给水管网与二次供水系统的水质研究及运行维护和改造

来源：SCI期刊网分类：建筑论文时间：2022-01-06 09:03 热度：

摘要：摘要对珠海市主城区管网、二次供水系统水质研究表明：出厂水到管网、二次供水系统的水质合格率依次有不同程度地下降。通过对出厂水水质、管材、停留时间、管网和二次供水系统运行维

　　摘要对珠海市主城区管网、二次供水系统水质研究表明：出厂水到管网、二次供水系统的水质合格率依次有不同程度地下降。通过对出厂水水质、管材、停留时间、管网和二次供水系统运行维护进行分析提出提高出厂水水质稳定性、加强管网和二次供水系统运行维护及其改造的措施。

　　关键词给水管网二次供水系统水质运行维护改造

　　0 引言

　　供水系统在保证供给用户充足水量和足够水压的同时还要保证水质符合国家生活饮用水卫生标准。由于供水管道的材质、使用年限、管网和二次供水运行维护等问题用户水质合格率低于出厂水有时还出现红水、黑水现象。因而需探讨管网、二次供水系统的水质与运行维护和合理改造的关系。

　　1 珠海市主城区供水现状

　　珠海市是一个新兴的沿海城市水源取自西江磨刀门水道水质达到国家《地表水环境质量标准》(GB3838—2002)Ⅰ～Ⅱ类标准。

　　因易受咸潮影响原水形成了以西江主干流磨刀门水道江水为主、水库为辅、江库结合、库库连通的多点多水源独特系统。主城区共有3座水厂总供水能力为50万 m 3/d水厂采用常规处理工艺流程出厂水质符合《生活饮用水卫生标准》(GB 5749— 2006)2008年管网水全年综合合格率为98∙5%。到 2008年年底供水管道总长为1124∙41 km其中 DN100以上为880∙76km。有二次供水的居民住宅小区386个水箱1472座水池344座二次供水用户约占总居民用户的40%。

　　2 供水管网、二次供水系统对水质的影响

　　从出厂水到用户要经过较长的管网和蓄水设施其水质除了受出厂水水质影响外还受给水管道的材质、使用年限、管网和二次供水系统运行维护等因素的影响。

　　珠海市多年的水质检测报告表明：绝大多数的水质项目指标在管网中不再发生变化或变化很小发生变化较大的是浊度、色度、余氯、铁、细菌总数、总大肠菌群等6项指标。

　　2∙1 水质变化情况

　　拱北水厂是主城区的主要水厂其出厂水、管网水、二次供水(经过水箱或水池)水质变化情况见表 1、表2。

　　管网水和出厂水比较从表1可见浊度、色度、铁都有增加余氯下降较快耗氧量、细菌总数、总大肠菌群几乎不变。从表2可见浊度合格率降低了 2%～3%、余氯合格率降低了9%～15∙5%、细菌总数合格率降低了0∙2%～1∙9% 、总大肠菌群合格率降低了0～0∙2%。

　　二次供水和管网水比较从表1可见浊度升高余氯有较大幅度降低其他指标变化甚小。从表2可见浊度合格率降低了2%～3%、余氯合格率降低了 10%～25%、细菌总数合格率降低了5%～8% 、总大肠菌群合格率降低了1%～11%。

　　2∙2 铸铁管、镀锌钢管对水质的影响

　　珠海早期的住宅小区使用灰口铸铁管、镀锌钢管作为给水管材尽管从2006年我司实施抄表到户进行了有计划地改造但仍有相当多的小区没有整改。表3为相邻的未整改(使用灰口铸铁管、镀锌钢管)与已整改住宅小区(使用钢塑管)的管网水质比较。

　　由表3可见由于镀锌钢管的锈蚀其管网水质浊度、铁等指标存在个别超标现象尽管其水质大多能够达到国家生活饮用水卫生标准但色度、浊度、铁含量普遍高于钢塑管。

　　2∙3 水在管网中停留时间对水质的影响

　　部分大口径管道水流速低、局部管网没有形成环状管网造成水在管网中停留时间长水自身及与管网、设施之间就会发生更多的生物、化学反应致使水质变差。吉大海边的几个住宅小区地处管网末梢为枝状管网片区由一条 DN1000钢管供水因规划原因未能与周边管网形成环状且小区入住率很低用水量小仅管道中的水就可供3天使用造成小区管网水浊度时有超标、余氯达不到 0∙05mg/L微生物指标超标。

