城市二次供水水質(zhì)變化及預(yù)防措施研究

王小斌 高彩虹

【摘要】二次供水設(shè)施是城市供水基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分之一，其主要任務(wù)是解決供水管網(wǎng)末梢、高層建筑和特殊性區(qū)域用水問(wèn)題。我國(guó)城鎮(zhèn)人口中，飲用二次供水的居民約占60%。因此非常有必要對(duì)二次供水的水質(zhì)變化進(jìn)行研究，提出預(yù)防措施，保障城鎮(zhèn)居民“最后一公里”用水安全。

【關(guān)鍵詞】二次供水；用水安全；水質(zhì)

引言

近幾年來(lái).隨著城市建設(shè)的飛速發(fā)展，高層、超高層建筑日益增多。自來(lái)水公司管網(wǎng)供水壓力不能直接送到高層樓頂，因此大多數(shù)高層住宅采用增設(shè)低位蓄水池和高位水箱的二次加壓供水辦法來(lái)滿足居民的用水需求。

我國(guó)城鎮(zhèn)化處于快速發(fā)展期，二次供水設(shè)施良莠不齊，管理不善，衛(wèi)生監(jiān)管不力，引起的水質(zhì)惡化現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。通常居民向自來(lái)水公司反應(yīng)的水質(zhì)問(wèn)題最多的就是感官指標(biāo)，包括“黃水”“紅蟲(chóng)”“異臭”等。

水與人類生存息息相關(guān)，飲水衛(wèi)生是保障人體健康的必備條件。城市供水質(zhì)量?jī)?yōu)劣直接關(guān)系到千百萬(wàn)人的身體健康。因此非常有必要對(duì)二次供水的水質(zhì)變化原因進(jìn)行研究，提出預(yù)防措施，保障人民喝上優(yōu)質(zhì)放心的干凈水。

1、二次供水

1.1 二次供水概念的厘清。目前我國(guó)衛(wèi)生部GB5749-2006《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》中對(duì)二次供水定義為，集中式供水在入戶之前經(jīng)再度儲(chǔ)存、加壓和消毒或深度處理，通過(guò)管道或容器輸送給用戶的供水方式。而建設(shè)部CJ/T206-2005《城市供水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》中二次供水定義為，供水單位將來(lái)自城市公共供水和自建設(shè)施的供水經(jīng)儲(chǔ)存加壓或者深度處理和消毒后，由供水管道向用戶供水的方式。上述兩個(gè)定義基本一致，清晰的闡述了二次供水的概念，但均沒(méi)有明確指出二次供水與生活飲用水的關(guān)系，根據(jù)GB17051-1997《二次供水設(shè)施衛(wèi)生規(guī)范》一般認(rèn)為二次供水屬于生活飲用水范疇。

1.2 二次水方式及設(shè)施。目前我國(guó)二次供水方式主要有四種：（水泵與水池箱）聯(lián)合式、變頻調(diào)速式、直接增壓式、壓力罐式。二次供水設(shè)施包括為保障二次供水水質(zhì)、水壓而設(shè)置水箱、消毒設(shè)備、氣壓罐，閥門、水泵機(jī)組及電控柜等。

1.3 二次供水水質(zhì)惡化。源水通過(guò)自來(lái)水廠常規(guī)處理、消毒、管網(wǎng)輸送、二次供水、用戶tap 端等流程保障居民用水。飲用水在供水管網(wǎng)內(nèi)停留時(shí)間相對(duì)較短，管網(wǎng)水質(zhì)余氯值相對(duì)較大，能抑制細(xì)菌生長(zhǎng)，管網(wǎng)對(duì)水質(zhì)的影響相對(duì)有限。而當(dāng)管網(wǎng)水進(jìn)入二次供水，此時(shí)余氯值降低，在二次供水設(shè)施中停留時(shí)間長(zhǎng)，二次供水設(shè)施缺乏有效的管理等問(wèn)題，導(dǎo)致水質(zhì)惡化，甚至不達(dá)標(biāo)。我國(guó)飲水衛(wèi)生專家分析近年來(lái)的資料后發(fā)現(xiàn)，自來(lái)水出廠水經(jīng)輸水管網(wǎng)和二次供水后水質(zhì)合格率平均下降20個(gè)百分點(diǎn)。

2、影響二次供水水質(zhì)變化的原因

2.1 二次供水水質(zhì)變化的外部原因

2.1.1 管道腐蝕、結(jié)垢和沉積物對(duì)水質(zhì)的影響。管道內(nèi)壁的銹蝕、結(jié)垢、沉積物必將導(dǎo)致水中余氯量迅速減少，色度、濁度等指標(biāo)明顯增大。當(dāng)管道內(nèi)水流速度、水壓突然變大或方向突然改變時(shí)，就會(huì)造成短時(shí)間的水質(zhì)惡化。引起“黃水”現(xiàn)象，通過(guò)排放一段時(shí)間水質(zhì)就會(huì)好轉(zhuǎn)。

