二次供水管网污染与水质安全保障探讨

金建峰

（上海新金山投资控股集团有限公司，上海 200540）

1 二次供水管网水质现状

二次供水是我国常见的供水方式，关于二次供水的水质通常被人们所忽略，当前我国制定的水质检测指标都是关于出厂水的检测指标，并没有二次供水的水质的检测指标，供水企业也只出厂水的质量，能否达到饮用卫生标准。饮用水从出厂到用户还有很长的一段距离，在这段距离的运输过程中，会发生物理化学变化和生物变化等，这些变化都会对水质产生污染，也就是人们所说的二次污染，引起水质二次污染主要体现在重金属物质、细菌微生物、色度浊度等指标超标。

我国的管网污染是水质污染中较为严重的，这主要是由于20 世纪我国的供水管网的材质主要是铸铁管金属材料，它在潮湿的环境下极为容易腐蚀生锈，滋生大量的细菌。同时，水中的铁元素增加，水在输送过程中，部分铁元素会附着在水管内壁上形成生长环，使得水管变细，水管的输送水的能力下降，水流的速度也会变慢，不能很好地冲刷水管壁的附着物，长时间就会形成一层生物膜结成水垢。当供水的压力增大时，水垢等就会被冲刷下来，使水的浊度和色度增加，给饮水的居民造成了很大的心理影响。

国外已经针对二次供水管网进行了大量的研究工作。美国奔特力公司开发了给水管网软件来模拟管网状况，并提出了相应的解决措施。我国的研究水平与国外还有很大距离，但是，保证居民饮用水安全是我们一致的目标，国内外的学者和专家都为实现这一目标在潜心专研。世界上各个国家都制定了自己的水质控制方案，为了保障人们饮用水的安全，都制定了相应的生活饮用水的卫生指标。控制二次供水的污染问题对我们的生活是非常重要的，它是运输饮用水的最后一个环节，对水质具有决定作用。

饮用水在出厂过程中要投入大量的人力和物力，进行饮用水的输送和处理。如果在二次供水过程中水质出现问题，之前的投入就全浪费了，而且居民也不能喝上质量合格的饮用水了。因此，世界上各个国家都非常重视二次供水的水质质量问题，避免运输过程中的污染问题。

国外在控制二次供水管网污染主要采取制定关于二次供水污染方面的法律法规来避免人为污染，研究开发先进的环保材料设备，在技术方面解决居民饮用水水质不合格的问题，以及加强对居民进行饮用水安全教育，从根本上解决污染问题，提高居民的自觉意识。美国在20 世纪90 年代就制定了关于饮用水安全的法律法规，并投入了大量的资金解决小型用户供水水质安全问题。西方发达国家在二次供水污染方面采取了三个主要策略，第一个是尽量采用一次，避免了因二次供水所产生的污染；第二个策略是采用终端消毒技术，根据用水客户的需求调节水质的安全程度，增加了可操作性，避免了二次供水过程中不确定因素对水质的影响；第三个方面是优化二次供水系统，开发新型的二次供水设施。

我国十分关注二次供水污染的问题，制定了相关的法律法规来解决饮用水安全问题。我国已经执行新的饮用水卫生标准，该标准共包括106 项，涵盖了常用的所有指标，只有人们喝上安全的饮用水，才能提高人们的身体素质。虽然我们在饮用水安全方面做了大量的研究，但是，在技术和研究方法方面和西方发达国国家还有很大距离。由于我国国情的影响，我们不能像西方国家那样将所有供水管网进行改造，我们只能在原有供水基础上进行预警研究，及时发现出现水质问题的管段，最终减少不必要的损失。

2 影响二次供水管网的因素

如前文所述，西方发达国家在关于二次供水水质安全的问题方面进行了深入的研究工作，并制定了有效的解决方案，使居民可以饮用上安全的饮用水。我国关于这方面的研究较为落后，但也取得了很大的进展。关于对二次供水管网的影响因素总结如下。

第一，环境条件对二次供水管网的影响。温度对管道内的细菌，温度的季节性变化使得管道内的细菌活性也呈现周期性变化。温度不仅可以影响管道内细菌的活性，还会影响电化学腐蚀的速度。温度高电化学腐蚀速度快，使供水管道内的铁元素含量增多。除了温度还会影响管道水质的酸碱度，这是由于水温的增高细菌的活性增加，细菌代谢的酸性物质也会增加，管网的腐蚀程度也会增加，管网中的水的色度和铁含量都会升高。

