宁伟

摘 要：加强城市供水工程建设，防止供水管网水质发生二次污染，把城市居民饮用水安全送达每一消费客户，系城市供水系统及管理部门的基本任务和重要使命，同时也是城市供水工程的主要内容。现在城市供水系统中严重地存在着一些问题，那就是在供水管网输送水过程中由于各种原因所致，相当一部分居民生活用水水质出现了二次污染的情况。笔者着重对供水系统二次污染的致因、防治策略进行深入地阐述。

关键词：城市供水管网；水质；二次污染防治；应对策略

中图分类号：TU99 文献标识码：A

优质、纯净的生活用水供给是确保城市居民健康幸福生活的基本条件，城市供水管理系统务必实施由供水源地至客户终端的全流程水质控制，尤其是利用管网供水环节，更要加倍注意输送水过程的水质稳定。我国对城市居民供水早已颁布并推行了新的水质标準和行业政策，把由居民消费用水“水龙头”处取水作为检测采样水源以及水质考评依据。在生活用水的供给系统中，先将所用水在水处理装置进行严格净化过程，使其水质的各项指标均满足国家生活用水标准之后再行供给过程。

1 城市供水管道中水质二次污染的形成

在供水通过管网系统进行统配调节和导流，尔后再流向各个终端客户的过程中，广阔分布的地下供水管网系统即相当于一个大复杂生物反应体系，由于出厂净化水须在管网中流动一段时间之后方能到达终端取水点，所供水源在如此庞大的反应器内始终在不间断地进行着各类物理和生化反应过程，由此引发所供水质的恶化。

1.1 金属腐蚀、垢化及沉淀物聚集对水质的侵害

供水网络中的金属管路、管件、储水容器、凉水塔等输送、调配设备本体中含有各类杂质，设备体内金属质点与杂质质点之间呈现着差别较大的电极电位数值，此种情况下，由于水的溶剂作用可构成设备体内大量的微化学腐蚀原电池，因为产生了化学及电化学反应过程，使输水金属管道内壁受到了相当程度的腐蚀过程，且沉积出很多的Fe、Mn、Pb、Zn等金属腐蚀杂质。

其腐蚀过程机理如下：因为有电化学反应过程的存在，在金属管道内表面产生Fe（OH）2，尔后，其和水中所溶解的O2进行氧化反应，产生Fe（OH）3，构成阻止继续进行化学反应的保护膜。Fe（OH）3通常情况下结构比较松弛，在对金属表面起到一定程度保护作用的同时，其本身还发生一定程度的脱水反应过程，从而产生Fe2O3铁锈，这些铁锈大量沉积在金属管路的内壁，从而造成管路内壁贴附着相当厚的锈垢。

由于所形成的氢氧化铁保护膜结构比较松弛，故其根本不可能实现有力的保护作用。在输水管网系统供水情况产生变化时，比如，控制水流阀门检修、焊接管路或输水流量瞬间加大时， Fe（OH）3保护膜即可与管路内壁脱离而融入水流中，并由此造成水流的红锈色，进而造成水质污染。

通过研究可知，经过防腐工序处理过的输水金属管路，在运行超出5～10年之后，其内部所产生的污垢即已开始对输送水质形成污染效果。对于实施简化防腐工艺的金属输水管路，运行3～5年之后即可产生腐蚀效果，所用管路运行时间越长，所造成的腐蚀情况越加剧，水质等级越低。

对于饱和指数大于零及稳定指数小于6的次等水质，一般情况下，很可能在输水系统管网中出现钙结垢和镁结垢，而且大量沉积在输水管路内表面，产生水垢异物。国家生活用水标准中已经明确要求，经处理的水质出厂浑浊程度不允许高于1.2NTU（用作浊度单位），个别情况下不允许高于5.5NTU。即便在如此纯净的水质情况下，净化处理后的输送水中仍然融有相当量可导致水浑浊的杂质物种，在输水流量较小时，很容易产生混浊物沉积情况，另外，输水管路中生物凝聚作用形成的粘附性可造成水流中悬浮物沉积下来，构成输送水流中的沉积物。

1.2 微生物的存活与生长对水质形成污染

虽然经过净化处理供生活用的水已经经历了氯化除毒过程，其水中的几乎所有微生物均已被处理掉，况且还保持供水管网中余存有相当量的氯以维持后续的杀毒功能，供水终端依然可能显现细菌浓度指标达不到规定要求的情况。通过某些研究过程可知，生活用水中存活了很多的生物细菌，其中具有的种类包括以不动杆菌族为代表的8种生物菌。某著名生物学家由多类相异型生活用水中提取出来的具有相当代表性细菌有31种，剧臭假单胞生物细菌最低也有14种之多。由此足以证明了生活用水中所含异氧生物菌的丰富多样性。通过对常规平板菌族统计后可知，此类荧光型假单胞菌类只占异氧菌族总数量的1%～10%。