2.1.2 水箱材質(zhì)對(duì)水質(zhì)的污染。不同貯水構(gòu)筑物材質(zhì)對(duì)水質(zhì)的影響程度不同，主要是各種貯水構(gòu)筑物材質(zhì)所含有的成分及生產(chǎn)工藝的不同造成的。如混凝土貯水池，較不銹鋼貯水池以及玻璃鋼貯水池粗糙，微生物容易吸附而形成生物膜。 水在鋼筋混凝土水箱中停留，水與水泥接觸的時(shí)間越長(zhǎng)，p H 值越大，甚至超過(guò)了生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的范圍，水在混凝土水箱中的停留時(shí)間最好不要超過(guò) 12 個(gè)小時(shí)，否則極易引起細(xì)菌總數(shù)和大腸桿菌的超標(biāo)。

2.2 二次供水水質(zhì)變化的內(nèi)部原因

2.2.1 營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)大量存在。由于飲用水水源水質(zhì)不斷變化，有機(jī)物進(jìn)入二次供水不可避免。飲用水中含有的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)是引起微生物生長(zhǎng)繁殖的根本原因。殘留在原水中的一部分有機(jī)物成為飲用水中異養(yǎng)微生物生長(zhǎng)繁殖所需的營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)。目前有研究用AOC（可同化有機(jī)碳）來(lái)表示水中可被細(xì)菌吸收、直接同化成細(xì)菌體的部分，反應(yīng)飲用水細(xì)菌繁殖的潛力。但 AOC 的測(cè)定麻煩，準(zhǔn)確性有待提高，難于進(jìn)行普遍推廣。微生物生長(zhǎng)所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)除碳源外，其它營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)如氨氮、硫酸鹽、磷、碳酸氫鹽、鉀等微量元素也細(xì)菌的生長(zhǎng)具有重要的作用。 水中這些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)為水質(zhì)“異臭”，“ 紅蟲(chóng)”現(xiàn)象發(fā)生提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。

2.2.2 余氯快速衰減。目前主要消毒工藝是氯消毒、臭氧消毒、紫外消毒、二氧化氯消毒。但為了保證持續(xù)消毒，在進(jìn)入供水管網(wǎng)前需要加氯，從而保證供水管網(wǎng)水質(zhì)和二次供水水質(zhì)細(xì)菌總數(shù)達(dá)標(biāo)。余氯在供水管網(wǎng)及二次供水設(shè)施中都會(huì)衰減，一部分是因?yàn)楹退泻穆任镔|(zhì)反應(yīng)消耗，一部分由于自身衰減而消耗。余氯和細(xì)菌總數(shù)密切相關(guān)，足夠的余氯可以有效抑制細(xì)菌繁殖，保證飲用水細(xì)菌學(xué)安全。

2.2.3 pH變高。p H對(duì)水質(zhì)的影響是間接的。一方面 p H 對(duì)貯水材質(zhì)溶出物影響較大，英國(guó)1996 年 24%供水地區(qū)飲用水中鐵含量超標(biāo)，13%的區(qū)域鉛含量超標(biāo)。另外一方面，p H影響余氯的消毒效果，余氯在水中主要以 HOCl、OCl-的形式存在，由于細(xì)菌呈電負(fù)性，中性分子HOCl 容易接近細(xì)菌而起到細(xì)菌作用，氯的殺菌作用主要靠HOCl 起作用，在p H<7.5 時(shí)，HOCl 是主要成分，而當(dāng) Ph>7.5 時(shí)，OCl-是主要成分。而 HOCl 的殺菌能力比 OCl-強(qiáng)很多。如對(duì)于大腸埃希氏菌，HOCl 的殺菌能力比 OCl-強(qiáng) 80～100倍。

2.2.4 溫度變化。二次供水水溫直接或間接影響二次供水水質(zhì)，如微生物生長(zhǎng)速率、余氯消耗速率、貯水構(gòu)筑物的腐蝕速率等等。Fransolet 的研究表明，水溫 15℃以上時(shí)微生物活動(dòng)顯著加快。Le Checallier 的研究發(fā)現(xiàn)，水溫為 5℃時(shí)飲用水中仍有微生物生長(zhǎng)繁殖的現(xiàn)象。

