學(xué)腐蝕速度快，使供水管道內(nèi)的鐵元素含量增多。除了溫度還會影響管道水質(zhì)的酸堿度，這是由于水溫的增高細(xì)菌的活性增加，細(xì)菌代謝的酸性物質(zhì)也會增加，管網(wǎng)的腐蝕程度也會增加，管網(wǎng)中的水的色度和鐵含量都會升高。

第二，水體營養(yǎng)物質(zhì)對二次供水管網(wǎng)的影響。有機(jī)質(zhì)含量是水質(zhì)污染的重要物質(zhì)，這是由于有機(jī)質(zhì)物質(zhì)可以作為細(xì)菌的主要營養(yǎng)物質(zhì)，是細(xì)菌大量的繁殖和生長，大量生長的細(xì)菌等微生物可以在管壁內(nèi)部形成生長環(huán)，對水質(zhì)產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。

第三，余氯對二次供水管網(wǎng)的影響。當(dāng)前，我國對飲用水的消毒方法主要是氯消毒法。大量的研究資料表明，氯消毒物質(zhì)在飲用水中會反應(yīng)生成次氯酸，它會和進(jìn)入水中的細(xì)菌細(xì)胞中，破壞細(xì)菌的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，從而產(chǎn)生致癌物質(zhì)。這種致癌物質(zhì)對我們?nèi)梭w的影響非常大，因此，對于二次供水管網(wǎng)中氯物質(zhì)的國家是嚴(yán)格要求的，在進(jìn)行消毒檢測過程中，余氯消毒是重點(diǎn)監(jiān)測對象。

第四，腐蝕對二次供水管網(wǎng)的影響。腐蝕作用是二次供水管網(wǎng)最嚴(yán)重的問題，我們當(dāng)前所采用的供水管網(wǎng)的材質(zhì)主要是鑄鐵管，發(fā)生腐蝕是不可避免的。腐蝕作用主要是由于細(xì)菌對有機(jī)質(zhì)物質(zhì)的分解產(chǎn)生大量的酸性物質(zhì)對管道的腐蝕。還有一種需要氧化鐵生長的鐵細(xì)菌，會對鐵質(zhì)管道產(chǎn)生直接的腐蝕作用。如果管道中水的亞鐵離子含量過多，會與消毒劑中的氯發(fā)生反應(yīng)，使消毒消毒效果降低。

第五，沉積物對二次供水管網(wǎng)的影響。二次供水管網(wǎng)由于腐蝕作用等的影響是水中的細(xì)菌和鐵物質(zhì)含量增多，在管道中形成生長環(huán)，導(dǎo)致管網(wǎng)的運(yùn)輸能力下降的同時，也會增加水的濁度，對消毒劑中氯含量也會大量地消耗，消毒效果變差。這樣就出現(xiàn)了居民的飲用水變黃的現(xiàn)象。水中的懸浮顆粒會成為細(xì)菌等微生物的和藻類的載體。

3 改善二次供水水質(zhì)的主要措施

第一，對二次供水管網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)施進(jìn)行改造。由于我國大中城市的二次供水管網(wǎng)多是修建于20 世紀(jì)，管網(wǎng)的布局存在許多不合理之處，出現(xiàn)了這些大中城市的管網(wǎng)的修建速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于水廠的建設(shè)速度，很多城市只是擴(kuò)建了二次供水管網(wǎng)，并沒有對原來的管道進(jìn)行改造。我國的供水管道的材質(zhì)多是鑄鐵管和鍍鋅管，鍍鋅管可以在一定程度上降低因電化學(xué)作用而產(chǎn)生的腐蝕作用，但是，腐蝕程度并沒有降到最低。由于腐蝕作用會在二次供水管道形成生長環(huán)，使得管道的運(yùn)輸能力下降并對水質(zhì)造成污染。因此，解決二次供水污染問題應(yīng)對供水管網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行改造，并使用其他成本較低耐腐蝕的管道。供水水箱對于水質(zhì)的影響也是很大的，加強(qiáng)水箱 管理可以對水質(zhì)有很大的改善作用。

第二，對二次供水的方式進(jìn)行改造。改用變頻泵供水，生活水平的提高人們對水的需求量也越來越大，用水的時變系數(shù)也變大，供水過程中會出現(xiàn)很多問題。原來水廠多采用恒速泵進(jìn)行供水，導(dǎo)致供水不能根據(jù)居民的需求量進(jìn)行調(diào)節(jié)，會引起供水管道爆裂的事故。因此，變頻泵供水已經(jīng)成為一種趨勢，可以有效地根據(jù)居民的需求進(jìn)行供水。改用氣壓供水法，氣壓罐已經(jīng)逐漸地取代了傳統(tǒng)水箱，氣壓罐可以補(bǔ)給居民高峰用水的短缺問題，更好地滿足居民的用水需求。

第三，是合理布置水箱和水池的結(jié)構(gòu)和位置。如果水箱和水池設(shè)計的不合理會出現(xiàn)死水的現(xiàn)象，會引起對水質(zhì)的污染。在設(shè)計時，要根據(jù)居民和企業(yè)的用水量設(shè)計合適體積的水箱；要設(shè)計合理的出水口，這樣才能保障水箱中的水順利流出沒有殘留；要選擇合適的貯水池位置，使貯水池遠(yuǎn)離污染源的同時，又可以節(jié)省運(yùn)輸?shù)某杀尽?/p>

第四，增加二次消毒的措施。對二次供水進(jìn)行二次消毒是非常普遍的方法來，保障二次供水的水質(zhì)。二次消毒主要采取次氯酸鈉消毒、二氧化氯消毒、紫外線消毒、臭氧消毒和光催化消毒燈方式，它們具有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，從成本和現(xiàn)場可操作性等方面來考慮，二次供水的消毒方式應(yīng)該首先選擇物理消毒的方法，紫外線消毒器常被應(yīng)用紫外線消毒現(xiàn)場，具有可操作強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。

4 結(jié)語

本文詳細(xì)地敘述了二次供水管網(wǎng)水質(zhì)現(xiàn)狀和影響二次供水管網(wǎng)的因素，并提出了改善二次供水水質(zhì)的主要措施，為人們飲用水安全提供保障。