浅谈影响城市供水水质的因素及措施
随着经济的迅速发展 ，环境污染日趋严重 ，饮用水的污染尤为突出。据世界卫生组织（WHO）调查表明 ：由于饮用不良水质导致的消化疾病、传染病、皮肤病、糖尿病、癌症、结石病、心血管病等多达 100 多种 ，全世界每年有 5 000 万儿童死亡 ，3 500万人患心血管病 ，7 000 万人患结石病 ，9 000 万人患肝炎 ，3 000 万人死于肝癌和胃癌。在我国 ，因为水质污染而引起的各种疾病越来越多 ，解决水质污染问题迫在眉睫。
一、自来水水质常规处理途径
以地表水为水源时 ，常规处理主要是去除悬浮物质、胶体物质和病原微生物。在常规处理工艺中，混凝是向原水中投加混凝剂，使水中难以自然沉淀的悬浮物和胶体颗粒相互凝聚 ，生成大颗粒絮体（伤称矾花），然后在沉淀池中沉淀下来 ，最后成为污泥排除。也可以在澄清池中同时完成混凝和沉淀过程。过滤是利用颗粒状滤料（加石英砂、白煤等）截留经过沉淀后水中残留的颗粒物 ，进一步去除水中的杂质 ，降低水的浑浊度。消毒是饮用水处理的最后一步 ，向水中加入消毒剂（一般用液氮）来灭活水中的病原微生物。
常规处理工艺对水中的悬浮物、胶体物和病原微生物有很好的去除效果 ，对无机污染物 ，如某些重金属离子和少量的有机物也有一定的去除效果。地表水经过常规处理工艺后 ，出厂水的浑浊度可以降到 1NTU 以下（运行良好的水厂 ，出厂水浑浊度可在0.3NTU 以下）。对于未受到污染的水源水 ，常规处理后能够达到生活饮用水的水质标准 ，其一般化学指标和毒理学指标可以满足对健康的要求。以地下水为水源时 ，常规处理工艺比较简单 ，主要是去除水中可能存在的病原微生物。对于不含有其它污染物（如铁、锰、氟、砷等）的地下水 ，只需消毒就可以达到饮用水水质要求。在原水浑浊度较低（一般在 100 度以下）、不受工业废水污染且水质变化不大的情况下 ，可省去混凝沉淀（或澄清）构筑物 ，而是采用双层滤料或多层滤料滤池直接过滤。相反 ，当原水浑浊度高或含砂量大时 ，应在水厂进水 u 处增设预沉池或沉砂池再进行常规处理。而在水源受到较严重的污染时 ，可在砂滤池后再增设生物活性炭滤池。特殊水质需经过特殊处理。地下水一般无需经过常规处理 ，由泵提升后只经消毒即可作为饮用水 ，但如含有一定浓度的铁、锰、氟等时 ，必须有专门的除铁、除锰和除氟处理设施。又如原水硬度过高时 ，须将硬水加以软化 ，含盐量不符合要求时 ，可采取除盐和咸水淡化等处理。
目前水厂饮用水处理主要采用常规处理 ，即投药、混合、絮凝、沉淀、澄清或气浮、过滤和消毒的工艺流程。常规处理工艺目前仍为世界上大多数国家的水厂所采用 ，在我国约 95％以上的以地表水为水源的自来水厂都是采用常规处理工艺。
二、影响供水水质的主要因素
1、出厂水质是决定水质的主要因素。
出厂水质虽然符合卫生标准,但仍含有微小的悬浮物,存在着余氯和溶解氯、 游离碳酸、 碳酸离子、 硝酸离子等,以及水中铁锰经加氯消毒氧化生成的铁锰氧化物。 这些物质积聚在管道内壁使管网水的浊度、 色度、 含铁量、 含锰量等高于出厂水。 另外工业废水排放越来越多,尤其是生活用水总量呈直线上升趋势。 大部分城市特别是中小城市,没有污水处理厂,这使许多使用地表水做水源的水厂进厂水质直接受到污染。 与地表水相比,使用地下水做水源的相对较好一些,但由于近年来化学肥料及农药的过度使用,使得有害物质渗入地下,不同程度地影响了地下水质,以上这些因素都将直接影响出厂水质。
2、管道材质的不同,对水质也有不同的影响。
金属管壁由于受到水的腐蚀性等原因,容易形成以氧化铁为主的结垢。 而且使用时间越长,结垢层越厚,增大了管道阻力,使管道中的微生物、 有机物粘附在管道内壁,容易滋生厌氧菌,使细菌含量超标,对水质形成污染。 其它如水泥管内壁涂衬不光滑,也会出现类似情况。
3、管道附属设施和管道设计施工也会影响到水质。
为了管网的正常运行,管网中需设置一定数量的控制阀门、 泄水阀、消防栓等附属设施,长期置于地下或露天,经常受到雨水或其他污水的侵蚀,极易损坏。 管网一旦失压,会将附近地下污水吸入管网,造成二次污染。
4、管道流速和管网压力不稳也是影响水质的又一原因。