　　2∙4 影响管网水质其他因素

　　对管网水造成污染的还有：①施工不规范新敷设管道冲洗消毒不彻底;②管网维护、抢修时开关阀门造成管网水压力、流向的变化冲刷管内的沉淀物;③消火栓不常使用形成的死水可能会倒流入管网;④有些管道、阀门长期浸泡在水中外界水可能侵入管网污染管内水等。

　　2∙5 二次供水设施对水质的影响

　　二次供水设施影响水质有以下几方面：

　　(1) 设计不合理。蓄水池或高位水箱容积偏大水的滞留时间过长2004年前建成的小区大多生活与消防共用一个水池、水箱存在消防死水区。

　　(2) 选材不当。水池、水箱大多采用钢筋混凝土结构内壁未做内衬处理。

　　(3) 运行管理不善。水池、水箱未定期进行清洗、消毒;有的水池、水箱人孔盖破损或无盖等。

　　综上所述出厂水因具有轻微的腐蚀作用导致管网水色度、浊度、铁含量少量增加因管网水耗氧量较低且有一定量余氯管网水微生物生长的概率很低。二次供水与管网水质比较浊度、余氯、细菌总数、总大肠菌群合格率均有不同程度地下降其下降的幅度大于管网造成水质下降的幅度。容易腐蚀的灰口铸铁管、镀锌钢管不能保证管网水质。水在管网中停留时间长、二次供水设施设计和维护不当引起水质变差。

　　3 管网、二次供水水质管理措施

　　3∙1 控制出厂水浊度提高出厂水水质稳定性

　　加强净水过程的全面质量控制提高出厂水水质合格率尤其严格控制浊度指标。浊度降低水中致病微生物和其他颗粒性物质随之降低特别是氯消毒难以灭活的隐孢子虫它的去除主要靠降低浊度[1]。浊度降低水中有机物含量会降低也减少了加氯消毒后副产品卤代烃的含量。我司规定出厂水浊度的限值为0∙3NTU管网水浊度限值为1NTU。

　　我司出厂水的 pH 基本在7～7∙8按饱和指数和稳定指数计算均具有腐蚀性因而有必要调高 pH 以提高水的化学稳定性。通过控制出厂水的余氯抑制微生物的生长可维持水的生物稳定性。根据多年的经验总结规定出厂水的余氯≥0∙8mg/L可使管网水的余氯≥0∙05mg/L从而保证管网水细菌总数、总大肠菌群的合格率。

　　3∙2 追踪管网、二次供水水质变化

　　为明确水质管理职责确定管网管理部门管理管网、二次供水水质水质监测部门对管网、二次供水的水质进行定期检测。主城区共设置了120 个管网水质采样点(约每4个住宅小区设1个采样点)每个有二次供水的住宅小区都设置二次供水水质采样点。还在管网中设置了3套余氯、浊度和 pH 连续测定仪在线监测系统实时监测系统数量计划将逐步增加这样可及时掌控管网的水质情况既可为管网的优化调度运行提供依据又可为改善管网、二次供水的水质和进行改造提供决策依据。

　　4 加强管网运行维护和二次供水系统管理

　　4∙1 加强管网运行维护

　　维护是管网管理的重中之重管网巡查作为一项日常工作可及时查寻管网明漏维护管网设施保障管网安全运行。定期管网检漏一般管网每月巡检一次DN300以上的主要管网及薄弱环节每月至少巡检两次。对阀门、消火栓规定进行定期检查保养。

　　定期冲洗管道冲洗、排污重点选择：管网末端、两水厂水流交汇处、枝状管网、用水量少、水流速小的管道、早期未做内防腐的金属管干管。

　　因本市供水管道的总体管龄不长使用时间长短不一冲洗周期可根据具体情况而定但至少两年一次。对于管内流速长期偏低的管段特别是枝状末端管段冲洗周期不少于一年一次消火栓至少每 6个月排水一次。

　　因本市为多水源供水系统统一调度整个管网系统水量、水压尤为必要这样可避免管网水对管道冲刷保证管网水的合理流向控制停留时间以保障管网水水质。

　　管道的接驳尽量推行不停水接口以避免管网水流的突变造成水质的二次污染。

　　4∙2 二次供水系统管理

　　二次供水已成为主城区影响用户水质的主要因素其主要水质问题是余氯下降幅度大细菌超标。从2006年实施抄表到户起住宅小区的二次供水系统及设施统一由我司管理公司成立了二次供水服务系统包括二次供水管理所、水池清洗队和水质检测部门维护并清洗水池及高位水箱清洗周期不少于一年二次。

