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摘 要:我国在供水管网防回流污染的技术研究水平已经跨入世界先进行列。如何规范利用好低阻力防回流污染技术,提高我国饮用水安全保障水平,造福于全社会,是我们业内各界有识志士共同面对的新课题。本文试从城市供水安全角度,探讨城市供水系统中回流污染的现状、产生、表现形式等,从而进一步提出相应对策以及倒流防止器的概念,从技术、管理等角度讨论回流污染的解决途径。
关键词:城市供水;回流污染;倒流防止器
由于城市生活饮用水管道只有一个管网——市政自来水管网,它除了主要供应居民的生活饮用水外,还必须供应其他用途的用水,因此交叉连接是必然存在的。非生活饮用的用水管网,有的长期不用而水质变坏(如消防管网),有的配水出口极易玷污(如游泳池,冷却塔,喷泉的补水管,绿化洒水管及工业用水管),它们对生活饮用水管网的水质构成严重威胁,一旦产生倒流,生活饮用水管网就会被污染,所以为保护水质必须在交叉连接处,对可能出现的倒流污染加设防回流技术措施,一旦支管介质倒流时,可有效将倒流水自动排出管网,决不容许支管内的水倒流入干管产生污染。
1.城市供水的回流污染概况
随着城市建设的快速发展,以及城市供水管网的不断扩建、延伸,城市供水的水质安全也日益严重地面临着来自回流污染的威胁。
按照美国环境保护署(EPA)的不完全统计,每天发生的倒流现象不少于10万次。从1970-2002年,美国备案等级的重大回流污染事故共459起,造成12000人罹患重病。
近年来国内回流污染的案例已发生多起,如2004年2月,由于污水管道外溢倒流进蓄水池,西安石油仪器厂生活区的千余名住户自来水遭污染; 2004年5月,由于海多焦化厂一个连接自来水的水泵因故障而发生倒流现象,部分工业用水流入自来水(其中含致癌物质—工业粗苯),导致乌海市海勃湾区卡布其镇3400多户居民饮用水污染; 2005年11月,由于业主装修时将供热管私自接到自来水管上导致沈阳大东区北海街一小区600多户居民生活用水遭污染等等。
以上资料只是媒体报道的极为普遍的回流污染的节选,回流污染事故每年都会造成不同程度的伤亡事故。这表明,一旦城市供水中产生倒流,生活饮用水管网就会被严重污染,所以为保护水质,必须对可能出现的回流污染加设防回流技术措施。
2.回流污染的产生原因
造成回流污染的原因很多,如埋地水管或附件连接不严密;给水管道内负压引起卫生器具或容器中的水或液体倒流入生活给水系统;水池(箱)的泄水管和溢流管的出口接法不当;给水出水口空气间隙不够;生活饮用水与其他非饮用水管网串接等等,归纳起来有以下两种产生回流污染的类型:
2.1虹吸倒流
虹吸倒流是由于在管道系统的入口处的压力低于大气压时产生负压而导致回流的现象。典型的可以造成虹吸倒流现象的产生原因包括以下三种:
①对水的大量需求的情况,如消防救火等上游用水突然增大的时候,使市政水压降低到了一个供应水不能达到指定区域的程度,为了使得市政水压平衡,这些区域的管道中的水必须向着低压区域流动,就这样产生了倒流。
②市政给水管道管径过小,当市政给水系统中同时出现大量用水和低压的时候,导致增压水泵的吸水管一侧压力的降低而引起的虹吸倒流。
③供水管道系统蓄水能力的下降,迫使供水阀门切断、供水停止,并使所有的位于等级线以上的受影响的系统都将产生负压或者压力的下降,比如市政给水主管的损坏会使建筑物内的水管道产生负压,然后,将污水从浴缸等倒流到主管道中去。
2.2背压回流
背压回流是当供水管道下游的压力比供水管道上游的压力高的时候,自来水从管道下游倒流至管道上游的现象。通常引发背压回流的原因有以下三种:
①供水管道安装位置的提高。当城市供水系统为某些高位的管道包含储水箱、消防系统以及高层建筑供水时,水柱的重量产生的压力导致了回流压力的产生,这可能引起倒流。
