隨著水源污染狀況的加劇和人們生活水平的提高,飲用水的安全性愈來愈引起人們的關(guān)注。中國衛(wèi)生部在2001 年頒布了新修訂的《生活飲用水水質(zhì)衛(wèi)生規(guī)范》,從水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的角度為提高生活飲用水水質(zhì)提供了有力的保證。為了滿足新標(biāo)準(zhǔn)的水質(zhì)要求,國內(nèi)一些城市分別采取了不同的策略來解決居民生活飲用水的問題。在北京、深圳等發(fā)達城市,都把全面提高自來水水質(zhì)、實現(xiàn)自來水的直接飲用作為發(fā)展目標(biāo),為此,需要從水源改善—廠內(nèi)凈化—管網(wǎng)安全輸配等各個環(huán)節(jié)入手,提供全流程的飲用水安全保障技術(shù)。但考慮到水廠建設(shè)和管網(wǎng)改造等需要一定的時間,在短時間內(nèi),城市分質(zhì)供水仍將有很大的市場,是解決居民飲用水質(zhì)的一種重要手段。深圳市某小區(qū)是20 世紀(jì)90 年代末建成的住宅區(qū),占地約44 ×104m2 ,共有居民七千余戶,小區(qū)內(nèi)同時建有自來水系統(tǒng)和管道直飲水系統(tǒng),采取分質(zhì)供水的方式解決生活飲用水中約5 %的飲用水質(zhì)。在研究中,僅考察該小區(qū)中多層建筑中(8 層以下) 的用戶。
1．小區(qū)的供水情況簡介
1.1 自來水系統(tǒng)
在該小區(qū)距離自來水廠1. 5 公里左右,水廠采用常規(guī)處理工藝。由于水壓不夠,在多層建筑中,四層以上用戶需經(jīng)泵房提升后供水。小區(qū)自來水管網(wǎng)為1998 年鋪設(shè),管材為鑄鐵管和鋼管;但建筑給水管全部是鍍鋅鋼管,屬被淘汰的管材。
1.2 管道直飲水系統(tǒng)
該小區(qū)管道直飲水系統(tǒng)采用集中處理、統(tǒng)一供水的方式,設(shè)計規(guī)模240 立方米/ 天,于1999 年正式運行。該管道直飲水系統(tǒng)設(shè)計為循環(huán)式,循環(huán)水量按管網(wǎng)總水量的50 %設(shè)計,即保證用戶用水是12h 內(nèi)生產(chǎn)的(除水表之后支管的水) 。室外管道采用UPVC 管,室內(nèi)管道采用鋁塑復(fù)合管。
2．小區(qū)的水質(zhì)現(xiàn)狀
在自來水的水質(zhì)檢測中,對小區(qū)進水干管、小區(qū)管網(wǎng)、用戶水龍頭處分別進行了取樣分析;在管道直飲水的水質(zhì)檢測中,對出廠水和用戶龍頭處的水樣進行了檢測分析,取樣時間在早晨8 :30 - 0 :30 之間。檢測結(jié)果表明,管道直飲水的水質(zhì)遠遠優(yōu)于《深圳經(jīng)濟特區(qū)管道優(yōu)質(zhì)飲用水安全技術(shù)規(guī)范》,而該小區(qū)自來水水質(zhì)也完全符合衛(wèi)生部2001 年水質(zhì)規(guī)范,并且滿足《深圳經(jīng)濟特區(qū)管道優(yōu)質(zhì)飲用水安全技術(shù)規(guī)范》中的水質(zhì)要求。
雖然對有機物、農(nóng)藥、殺蟲劑、重金屬等其它指標(biāo)未作檢測,但根據(jù)以往深圳市自來水和管道直飲水的水質(zhì)檢測結(jié)果來看,這些指標(biāo)應(yīng)該均可滿足《深圳經(jīng)濟特區(qū)管道優(yōu)質(zhì)飲用水安全技術(shù)規(guī)范》。
3．兩種供水方式的水質(zhì)分析
3.1 濁度
管道直飲水出廠水平均濁度為0. 09 ,明顯優(yōu)于小區(qū)管網(wǎng)中自來水水質(zhì);在用戶水龍頭處,兩種水的平均濁度差別不大,但最低濁度直飲水僅為0. 06 ,而自來水為0. 18 。
3.2 有機物
