飲用水系統(tǒng)防逆流污染措施探討

飲用水系統(tǒng)防逆流污染措施探討

隨著時間的推移，人們越來越重視健康和安全，《生活飲用水安全法》（gb5749-2006）顯著提高了水質(zhì)的衛(wèi)生要求。有關(guān)部門對輸水、儲水等各環(huán)節(jié)也明確要求實施各種防污染的措施,得到了設(shè)計、管理部門的重視,也得到了百姓的贊許。但目前在防止生活飲用水系統(tǒng)倒流污染方面存在一些問題,現(xiàn)提出求證于專家和同行。1非有害污染的防污等級低水質(zhì)污染的途徑很多,因倒流而造成污染是最常見的原因。所以采取必要的措施,防止倒流污染是設(shè)計人員共同關(guān)心的問題。由于水質(zhì)污染的情況各異,可以采取不同的防污染措施,做到既有效又經(jīng)濟?！督o水系統(tǒng)防回流污染技術(shù)規(guī)程》(CECS184:2005)把倒流污染危險等級分成三類:①有毒污染(可能危及生命或?qū)е聡乐丶膊?;②有害污染(可能損害人體或生物健康);③輕度污染(可能導致惡心、厭煩或感官刺激)。為此還提出一種防污等級低,不能用于防有毒污染的“倒流防止器”。這表示對他們是要區(qū)別對待的。對生活飲用水有毒污染必須禁止,那么對有害、輕度污染是否可以降低要求,允許發(fā)生呢?筆者認為當人們飲水后發(fā)生上述三類現(xiàn)象中任一類都是不允許的。為了確保人民的生命和健康,不僅必須杜絕發(fā)生危及生命或?qū)е聡乐丶膊〉氖录?也必須防止損害人體健康,身心受到傷害的事故。所以筆者認為上述分類不能適用于生活飲用水系統(tǒng)防倒流污染工程。對于生活飲用水系統(tǒng)的倒流污染可以分有害和非有害兩類。有害污染是指飲用水受到有毒物質(zhì)、致病細菌或放射性物質(zhì)等的污染直接危害人體健康,這不僅是指發(fā)生疾病和死亡,也應包括導致惡心、厭煩或感官刺激等。這些都不允許發(fā)生。而非有害污染是指不會導致人們發(fā)生疾病、死亡,也不會形成不適感覺的那種色度、硬度、濁度等的變化,以及僅僅是水倒流等。而且在判定污染的危害性,確定防污染手段時,不僅應依據(jù)是否和有害物質(zhì)可能接觸,而且要考慮到飲用水自身的變質(zhì)及對城鎮(zhèn)供水系統(tǒng)須嚴格保護等因素。例如《建筑給水排水設(shè)計規(guī)范》(GB50015—2003,以下簡稱“規(guī)范”)對從城鎮(zhèn)供水管網(wǎng)直接抽水,或從生活飲用水管道單獨接出消防管道等,不論會發(fā)生何類污染,均要求采取嚴格的防倒流污染措施?！耙?guī)范”還規(guī)定,城鎮(zhèn)給水管道嚴禁與自備水源的供水管道直接連接,無論自備水源的水質(zhì)達到何種標準,這些和防止有害污染一樣均屬于不準發(fā)生倒流的場所。2水國工商中的流場設(shè)置在工程中應優(yōu)先采用既安全可靠又簡便經(jīng)濟的防污措施。筆者認為阻斷生活飲用水與污染物質(zhì)直接接觸是從根本上防止倒流污染的最有效方法,應成為防止倒流污染的首選。如“規(guī)范”規(guī)定嚴禁生活飲用水管道和大便器直接相接,儲水池或用水器具的供水管出口與溢流邊緣要有一定的空氣間隙等,這些都是阻斷他們直接接觸的方法。對于不準倒流的場所應有嚴格要求。所以對于儲存有害、有毒或有致病物質(zhì)的儲罐、設(shè)備或輸送含有上述物質(zhì)的管道等此類最具危險的場所,當需要用水時應自設(shè)專用供水系統(tǒng),禁止其與生活飲用水管道直接相連。