管道中水的流速过低,或者管径过粗而用户很少,水在管道中的滞留时间过长,促使铁、 锰氧化沉积,越积越多,越影响水质， 在一定程度上会间接地对管网造成污染。
三、提高城市供水水质的有效措施
1、提高出厂水水质和稳定性,严格控制浊度超标。
经传统常规处理工艺(混凝、 沉淀、 过滤、 消毒)处理净化的水,有的已不符合饮用水标准,可增加预处理和深度处理工艺,如臭氧法、 活性炭法,生物活性炭法、 接触氧化法、 光氧化法等。 对含铁量高的地下水,可采取氧化法、 碱化法、 充氧回藻法;对含氟量高的可采用沉淀法、 离子交换法。 同时加强净水过程的全面质量控制工作,合理加药,实现投注加药自动化,以提高供水水质。 尤其是要严格控制水的浊度指标,对降低管网中病毒 细菌和有机物的含量非常重要。 在水质稳定性方面,推行调整PH值法,即水在出厂前投加稳定剂,把 PH值调整至 7- 8.5,提高水的稳定性。
2、更新或改造供水管道系统,深化管网管理。
管材要选用产品质量较好的厂家,管道要有较好的内壁,既能抗腐蚀又不析出有害物质;新铺设的管道或对旧管道更新改造的管道可应用预应力钢筋混凝土管、 给水塑料管、 玻璃钢管、 球墨铸铁管等;100mm以下的可采用给水塑料管、 衬里钢管、 铝塑复合管、 薄壁不锈钢管等,应逐步减少镀锌钢管的使用; 管道上阀门要采用橡胶衬里的球面三角形软件、 环氧树脂喷涂的铸件和不锈钢配件;在做金属管道衬里时,可加丙烯酸树脂分散剂(占硝浆干重 3%)或采用蒸汽养护,以增强抗酸性水和抗腐蚀的能力,此外施压法衬里比喷压法衬里质量好,砂子失落量小;在设计施工上,应严格遵守给水工程设计 施工规范,如给管道与其它管(尤其是排水管)交叉时,要保证规范要求的最小间距,与自备水源或非饮用水管道连接时,应采取空气隔断装置等措施,防止饮用水的污染;由于环状管网比树状管线水质条件好,如经济条件许可,管线尽可能采取环状,即使采用树状,管线也不宜太长,以免末端滞水,如果管线延伸太长,应考虑在中途加氯和定期冲洗;泄水阀安装位置要合理,不要淹没在水中;减少管道集水机率,减少管内流向、 流速的剧变;管道安装或抢修完毕后要彻底冲洗消毒;打水钻时,施工要小心,防止管道碎片落入管中;禁止用泵直接从管网抽水,确需加压时,最好增设蓄水池,以免管网产生负压,使污物浸入;在维护管理方面,对使用年限太长的供水管道进行更新改造或刮管涂衬,其次定期冲洗管道,对管网末端冲洗周期一年不少于一次,整个系统每两年进行一次、 通过管理措施使水质不再受到污染。
3、完善二次供水设施的设计与施工,加强管理。
在设计施工方面,改进水池(箱)的工艺结构,避免了出现死水区,使水形成推流式流动状态,并保持一定流速;消防水池(箱)与生活水池(箱)宜分开建设,如果合建可采取隔离措施,生活用水部分可进入消防系统,但消防系统水不可进入生活水系统, 消防水的卫生问题可通过定期排放用于它用,以定期更新;生活水池(箱)容积不宜过大,以满足一天用水量的40- 60%为宜;进、 出水管的设置要合理,进水管要设置水位控制阀,尽量不要设溢流管。 在材质方面,水池一般多为水泥材料,内壁和底部要光滑平整;在管理方面,制定城市二次供水管理的行政规章制度,建立二次供水管理体系,会同卫生防疫部门,加强水质监测,监督用户对水箱、 水池进行清洗、 消毒,每年不少于一次,建立二次供水设施档案,健全周期监督管理制度。 通过措施有效解决二次供水中水质污染问题。
4、合理加氯。
在保证消灭水中细菌、 病毒和其他微生物的前提下,应尽量降低氯的投加量,加氯点尽量往后道工序移,在设施上尽可能实现多点加氯,为了有利于保持管网的余氯,可使出厂水余氯呈氯胺状态,和出厂水充分混合,保持30分钟以上的接触时间。 同时要增强水质检测手段,加强对出厂水氯含量和管网余氯量的连续监测,如管道过长余氯不足时,要考虑中途加氯,此外,当水中铁、 锰含量高时,不宜用氯消毒,以免其析出造成黑褐色水,提高加氯自动化程度,这是实现合理加氯的关键。
5、加强管网水质的测定和预测。
为了掌握管网水质变化动态,自来水公司应对管网采样点设置余氯连续测定仪、 浊度测定仪、 细菌测定仪,超过一定数值就报警。 目前水质预报软件已经问世,它根据生物可降解有机物、 细菌、 余氯 、pH值 、水温等参数与水质变化的关系,可以预报管网中的余氯、 细菌等指标的变化,为改善管网水质提供决策依据。