生物细菌的生长繁殖可以导致二次污染的产生，造成污染的程度基本决定于微生物细菌的存量及特征。国际上权威性研究结果标明，微生物细菌生长繁殖所引起的水质污染重点表现有如下几项内容：

（1）在出现输水管网水中有大批异养菌存活时，对于水质的细菌检测将形成困难，由于大批异氧型菌类存活很容易造成对水中大肠杆菌检测分析的不利情况。由此可知，尽管在某种条件下不能准确测定出水质中大肠杆菌的存活程度，其水质被污染的情况已经产生了。而且同种情况下，一些异养菌的存活繁殖也可能导致生活用水出现恶臭味及腥味。

（2）通常情况下，随机致病菌类在供水管网中的存活，深度地损害着人们的身体健康。此类细菌包含着军团菌族、分支杆菌族等五种菌类。在以前的十余年中，对气单胞菌族的研究业内专家们都非常感兴趣，由于此类细菌被普遍地认为是潜伏于动物体肠道内的致病细菌。

（3）铁型细菌可在它们自身的细胞或壳体上大量聚集铁质，且由此产生絮状物体。此类絮状物质顺着管网内壁被传导到终端使水阀门，致使水质浑浊程度和颜色加重，可引发用水客户对水质的不满意。

（4）管网水中放射菌和微型生物细菌的存活与繁殖可导致水质出现臭味，某些特殊的放射菌还可损害输水管材衔接部位的橡胶圈。

1.3 输水管道防腐衬里渗出物对水质的污染

现阶段我们国家城市供水主管道绝大多数是利用水泥管道或铸铁管道，而铸铁管道又通常内设砂浆衬里及管道外壁沥青防腐。居民区供水管道多采用经沥青防腐处理工序的铸铁管材及冷镀锌钢质管。金属储水箱一般采用外壁沥青防腐或镀锌型钢质板材，也存在着小部分使用防锈漆的情况。这些供水设施的防腐手段虽然对其金属材质的防腐起到很好的效果，然而也导致了其管道衔接处缝隙渗出物对管路内水质产生的二次污染问题的出现。

2 城市供水管网水质二次污染防治策略

通过对城市供水管网水质二次污染成因的剖析，结合国内外研究进展，目前防止二次污染的措施主要有以下几个方面：

2.1 调整出厂水pH值，控制碱度和总硬度，提高水质化学稳定性

提高出厂水的化学稳定性，能有效防止因管道腐蚀、结垢引起的二次污染。目前比较现实的做法是推行pH值调整法，即水在出厂前投加稳定剂，把pH值调整至7～8.5，提高水的化学稳定性。

2.2 降低浑浊度，有效去除可生物降解有机物，控制水质生物稳定性

通过精密专业型过滤工艺有效降低供水浑浊度，使滤后出厂水浑浊度控制在0.3NTU以下，不仅可有效去除有机污染物，还有利于藻类及藻毒素的去除，降低水质突变性，降低病毒传染病的发病率。

2.3 加快城市供水管网改造步伐，推广应用新型管材和内衬防腐材料

截止到2002年，上海中心城区管网中有50年以上管龄的管道有132km，无内衬的管道长度为378km，易爆易漏的管道约800km。为此，上海市水务局规划在2010年前更换800km～1000km城市管道，并逐步将街坊管网纳入自来水公司管辖。这些措施对消除和减少管网二次污染产生明显的效果。

同时，在做好上述工作基础上，还应当大力改进二次供水設施的设计与施工质量，加强管理，且适当采取二次消毒措施，实现管网水质在线监控，建立城市供水管网信息化平台。

2.4 定期冲洗管网，并使之规范化与制度化

管道冲洗是个系统工程，涉及的部门较多，因此必须合理安排，按步骤执行。实施前必须周密计划，确保冲洗效果，同时将不利影响控制在最小范围内。实践证明，按期冲洗管网对优化管网水质，提升管道通水功能，消除腐蚀现象具有关键作用。

结语

供水管网是给水系统的重要组成部分，改善管网水质无疑是改善供水水质的重要环节。同时，应加强对输配水系统的维护管理，测定出厂水在管网中的生物稳定性，从设计和施工方面对供水调节、增压设施进行有效维护管理，分析造成管网水质二次污染的主要因素，提出改善管网水质、避免二次污染的技术措施。

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