　　5 供水管网的改造

　　主城区供水管网早期以预应力混凝土管、灰口铸铁管、钢管、镀锌钢管、PVC-U 管为主近几年才使用球墨铸铁管、钢塑管、PE 管、PP-R 管统计见表4。

　　从表4可见尽管我市已经早在2002年淘汰了灰口铸铁管、镀锌钢管但早期敷设的灰口铸铁管、镀锌钢管仍占相当大的比例还有部分未做内衬的钢管。PVC-U 管主要为住宅小区配水管玻璃钢管多用于工业园区这两种管材现已被我市列为不宜使用的供水管材。对于早期的灰口铸铁管、镀锌钢管还有部分未做内衬的钢管因出厂水具有腐蚀性和管道使用年限长导致管内壁腐蚀、结垢管道的过水面积减少输水能力降低并且污染水质;PVC-U 管尽管管壁光滑、不结垢但随使用时间的增长会产生分解现象并可能造成重金属污染其粘结接头易老化长期使用、受阳光直照管网水易产生臭味和颜色[2]。因而这些给水管道需进行分批地改造以增强过水能力改善水质。

　　5∙1 需改造的管网及改造方法

　　主城区需进行改造的管网有：①敷设较早、材质差(灰口铸铁管、镀锌钢管、PVC-U 管等)、漏水爆管严重的管段;②漏水隐患较多的管段;③管径较小输水能力不足的管段;④管道内壁腐蚀结垢影响管网水质的管段。

　　我司已编制近、远期规划对管网进行有计划、有步骤地改造。根据公司现有的经济、技术条件管网改造主要采用改敷较大口径管道和开挖更换新管的方法。

　　5∙2 科学选用管材

　　选用合适的管材是确保管网水质的关键。《珠海市供水工程设计、施工、管材选用》规定：DN≤ 100采用 PE100管、钢衬塑复合管;1001200采用球墨铸铁管、钢管、PCCP 管。

　　供水管材由总公司物流中心通过招标进行统一采购。

　　5∙3 加强管网改造施工管理和质量监督

　　管网改造区域往往在人口密集、交通繁忙的地方施工前必须制定周密的施工计划合理安排工序提高工作效率减少停水时间。工程施工和验收必须按规范执行对施工质量监督的重点是要检查管道安装位置、安装方法、接口、埋深和回填材料等。

　　我司每年投资数百万元对主城区进行管网改造据统计2003～2008年共进行管网改造175 项改管累计长度67∙98km。从2006年起实行的抄表到户接受旧的住宅小区漏损大公司拨专款对小区管网进行分批改造到2008年已对284个小区进行了改造累计投资2585∙3万元改管累计长度 83∙89km改造之后的小区漏损率和用户水质大为改观。

　　6 二次供水系统的改造

　　二次供水系统的技术改造包括：①相邻小区的二次供水设施进行优化合并;②随着供水管网的完善市政供水能够满足直接供水的取消二次供水系统原二次供水系统用作消防;③未内衬的水池、水箱增设内壁防腐或增加内衬;④使用密封不锈钢水箱;⑤降低容积偏大水池、水箱运行水位减少储水时间;⑥分开生活与消防共用的水池、水箱。

　　7 结论

　　由于出厂水水质、供水管道的材质、使用年限、管网和二次供水运行维护的影响出厂水到管网、二次供水系统的水质合格率依次有不同程度的下降二次供水系统要大于管网造成的水质影响。

　　为保证管网、二次供水的水质首先要提高出厂水的水质合格率和水质稳定性主要控制出厂水的浊度和余氯;其次加强管网和二次供水系统运行维护强化管网运行的科学调度;再则对供水管网、二次供水系统进行有计划地改造消除影响水质的隐患。通过这三个方面的科学结合主城区2006～ 2008年管网、二次供水的各项水质指标合格率得以逐年稳步提高管网、二次供水逐步达到较为完善的状态。——论文作者：舒青松

　　参考文献

　　1 城市供水行业2010年技术进步发展规划及2020年远景目标.北京：中国建筑工业出版社2005

　　2 任基成费杰.城市供水管网系统二次污染及防治.北京：中国建筑工业出版社2006.78

文章名称：给水管网与二次供水系统的水质研究及运行维护和改造

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