兩種水質(zhì)在有機物指標(biāo)上差別明顯,在小區(qū)干管和直飲水出廠水處,CODMn 自來水是直飲水的10倍, TOC 濃度自來水是直飲水的3 倍;到了用戶水龍頭, TOC 濃度自來水是直飲水的5 倍,有機物指標(biāo)的差別有可能引起口感上的差別。
3.3 金屬離子
兩種水質(zhì)的金屬離子指標(biāo)鐵、鋁、錳均在檢測限以下( < 0. 01mg/ L) ,只是在用戶水龍頭處,鋅的指標(biāo)有所升高,但仍符合衛(wèi)生部2001 年《生活飲用水衛(wèi)生規(guī)范》中規(guī)定的1. 0mg/ L 。
3.4 亞硝酸鹽
自來水在用戶水龍頭處,亞硝酸鹽氮濃度為0.01mg/ L 左右,而直飲水為0. 001mg/ L ,相差了一個數(shù)量級。
3.5 感官指標(biāo)
在感官指標(biāo)上,管道直飲水和自來水中均無肉眼可見物,在色度上也相差不大,均≤5 度。
3.6 消毒劑、消毒副產(chǎn)物和嗅味
由于制水工藝和消毒方式的差別導(dǎo)致的兩種水質(zhì)的消毒劑和消毒副產(chǎn)物含量差別較大,由此引起的口感、嗅味也有一定的差別。由以上分析可以看出,該小區(qū)自來水和管道直飲水的水質(zhì)的主要差別是有機物含量和消毒劑、消毒副產(chǎn)物,以及水的口感和嗅味上;而其他指標(biāo)無顯著差別。
4．影響管網(wǎng)水質(zhì)的因素分析
4.1 管網(wǎng)水停留時間的影響
配水管網(wǎng)中水質(zhì)下降的因素主要有三個方面:其一是水質(zhì)自身的惡化,如沒有被消毒劑滅活的細菌和其他微生物;其二是配水管道對水質(zhì)的污染,如管道與水發(fā)生的物理、化學(xué)及微生物作用;其三是偶然事件造成的外界污染,如管道爆裂等。其中前兩個方面是管網(wǎng)中水質(zhì)惡化的主要方面,也是時時刻刻都存在的水質(zhì)變差的因素。對于固定的管網(wǎng)來說,這兩個方面對水質(zhì)影響的大小主要是由水力停留時間來決定的。由圖3 可以看出:雖然管道直飲水中設(shè)有回流系統(tǒng),并且采用了新型優(yōu)質(zhì)管材,但在一些用戶水龍頭處,水的濁度仍然有大幅升高。這是由于管道直飲水的用量較小,而用戶龍頭前支管中的水并不能被回流,導(dǎo)致水的停留時間很長,水質(zhì)下降。通常認(rèn)為,鍍鋅管的材質(zhì)較差,使用3 - 5 年之后會對水質(zhì)產(chǎn)生污染。但在該小區(qū)的水質(zhì)研究中,雖然建筑給水管采用鍍鋅管,但水質(zhì)仍然十分令人滿意,這與水樣在管道中的停留時間有很大的關(guān)系。由于采樣時間是在上午八點半到十點半之間,為用戶早晨用水后不久,所采集的水樣在管道中的停留時間較短。
4.2 管道屬性的影響
按照自來水管道的功能不同,通常將管道分為市政管、小區(qū)管、入戶管(建筑給水管) 三類?？梢钥闯?影響水質(zhì)的管段主要是入戶管。從市政管到小區(qū)管之間,濁度、余氯基本沒有變
化。而從小區(qū)管到用戶水龍頭處,余氯大幅降低,而濁度大幅升高。這主要是因為以下三方面的原因: (1) 入戶管中水的停留時間較長; (2) 入戶管管徑小,單位體積水與管壁的接觸面積大; (3) 入戶管管材較差。
4.3 二次水池的影響
二次供水設(shè)施是影響水質(zhì)的重要因素。由圖9可以看出,該小區(qū)自來水經(jīng)過兩個水池后,濁度總體上有所上升,但始終維持在0. 2N TU 以下;兩個水池對余氯的影響,經(jīng)過兩個水池以后,余氯濃度下降了40 —50 % ,這也可以對同一棟樓四層以下和四層以上住戶的水質(zhì)余氯對比中看出。
5．結(jié)語
