城市供水水质二次污染原因分析及对策

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摘要：城市供水系统的任务之一就是提供给用户符合国家现行《生活饮用水卫生标准》的自来水。文章针对目前部分城市居民用水水质问题，从城市管网和微生物对城市供水水质二次污染的角度来分析其形成的原因，随后探讨产生的二次污染问题的整治，分析过程和结果对于城市供水水质安全保证具有参考价值。

关键词：供水 水质 污染

城市供水安全分为水力安全和水质安全，其对城市各方面正常运行具有重要意义，水力安全指供水系统能够满足用户水量、水压，水质安全指供水水质能够满足国家现行《生活饮用水卫生标准》限值，具体包括无机毒害物、有机毒害物、放射性物质和生物安全性等的含量以及城市管网状况及其对水质影响，为了保证人们能够使用符合卫生标准的饮用水，对供水中存在的二次污染问题进行分析并提出解决对策至关重要。

一、城市供水水质二次污染的原因分析

综合现有的研究资料和实际的生产实践经验，引起城市饮用水水质恶化的原因主要有三个方面：①现代化工业尤其是合成工业发展所产生的化学物质大部分都通过人类活动进入了水体，使受纳水体的物理化学性状发生了显著变化，水源污染相应地引起了管网水的水质恶化，主要是氨氮、消毒副产物等含量的升高；②水厂出水的生物稳定性和化学稳定性不足，且水在管网中停留时间较长，在输配水过程中水自身及水与管道内壁发生的物理、化学以及微生物等反应引起水质恶化；③由于爆管或更换管道后冲洗不彻底等外源性污染而造成的水质恶化。

管网配水作为供水的最后一个环节，受水源污染状况、城市供水日标、供水管网及二次供水设施建设时间不长等原因，一直被供水单位和管理部门忽视，但随着人们对水质要求的提高和管道腐蚀等问题的出现，管网水质二次污染问题近年来日益突出，因此，研究管网水质二次污染及防治对策逐渐成为供水领域中的重要内容。国内外专家、学者对以下几个方面主要包括供水管网水质污染状况调查、原因分析及控制措施等研究领域已作了大量工作，并取得了较大的进展。饮用水二次污染问题可归结为微生物、化学物理和感官三个方面：微生物污染包括微生物再生长（尤其是附着生物膜的生长）、硝化作用和水媒病等；化学物理污染包括消毒副产物、铅、铜、铁、锌、温度、腐蚀、PH稳定性与结垢、管道涂层与衬里渗出物，消毒物残留浓度的维持和管道沉积物；感官污染包括味道、气味、浑浊度和色度的变化。此外，饮用水二次污染还包括因管道渗漏和其他因素带来的外源性污染。

1.城市供水管网管材对供水水质的影响

出厂水在管网这个大反应器中，继续进行其未完成的反应及与管壁物质的反应。这些反应有生物性的、物理性的、化学性的。除了受出厂水水质影响外。与输配水管道的材质、使用年限、施工等因素有一定关系。

水质的变化情况与所用管材关系密切。城市供水管材多采用铸铁管、水泥管或钢管、复合材料管等不同管材，新管道过水后除余氯稍有降低，浑浊度、溶解性总固体略有升高外，其他指标应与出厂水相比较无明显差异。但使用年限长的管道，由于内壁腐蚀、结垢，导致水中铁、锰、铅、锌等金属物质和各种细菌、藻类、苯类、挥发性酚类指标的含量增大。管道更新改造研讨会研究表明，对于未作防腐处理的金属管道，当年限超过5～10年时，污垢就己达到了恶化水质的程度。对于防腐处理较低的金属管道，3～5年就开始出现腐蚀现象；管道使用年限越长，腐蚀越严重，水质状况越糟。管网末端小口径管道、用户室内管道对水质的影响是输水过程中水质降低的重要因素。

2.腐蚀、结垢和沉积物对水质的污染

金属管道、配件、清水罐和清水池等输配水设施本身含有杂质，金属与杂质之间存在着不同的电极电位，这样，在水的作用下会形成无数微腐蚀原电池，由于化学和电化学作用往往会对管道内壁造成较严重腐蚀，产生大量铁、锰、铅、锌等金属锈蚀物。其过程如下：首先，由于电化学的作用，在管壁附近形成氢氧化亚铁，然后被水中溶解氧氧化，生成氢氧化铁，形成钝化保护膜。氢氧化铁一般质地疏松，一方面对金属表面有一定的保护作用，另一方面部分氢氧化铁脱水形成铁锈三氧化二铁，沉积于管道的内表面，形成结垢。由于它质地疏松，并不能起到保护作用。当供水管网运行状态发生改变，如检修阀门、更换管道或当流速突然增大时，氢氧化铁就会从管道内壁脱落而进入水中，产生红色的锈水，从而使水质恶化。

二、城市供水水质二次污染的整治及预防分析

1.提高出厂水水质

（1）强化稳定性。出厂水水质稳定性差是造成二次污染的根本原因，因此应提高出厂水的稳定性处理，一般采用调整pH值法，即在水出厂前投加稳定剂，将pH调整到7.0～8.5范围内，以提高水的化学稳定性。

（2）严格控制浊度。资料表明，当水体浊度降低到0.1NTU时，则内部绝大多数有机物可去除，致癌微生物及有机物含量也大大降低，因此在供水出厂前应严格控制其浊度。

2.推广新型管材

在供水管网管材筛选过程中应进行水质析出试验，充分考虑材质对水质的影响，并通过经济技术分析来确定管网的建设规模，以充分保证管网的合理运行，目前国内已铺设的供水管网仍以铸铁管及球墨铸铁管管材为主，而给水PE管自上世纪投入使用以来，其材料性能不断改进而得到广泛应用，其具有连接可靠、不易发生渗漏、内壁光滑、管道水力条件好、水头损失小、重量轻、安装方便、卫生性能良好以及抗应力开裂性能好等系列优点，因此目前应尽量采用该类管材以保证水质。

3.周期性冲洗管网

对管网进行清洗对提高管网水质、恢复管道通水能力、抑制腐蚀发生以及维护管网正常运行具有重要意义。通过管路冲洗可降低颗粒物在管道内壁的净积累量以将管网内水的浊度控制在标准值内，在冲洗过程中适当增加消毒剂可杀死冲洗后重新悬浮的微生物，冲洗后若投加腐蚀抑制剂则可促进管道内保护膜的形成，通过冲洗管道内壁的沉积和锈垢可提高通水能力，降低供水成本等。

4.加强管理

对供水调节构筑物、二次增压设施，首先应完善其结构以避免虫类等进入；添加过滤装置，改装不合格的内壁涂衬材料，采用不锈玻璃钢、不含铅瓷片等；将进水管插入池底以解决死水问题，对停留时间超过12 h的池水采取补充加氯或采取其他消毒方法以保证水质；采用氯胺等比自由氯更有消毒效果的消毒剂。

随着现代居民对自来水水质要求的逐步提高，改善供水管网以及优化净水工艺，完善净水设施提高出水水质，同时加强对输配水系统的有效维护管理，避免二次污染的形成，最终保证供水水质已成为关系民生的重要问题。