②热膨胀。当水在一个密闭容器内如锅炉加热后会产生比供水管道的压力更高的压力,这就产生了回流压力,也可能引起倒流。
③泵及其他加压容器被用于化学物进料、灌溉、制冷等系统。当城市供水的压力低于泵、高压气筒等加压容器的压力时,有可能出现倒流情况,导致泵或加压容器内存储的液体和管道系统中的液体可能倒流回饮用水系统中去。
3.目前污染防治措施与对策
为应对回流污染的危害,近年来我国先后出台了许多相关法律法规和设计标准、用于指导和规范在城市供水中使用防回流污染技术,如:2002 年建设部发布了《倒流防止器》行业标准;2003年建设部在新修订的(下转第28页)(上接第26页)《建筑给水排水设计规范》中,新增了在用水管道上应设置倒流防止器的强制性条款;2005年建设部又发布了工程建设协会标准《给水系统防回流污染技术规程》,对防回流污染技术的选用作了更为详细的规定等等。
4.加强技术与管理方面的对策
4.1各有关单位应明确各自责任,有效执行防回流污染技术标准、规程、规范,积极采取防回流污染措施。
①供水单位有责任保护城市供水管网免受回流污染,并按国家现行有关标准的规定设置有效的防治回流污染装置,执行或监督防回流污染装置的维护监管与年度检测,且不应该供水给那些对交叉连接没有采取防回流污染措施的用户或建筑物(或小区);
②安装单位:应严格执行规范GB 5OOl5—2003和规程CECS184:2005;
③监理企业:应检查监督室内管道和设备安装与使用,确保消除交叉连接,严格按照规范GB 50015-2003和规程CECSl84:2005验收工程;
④设计或审图单位:对新建给水系统或旧系统改造,应严格执行规范GB 50015-2003和规程CECS184:2005;
⑤城市供水管理部门:有责任颁布与规范、规程相配套的地方规范和具体政策措施;教育公众及相关单位有关交叉连接和回流污染的危害性,提高公众的认识水平;监督各有关单位采取防回流污染技术措施的执行情况。
4.2根据回流污染等级对防回流污染的要求,采取相应的防回流污染措施或采用相应的防回流污染装置。
①按下列装置可靠性排序选用:①空气隔断;②减压型倒流防止器;③压力型真空破坏器和非减压型倒流防止器;④大气型真空破坏器或软管接头真空破坏器。
②严格遵照防回流污染产品的选用条件和适用范围:①空气隔断适用于除空气中含有大量细菌、粉尘和空气受污染外的其他场所;②减压型倒流防止器可应用于有害污染、轻度污染危险等级的场所,对有毒污染危险等级,在不能采用空气隔断防止回流污染的场所,也应采用减压型倒流防止器;③非减压型倒流防止器可用于有害污染的支管源头和连续压力流,但不可用于有毒污染的防回流控制;④真空破坏器可用于防止有害污染和轻度污染的回流。
4.3提高防回流污染产品的技术性能,研究和开发具有真正意义的倒流防止器设备是摆在众多给排水工程师、机械设计师的一个严肃的课题。我们必须要把握几个要点,首先是倒流防止器的功能必须完备,在功能完备基础上,可以通过改进设备结构,改变介质流态来提高性能。其二是倒流防止器的生产许可,要对倒流防止器实行许可证生产制度,并且宜对倒流防止器安装人员、测试维修人员及污染危害等级评估人员等实行培训和资格认证制度。第三是倒流防止器的评审问题,目前在国内市场上,评判倒流防止器性能的不是具有阀门设计经验、和具有掌握现场安装和运行经验的工程师来评价,而多是由给排水系统设计师来评价,而这些设计师对阀门的设计、使用、安装经验不足,决定了现有倒流防止器评价欠缺专业性。
5.小结
如何完善城市供水安全保障体系,有效防止回流污染事故的发生,确保饮用水的卫生安全是各级政府管理机构、卫生监管等相关部门、各类供水企业和社会各界有识之士应该共同面对的新课题。回流污染问题事关国计民生,只有严格按照标准规范采取有效的防回流污染措施,才能从根本上解决城市供水免受回流污染的问题。我们真诚的期望能得到业界的各位专家、工程技术人员和广大用户的指导和帮助,为低阻力倒流防止器的不断完善献计献策,为我国最新的防倒流技术成果得到尽快的普及推广群策群力,为提高我国饮用水安全保障能力,确保人民的身心健康,尽到我们应有的责任。