對深圳來說,在為居民提供安全飲用水的實施策略上,全面實現(xiàn)自來水的直飲是可以在2010 年達到的目標(biāo),而且部分條件較好的小區(qū)可以在2005 年前率先實現(xiàn)這一目標(biāo)。但是在一定時期內(nèi),自來水水質(zhì)與管道直飲水水質(zhì)仍將存在一定的差距,因此管道直飲水利用水質(zhì)上的優(yōu)勢和全面實現(xiàn)自來水直飲前的時間差,仍將具有很大的市場潛力。在實施自來水直飲的過程中,為了保障出廠水在管網(wǎng)中的安全輸配,需要綜合考慮出廠水的水質(zhì)穩(wěn)定性、供水管道、二次供水設(shè)施等多種因素。在管網(wǎng)的設(shè)計和改造中,應(yīng)盡量避免管網(wǎng)中的死水區(qū),減少水在管網(wǎng)中的停留時間;在管網(wǎng)改造的策略上,應(yīng)考慮管道的不同屬性對水質(zhì)的影響;同時,加強二次供水設(shè)施的管理,防止水質(zhì)污染。
1．小區(qū)的供水情況簡介
1.1 自來水系統(tǒng)
在該小區(qū)距離自來水廠1. 5 公里左右,水廠采用常規(guī)處理工藝。由于水壓不夠,在多層建筑中,四層以上用戶需經(jīng)泵房提升后供水。小區(qū)自來水管網(wǎng)為1998 年鋪設(shè),管材為鑄鐵管和鋼管;但建筑給水管全部是鍍鋅鋼管,屬被淘汰的管材。
1.2 管道直飲水系統(tǒng)
該小區(qū)管道直飲水系統(tǒng)采用集中處理、統(tǒng)一供水的方式,設(shè)計規(guī)模240 立方米/ 天,于1999 年正式運行。該管道直飲水系統(tǒng)設(shè)計為循環(huán)式,循環(huán)水量按管網(wǎng)總水量的50 %設(shè)計,即保證用戶用水是12h 內(nèi)生產(chǎn)的(除水表之后支管的水) 。室外管道采用UPVC 管,室內(nèi)管道采用鋁塑復(fù)合管。
2．小區(qū)的水質(zhì)現(xiàn)狀
在自來水的水質(zhì)檢測中,對小區(qū)進水干管、小區(qū)管網(wǎng)、用戶水龍頭處分別進行了取樣分析;在管道直飲水的水質(zhì)檢測中,對出廠水和用戶龍頭處的水樣進行了檢測分析,取樣時間在早晨8 :30 - 0 :30 之間。檢測結(jié)果表明,管道直飲水的水質(zhì)遠遠優(yōu)于《深圳經(jīng)濟特區(qū)管道優(yōu)質(zhì)飲用水安全技術(shù)規(guī)范》,而該小區(qū)自來水水質(zhì)也完全符合衛(wèi)生部2001 年水質(zhì)規(guī)范,并且滿足《深圳經(jīng)濟特區(qū)管道優(yōu)質(zhì)飲用水安全技術(shù)規(guī)范》中的水質(zhì)要求。
雖然對有機物、農(nóng)藥、殺蟲劑、重金屬等其它指標(biāo)未作檢測,但根據(jù)以往深圳市自來水和管道直飲水的水質(zhì)檢測結(jié)果來看,這些指標(biāo)應(yīng)該均可滿足《深圳經(jīng)濟特區(qū)管道優(yōu)質(zhì)飲用水安全技術(shù)規(guī)范》。
3．兩種供水方式的水質(zhì)分析
3.1 濁度
管道直飲水出廠水平均濁度為0. 09 ,明顯優(yōu)于小區(qū)管網(wǎng)中自來水水質(zhì);在用戶水龍頭處,兩種水的平均濁度差別不大,但最低濁度直飲水僅為0. 06 ,而自來水為0. 18 。
3.2 有機物
兩種水質(zhì)在有機物指標(biāo)上差別明顯,在小區(qū)干管和直飲水出廠水處,CODMn 自來水是直飲水的10倍, TOC 濃度自來水是直飲水的3 倍;到了用戶水龍頭, TOC 濃度自來水是直飲水的5 倍,有機物指標(biāo)的差別有可能引起口感上的差別。
3.3 金屬離子
兩種水質(zhì)的金屬離子指標(biāo)鐵、鋁、錳均在檢測限以下( < 0. 01mg/ L) ,只是在用戶水龍頭處,鋅的指標(biāo)有所升高,但仍符合衛(wèi)生部2001 年《生活飲用水衛(wèi)生規(guī)范》中規(guī)定的1. 0mg/ L 。
3.4 亞硝酸鹽
自來水在用戶水龍頭處,亞硝酸鹽氮濃度為0.01mg/ L 左右,而直飲水為0. 001mg/ L ,相差了一個數(shù)量級。