2.2.5 停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。飲用水在貯水設(shè)施中的停留時(shí)間是影響其水質(zhì)的重要因素。過(guò)長(zhǎng)的停留時(shí)間導(dǎo)致余氯消耗，不能有效抑制微生物的生長(zhǎng)繁殖，導(dǎo)致細(xì)菌總數(shù)超標(biāo)。過(guò)長(zhǎng)的停留時(shí)間還導(dǎo)致更多的貯水設(shè)施材質(zhì)溶入到水體中。用水在二次供水過(guò)程中停留時(shí)間較長(zhǎng)。飲用水從水廠出水經(jīng)過(guò)市政管網(wǎng)輸送，水質(zhì)已經(jīng)受到市政供水管網(wǎng)影響，水質(zhì)變差，包括余氯降低、細(xì)菌總數(shù)增多、渾濁度增加等。進(jìn)入二次供水，在二次供水貯水設(shè)備及管網(wǎng)中停留都會(huì)對(duì)水質(zhì)造成影響。一般情況下，在二次供水管網(wǎng)停留造成水質(zhì)變化可以通過(guò)放水五分鐘而消除。在二次供水貯水設(shè)備中，由于水池（水箱）設(shè)計(jì)不合理或與消防水池并用，水池容積過(guò)大，池內(nèi)水流動(dòng)緩慢，形成死水區(qū)，停留時(shí)間較長(zhǎng)，使得本身水質(zhì)已經(jīng)下降的飲用水中余氯繼續(xù)衰減，細(xì)菌滋生，一些世代時(shí)間較長(zhǎng)的硝化細(xì)菌也得以繁殖，甚至產(chǎn)生“紅蟲(chóng)”等可見(jiàn)物。水在水箱中貯存 24 小時(shí)后，余氯為零，特別是夏季水溫較高，水中余氯含量迅速減少，12 小時(shí)后即為零。若貯存停留時(shí)間超過(guò)12 小時(shí)，水中細(xì)菌很快繁殖，造成二次污染，不宜直接飲用。在南方地區(qū)，夏季屋頂水箱內(nèi)氣溫經(jīng)常高達(dá)40℃，余氯快速衰減，如果飲用水在水箱中停留時(shí)間稍微過(guò)長(zhǎng)，余氯將消耗殆盡，致使水箱內(nèi)微生物、紅蟲(chóng)滋生、渾濁度增加。

3、采取多種預(yù)防措施，保障二次供水水質(zhì)安全

3.1 加強(qiáng)衛(wèi)生法律法規(guī)宣傳教育，提高衛(wèi)生意識(shí)。衛(wèi)生職能部門應(yīng)大力宣傳衛(wèi)生法律法規(guī)，加強(qiáng)對(duì)二次供水企業(yè)和水質(zhì)管理人員的衛(wèi)生知識(shí)及衛(wèi)生法律法規(guī)培訓(xùn)，提高其衛(wèi)生法律意識(shí)，自覺(jué)加強(qiáng)自身衛(wèi)生管理。同時(shí)，按照國(guó)家衛(wèi)生法律法規(guī)規(guī)定，凡有二次供水設(shè)施的單位，應(yīng)建立健全衛(wèi)生管理制度，落實(shí)專兼職管理人員，切實(shí)開(kāi)展自身衛(wèi)生管理。

3.2 加強(qiáng)二次供水設(shè)施的建設(shè)管理。凡從事二次供水設(shè)施施工的單位，應(yīng)具備相應(yīng)的給水工程建設(shè)資質(zhì)。建造二次供水設(shè)施所使用的材料、設(shè)備閥門等必須符合衛(wèi)生和質(zhì)量要求，施工安裝須按規(guī)定進(jìn)行質(zhì)量安全監(jiān)督，經(jīng)核準(zhǔn)后發(fā)給《二次供水設(shè)施合格證書》，方可投入使用。

3.3 加強(qiáng)二次供水的衛(wèi)生監(jiān)督管理。按照《生活飲用水衛(wèi)生監(jiān)督管理辦法》規(guī)定，衛(wèi)生監(jiān)督部門應(yīng)將二次供水納入正常的衛(wèi)生監(jiān)督管理范圍，切實(shí)開(kāi)展衛(wèi)生許可審查，對(duì)二次供水單位的自身衛(wèi)生管理、供水設(shè)施、清洗消毒、水質(zhì)衛(wèi)生質(zhì)量和從業(yè)人員的健康狀況等情況進(jìn)行監(jiān)督檢查，督促供水單位完善供水衛(wèi)生防護(hù)設(shè)施，定期進(jìn)行供水設(shè)施的清洗，開(kāi)展供水的消毒和自身衛(wèi)生管理工作。

3.4 加強(qiáng)二次加壓供水的水質(zhì)監(jiān)測(cè)。二次供水屬于生活飲用水范疇，適用《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》的各項(xiàng)要求。二次供水應(yīng)該保證用戶飲用安全，不得含有病原微生物，不得危害人體健康，應(yīng)感官性狀良好，二次供水水質(zhì)應(yīng)該符合《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定項(xiàng)指標(biāo)。根據(jù)GB17051-1997《二次供水設(shè)施衛(wèi)生規(guī)范》要求，二次供水的責(zé)任單位應(yīng)該定期對(duì)二次供水水質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)，必須項(xiàng)目有：色度、獨(dú)度、嗅味及肉眼可見(jiàn)物、、大腸菌群、細(xì)菌總數(shù)、余氯。選測(cè)項(xiàng)目有：總硬度、氯化物、確酸鹽氮、揮發(fā)酷、氰化物、砷、六價(jià)鉻、鐵、猛、鉛、紫外線強(qiáng)度等。

3.5 建立或者完善遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)二次供水系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。依城市地理位置分布，按不同類型建筑，對(duì)市政供水及二次供水水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)控，選擇主要指標(biāo)對(duì)水質(zhì)進(jìn)行長(zhǎng)期觀測(cè)，保證供水安全。

參考文獻(xiàn)：

[1]GB5749-2006生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)[s].2006.

[2]CJ/T206-2005城市供水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)[s].2005.