关键词:城市供水;回流污染;倒流防止器
由于城市生活饮用水管道只有一个管网——市政自来水管网,它除了主要供应居民的生活饮用水外,还必须供应其他用途的用水,因此交叉连接是必然存在的。非生活饮用的用水管网,有的长期不用而水质变坏(如消防管网),有的配水出口极易玷污(如游泳池,冷却塔,喷泉的补水管,绿化洒水管及工业用水管),它们对生活饮用水管网的水质构成严重威胁,一旦产生倒流,生活饮用水管网就会被污染,所以为保护水质必须在交叉连接处,对可能出现的倒流污染加设防回流技术措施,一旦支管介质倒流时,可有效将倒流水自动排出管网,决不容许支管内的水倒流入干管产生污染。
1.城市供水的回流污染概况
随着城市建设的快速发展,以及城市供水管网的不断扩建、延伸,城市供水的水质安全也日益严重地面临着来自回流污染的威胁。
按照美国环境保护署(EPA)的不完全统计,每天发生的倒流现象不少于10万次。从1970-2002年,美国备案等级的重大回流污染事故共459起,造成12000人罹患重病。
近年来国内回流污染的案例已发生多起,如2004年2月,由于污水管道外溢倒流进蓄水池,西安石油仪器厂生活区的千余名住户自来水遭污染; 2004年5月,由于海多焦化厂一个连接自来水的水泵因故障而发生倒流现象,部分工业用水流入自来水(其中含致癌物质—工业粗苯),导致乌海市海勃湾区卡布其镇3400多户居民饮用水污染; 2005年11月,由于业主装修时将供热管私自接到自来水管上导致沈阳大东区北海街一小区600多户居民生活用水遭污染等等。
以上资料只是媒体报道的极为普遍的回流污染的节选,回流污染事故每年都会造成不同程度的伤亡事故。这表明,一旦城市供水中产生倒流,生活饮用水管网就会被严重污染,所以为保护水质,必须对可能出现的回流污染加设防回流技术措施。
2.回流污染的产生原因
造成回流污染的原因很多,如埋地水管或附件连接不严密;给水管道内负压引起卫生器具或容器中的水或液体倒流入生活给水系统;水池(箱)的泄水管和溢流管的出口接法不当;给水出水口空气间隙不够;生活饮用水与其他非饮用水管网串接等等,归纳起来有以下两种产生回流污染的类型:
2.1虹吸倒流
虹吸倒流是由于在管道系统的入口处的压力低于大气压时产生负压而导致回流的现象。典型的可以造成虹吸倒流现象的产生原因包括以下三种:
①对水的大量需求的情况,如消防救火等上游用水突然增大的时候,使市政水压降低到了一个供应水不能达到指定区域的程度,为了使得市政水压平衡,这些区域的管道中的水必须向着低压区域流动,就这样产生了倒流。
②市政给水管道管径过小,当市政给水系统中同时出现大量用水和低压的时候,导致增压水泵的吸水管一侧压力的降低而引起的虹吸倒流。
③供水管道系统蓄水能力的下降,迫使供水阀门切断、供水停止,并使所有的位于等级线以上的受影响的系统都将产生负压或者压力的下降,比如市政给水主管的损坏会使建筑物内的水管道产生负压,然后,将污水从浴缸等倒流到主管道中去。
2.2背压回流
背压回流是当供水管道下游的压力比供水管道上游的压力高的时候,自来水从管道下游倒流至管道上游的现象。通常引发背压回流的原因有以下三种:
①供水管道安装位置的提高。当城市供水系统为某些高位的管道包含储水箱、消防系统以及高层建筑供水时,水柱的重量产生的压力导致了回流压力的产生,这可能引起倒流。
②热膨胀。当水在一个密闭容器内如锅炉加热后会产生比供水管道的压力更高的压力,这就产生了回流压力,也可能引起倒流。
③泵及其他加压容器被用于化学物进料、灌溉、制冷等系统。当城市供水的压力低于泵、高压气筒等加压容器的压力时,有可能出现倒流情况,导致泵或加压容器内存储的液体和管道系统中的液体可能倒流回饮用水系统中去。