當必須采用生活飲用水系統(tǒng)作為專用供水系統(tǒng)的供水或補水的水源時,則應采用間接供水方式,不應兩種管道直接相接。希望“規(guī)范”修訂時對這一點能加以明確。只有當無法設(shè)置空氣間隙或空氣間隙的間距達不到要求時,才根據(jù)具體條件考慮采用真空破壞器、倒流防止器或其他有效的防止倒流污染的裝置。目前常用的有倒流防止器,該產(chǎn)品的行業(yè)標準為《倒流防止器》(CJ/T160—2002)。3排水器開啟的壓力倒流防止器(見圖1)是“一種嚴格限定管道中的壓力水只能單向流動的水力控制組合裝置”(見《倒流防止器》(CJ/T160—2002)中的定義)。為了達到這個要求,目前符合行業(yè)標準的倒流防止器設(shè)有一個“減壓區(qū)”。“減壓區(qū)”內(nèi)壓力P2與進水壓力P1有一個壓差(ΔP=P1-P2),由這個壓差控制倒流防止器泄水閥的啟閉。當P1>P2>P3時水流正常運行,若用戶停止用水,倒流防止器關(guān)閉。此時若密封完好,無論壓力如何變化也不會倒流。由于系統(tǒng)壓力變化,可能會出現(xiàn)P1下降或出口壓力P3上升(若此時出口密封損壞),則ΔP會減小,但只要ΔP為0.012～0.023MPa,泄水閥即能自動打開泄水。泄水閥具有足夠的泄水能力,空氣通過與大氣相通的漏水斗進入閥腔形成空氣隔斷,這樣即使出現(xiàn)P3>P1,密封損壞,也不會發(fā)生倒流。所以減壓區(qū)是該倒流防止器保證不產(chǎn)生倒流的關(guān)鍵手段。但設(shè)定減壓區(qū)增加了水流通過倒流防止器的阻力降(一般不小于0.07MPa)。由于目前市政管網(wǎng)壓力較低,當系統(tǒng)設(shè)置倒流防止器后供水壓力不足的矛盾更加突出,這也是當前設(shè)計人員感到很棘手的問題。為此一些制造廠家正在研制低阻力的倒流防止器。目前市場上出現(xiàn)的低阻力的倒流防止器引起人們的關(guān)注,通過對產(chǎn)品樣本及產(chǎn)品介紹的了解,筆者對產(chǎn)品的構(gòu)造及工作原理進行了分析,發(fā)現(xiàn)一些問題,現(xiàn)提出與同行一起商議,并希望引起大家的注意。目前有一種稱為具有最高等級隔斷安全性的低阻力“倒流防止器”(見圖2),它沒有減壓區(qū)。據(jù)測試報告(見表1及圖3),其阻力損失確有降低。該產(chǎn)品資料介紹:當通過“倒流防止器”的阻力損失h=P1-P3≤15kPa時主閥開始關(guān)閉,介質(zhì)不能流過主閥;當h≤10kPa時泄水器自動開啟,使中間腔的水泄出。但該資料又稱:當P1>P3時排水器自動關(guān)閉,P1≤P3時,排水器自動開啟。這兩者存在著矛盾,因為P1-P3≤10kPa也包含P1>P3。為此筆者查閱了該“倒流防止器”的檢測報告(DN80由機械工業(yè)通用機械產(chǎn)品檢測所檢測)。報告表明當h≤15kPa后直至h=1.018kPa水流不斷,并且h≤10kPa后也沒有泄水放空,否則其對應的水流量從進口至出口應是一個變量(見表1)。在該產(chǎn)品另一份有關(guān)資料中“當主閥開啟通水時,排水器自動關(guān)閉;當主閥止回關(guān)閉后,排水器自動開啟,將主閥中間腔的介質(zhì)排空,形成空氣隔斷,排水器一直保持全開狀態(tài),并維持最大的排水排污能力,一旦發(fā)生泄漏,所滲漏的介質(zhì)可直接流出閥外,所以排水器可以設(shè)計得相對較小”。