第二，水体营养物质对二次供水管网的影响。有机质含量是水质污染的重要物质，这是由于有机质物质可以作为细菌的主要营养物质，是细菌大量的繁殖和生长，大量生长的细菌等微生物可以在管壁内部形成生长环，对水质产生严重的影响。

第三，余氯对二次供水管网的影响。当前，我国对饮用水的消毒方法主要是氯消毒法。大量的研究资料表明，氯消毒物质在饮用水中会反应生成次氯酸，它会和进入水中的细菌细胞中，破坏细菌的内部结构，从而产生致癌物质。这种致癌物质对我们人体的影响非常大，因此，对于二次供水管网中氯物质的国家是严格要求的，在进行消毒检测过程中，余氯消毒是重点监测对象。

第四，腐蚀对二次供水管网的影响。腐蚀作用是二次供水管网最严重的问题，我们当前所采用的供水管网的材质主要是铸铁管，发生腐蚀是不可避免的。腐蚀作用主要是由于细菌对有机质物质的分解产生大量的酸性物质对管道的腐蚀。还有一种需要氧化铁生长的铁细菌，会对铁质管道产生直接的腐蚀作用。如果管道中水的亚铁离子含量过多，会与消毒剂中的氯发生反应，使消毒消毒效果降低。

第五，沉积物对二次供水管网的影响。二次供水管网由于腐蚀作用等的影响是水中的细菌和铁物质含量增多，在管道中形成生长环，导致管网的运输能力下降的同时，也会增加水的浊度，对消毒剂中氯含量也会大量地消耗，消毒效果变差。这样就出现了居民的饮用水变黄的现象。水中的悬浮颗粒会成为细菌等微生物的和藻类的载体。

3 改善二次供水水质的主要措施

第一，对二次供水管网系统设施进行改造。由于我国大中城市的二次供水管网多是修建于20 世纪，管网的布局存在许多不合理之处，出现了这些大中城市的管网的修建速度远远低于水厂的建设速度，很多城市只是扩建了二次供水管网，并没有对原来的管道进行改造。我国的供水管道的材质多是铸铁管和镀锌管，镀锌管可以在一定程度上降低因电化学作用而产生的腐蚀作用，但是，腐蚀程度并没有降到最低。由于腐蚀作用会在二次供水管道形成生长环，使得管道的运输能力下降并对水质造成污染。因此，解决二次供水污染问题应对供水管网系统进行改造，并使用其他成本较低耐腐蚀的管道。供水水箱对于水质的影响也是很大的，加强水箱 管理可以对水质有很大的改善作用。

第二，对二次供水的方式进行改造。改用变频泵供水，生活水平的提高人们对水的需求量也越来越大，用水的时变系数也变大，供水过程中会出现很多问题。原来水厂多采用恒速泵进行供水，导致供水不能根据居民的需求量进行调节，会引起供水管道爆裂的事故。因此，变频泵供水已经成为一种趋势，可以有效地根据居民的需求进行供水。改用气压供水法，气压罐已经逐渐地取代了传统水箱，气压罐可以补给居民高峰用水的短缺问题，更好地满足居民的用水需求。

第三，是合理布置水箱和水池的结构和位置。如果水箱和水池设计的不合理会出现死水的现象，会引起对水质的污染。在设计时，要根据居民和企业的用水量设计合适体积的水箱；要设计合理的出水口，这样才能保障水箱中的水顺利流出没有残留；要选择合适的贮水池位置，使贮水池远离污染源的同时，又可以节省运输的成本。

第四，增加二次消毒的措施。对二次供水进行二次消毒是非常普遍的方法来，保障二次供水的水质。二次消毒主要采取次氯酸钠消毒、二氧化氯消毒、紫外线消毒、臭氧消毒和光催化消毒灯方式，它们具有各自的优缺点，从成本和现场可操作性等方面来考虑，二次供水的消毒方式应该首先选择物理消毒的方法，紫外线消毒器常被应用紫外线消毒现场，具有可操作强的优点。

4 结语

本文详细地叙述了二次供水管网水质现状和影响二次供水管网的因素，并提出了改善二次供水水质的主要措施，为人们饮用水安全提供保障。