3.目前污染防治措施与对策
为应对回流污染的危害,近年来我国先后出台了许多相关法律法规和设计标准、用于指导和规范在城市供水中使用防回流污染技术,如:2002 年建设部发布了《倒流防止器》行业标准;2003年建设部在新修订的(下转第28页)(上接第26页)《建筑给水排水设计规范》中,新增了在用水管道上应设置倒流防止器的强制性条款;2005年建设部又发布了工程建设协会标准《给水系统防回流污染技术规程》,对防回流污染技术的选用作了更为详细的规定等等。
4.加强技术与管理方面的对策
4.1各有关单位应明确各自责任,有效执行防回流污染技术标准、规程、规范,积极采取防回流污染措施。
①供水单位有责任保护城市供水管网免受回流污染,并按国家现行有关标准的规定设置有效的防治回流污染装置,执行或监督防回流污染装置的维护监管与年度检测,且不应该供水给那些对交叉连接没有采取防回流污染措施的用户或建筑物(或小区);
②安装单位:应严格执行规范GB 5OOl5—2003和规程CECS184:2005;
③监理企业:应检查监督室内管道和设备安装与使用,确保消除交叉连接,严格按照规范GB 50015-2003和规程CECSl84:2005验收工程;
④设计或审图单位:对新建给水系统或旧系统改造,应严格执行规范GB 50015-2003和规程CECS184:2005;
⑤城市供水管理部门:有责任颁布与规范、规程相配套的地方规范和具体政策措施;教育公众及相关单位有关交叉连接和回流污染的危害性,提高公众的认识水平;监督各有关单位采取防回流污染技术措施的执行情况。
4.2根据回流污染等级对防回流污染的要求,采取相应的防回流污染措施或采用相应的防回流污染装置。
①按下列装置可靠性排序选用:①空气隔断;②减压型倒流防止器;③压力型真空破坏器和非减压型倒流防止器;④大气型真空破坏器或软管接头真空破坏器。
②严格遵照防回流污染产品的选用条件和适用范围:①空气隔断适用于除空气中含有大量细菌、粉尘和空气受污染外的其他场所;②减压型倒流防止器可应用于有害污染、轻度污染危险等级的场所,对有毒污染危险等级,在不能采用空气隔断防止回流污染的场所,也应采用减压型倒流防止器;③非减压型倒流防止器可用于有害污染的支管源头和连续压力流,但不可用于有毒污染的防回流控制;④真空破坏器可用于防止有害污染和轻度污染的回流。
4.3提高防回流污染产品的技术性能,研究和开发具有真正意义的倒流防止器设备是摆在众多给排水工程师、机械设计师的一个严肃的课题。我们必须要把握几个要点,首先是倒流防止器的功能必须完备,在功能完备基础上,可以通过改进设备结构,改变介质流态来提高性能。其二是倒流防止器的生产许可,要对倒流防止器实行许可证生产制度,并且宜对倒流防止器安装人员、测试维修人员及污染危害等级评估人员等实行培训和资格认证制度。第三是倒流防止器的评审问题,目前在国内市场上,评判倒流防止器性能的不是具有阀门设计经验、和具有掌握现场安装和运行经验的工程师来评价,而多是由给排水系统设计师来评价,而这些设计师对阀门的设计、使用、安装经验不足,决定了现有倒流防止器评价欠缺专业性。
5.小结
如何完善城市供水安全保障体系,有效防止回流污染事故的发生,确保饮用水的卫生安全是各级政府管理机构、卫生监管等相关部门、各类供水企业和社会各界有识之士应该共同面对的新课题。回流污染问题事关国计民生,只有严格按照标准规范采取有效的防回流污染措施,才能从根本上解决城市供水免受回流污染的问题。我们真诚的期望能得到业界的各位专家、工程技术人员和广大用户的指导和帮助,为低阻力倒流防止器的不断完善献计献策,为我国最新的防倒流技术成果得到尽快的普及推广群策群力,为提高我国饮用水安全保障能力,确保人民的身心健康,尽到我们应有的责任。