3.5 感官指標(biāo)
在感官指標(biāo)上,管道直飲水和自來水中均無肉眼可見物,在色度上也相差不大,均≤5 度。
3.6 消毒劑、消毒副產(chǎn)物和嗅味
由于制水工藝和消毒方式的差別導(dǎo)致的兩種水質(zhì)的消毒劑和消毒副產(chǎn)物含量差別較大,由此引起的口感、嗅味也有一定的差別。由以上分析可以看出,該小區(qū)自來水和管道直飲水的水質(zhì)的主要差別是有機物含量和消毒劑、消毒副產(chǎn)物,以及水的口感和嗅味上;而其他指標(biāo)無顯著差別。
4．影響管網(wǎng)水質(zhì)的因素分析
4.1 管網(wǎng)水停留時間的影響
配水管網(wǎng)中水質(zhì)下降的因素主要有三個方面:其一是水質(zhì)自身的惡化,如沒有被消毒劑滅活的細菌和其他微生物;其二是配水管道對水質(zhì)的污染,如管道與水發(fā)生的物理、化學(xué)及微生物作用;其三是偶然事件造成的外界污染,如管道爆裂等。其中前兩個方面是管網(wǎng)中水質(zhì)惡化的主要方面,也是時時刻刻都存在的水質(zhì)變差的因素。對于固定的管網(wǎng)來說,這兩個方面對水質(zhì)影響的大小主要是由水力停留時間來決定的。由圖3 可以看出:雖然管道直飲水中設(shè)有回流系統(tǒng),并且采用了新型優(yōu)質(zhì)管材,但在一些用戶水龍頭處,水的濁度仍然有大幅升高。這是由于管道直飲水的用量較小,而用戶龍頭前支管中的水并不能被回流,導(dǎo)致水的停留時間很長,水質(zhì)下降。通常認(rèn)為,鍍鋅管的材質(zhì)較差,使用3 - 5 年之后會對水質(zhì)產(chǎn)生污染。但在該小區(qū)的水質(zhì)研究中,雖然建筑給水管采用鍍鋅管,但水質(zhì)仍然十分令人滿意,這與水樣在管道中的停留時間有很大的關(guān)系。由于采樣時間是在上午八點半到十點半之間,為用戶早晨用水后不久,所采集的水樣在管道中的停留時間較短。
4.2 管道屬性的影響
按照自來水管道的功能不同,通常將管道分為市政管、小區(qū)管、入戶管(建筑給水管) 三類?？梢钥闯?影響水質(zhì)的管段主要是入戶管。從市政管到小區(qū)管之間,濁度、余氯基本沒有變
化。而從小區(qū)管到用戶水龍頭處,余氯大幅降低,而濁度大幅升高。這主要是因為以下三方面的原因: (1) 入戶管中水的停留時間較長; (2) 入戶管管徑小,單位體積水與管壁的接觸面積大; (3) 入戶管管材較差。
4.3 二次水池的影響
二次供水設(shè)施是影響水質(zhì)的重要因素。由圖9可以看出,該小區(qū)自來水經(jīng)過兩個水池后,濁度總體上有所上升,但始終維持在0. 2N TU 以下;兩個水池對余氯的影響,經(jīng)過兩個水池以后,余氯濃度下降了40 —50 % ,這也可以對同一棟樓四層以下和四層以上住戶的水質(zhì)余氯對比中看出。
5．結(jié)語
對深圳來說,在為居民提供安全飲用水的實施策略上,全面實現(xiàn)自來水的直飲是可以在2010 年達到的目標(biāo),而且部分條件較好的小區(qū)可以在2005 年前率先實現(xiàn)這一目標(biāo)。但是在一定時期內(nèi),自來水水質(zhì)與管道直飲水水質(zhì)仍將存在一定的差距,因此管道直飲水利用水質(zhì)上的優(yōu)勢和全面實現(xiàn)自來水直飲前的時間差,仍將具有很大的市場潛力。在實施自來水直飲的過程中,為了保障出廠水在管網(wǎng)中的安全輸配,需要綜合考慮出廠水的水質(zhì)穩(wěn)定性、供水管道、二次供水設(shè)施等多種因素。在管網(wǎng)的設(shè)計和改造中,應(yīng)盡量避免管網(wǎng)中的死水區(qū),減少水在管網(wǎng)中的停留時間;在管網(wǎng)改造的策略上,應(yīng)考慮管道的不同屬性對水質(zhì)的影響;同時,加強二次供水設(shè)施的管理,防止水質(zhì)污染。