這表明它是在主閥關(guān)閉后排水器才打開的。在主閥的關(guān)閉過程中,流量逐漸變小,流速變小,阻力損失(h)變小,直至為零;主閥的開啟度也逐漸變小,直至關(guān)閉。h=0也就是P1=P3。而且當排水器打開后一直保持全開狀態(tài),一旦泄漏可以放水,也不關(guān)閉。綜上所述,排水器開啟的壓力應是P1≤P3,而不是P1-P3≤10kPa。由于它要求在停止用水(主閥關(guān)閉)后排水器就自動放水泄空(即使主閥密封正常也要放水泄空),這樣泄水成了正常運行中經(jīng)常出現(xiàn)的一個必經(jīng)過程,以至泄水十分頻繁,這種做法當然不符合節(jié)水原則。如果每臺“倒流防止器”每次停止用水都要放水泄空,那將要無端地放掉多少水?為了避免過多放水,若改為P3>P1才打開排水器,由于P3>P1并不是正常運行中會出現(xiàn)的,那是一種特殊工況(如某種原因造成出口壓力上升或進口壓力下降才會發(fā)生),這樣放水次數(shù)可以減少。但是在P3>P1時才打開排水器,此時中間腔的水不可能立即放空形成空氣隔斷,所以只要密封有損壞,就會形成倒流。如果不顧水的浪費,仍采用P3=P1時就打開排水器的控制方式,由于從P3=P1后出現(xiàn)P3>P1的時間有可能較長,但也可能很短隨即出現(xiàn),此時排水器雖已開啟,但在瞬間是很難把水泄空形成空氣隔斷的(尤其該“倒流防止器”的排水器較小,放空能力有限,形成空氣隔斷所需的時間會更長)。此時若主閥密封損壞,倒流仍然難以避免(尤其在P1低于大氣壓力時)。筆者認為這種控制方法無法像設(shè)減壓區(qū)的倒流防止器一樣具有提前防范的功能,不能保證在P3>P1前早已形成空氣隔斷。而且這種只要停水就泄空(充滿空氣),只要不用水就長期與大氣相通的“倒流防止器”,若設(shè)置在從市政給水管道上直接抽水的水泵吸水管上,以致只要啟泵就可能吸入空氣的做法對泵的正常運行有利嗎?若設(shè)置在消防供水系統(tǒng)中,對消防供水的安全是否有影響?該低阻力“倒流防止器”的另一個問題是泄水閥的控制器由兩片膜片隔成上腔、隔斷腔、下腔三部分(見圖2),上腔與進口相通,下腔通出口,隔斷腔與大氣相通。據(jù)樣本介紹,設(shè)隔斷腔的目的是當膜片損壞時,漏水由隔斷腔排出,防止上、下腔直接相通。而正由于這種設(shè)置,當膜片損壞嚴重,下腔與隔斷腔相通甚至連成了一體。這時控制器內(nèi)的“P3”泄壓(小于系統(tǒng)的P3),甚至可能與大氣壓力相同。這時若系統(tǒng)壓力變化,出水端的P3上升,或進水端的P1下降(P1≤0),出現(xiàn)P3>P1時,而控制器內(nèi)P1-“P3”>0,泄水閥就不能打開。如果此時主閥密封有損壞,倒流就難以阻止了。由此可見該“倒流防止器”與倒流防止器定義存在一定的距離,存在倒流的可能及其他一些問題,筆者認為該“倒流防止器”尚須進一步改進。如果阻力降減小了,而安全的可靠性也降低了,這決不是大家所祈盼的。尤其稱低阻力“倒流防止器”的產(chǎn)品,今后還可能出現(xiàn)多種,如果現(xiàn)在不能嚴格要求,今后會出現(xiàn)什么樣的情況就很難預料了。所以筆者認為倒流防止器阻力降偏大的問題應該解決,但必須是在確保不發(fā)生倒流污染的基礎(chǔ)上,并且不僅防止倒流還應顧及其他要求。4從基本原則和必要的未盡事宜,發(fā)展國際機制現(xiàn)行“規(guī)范”已明確列出應設(shè)置倒流防止器的場所、位置。但未能明確規(guī)定儲存或輸送含有害、有毒或有致病物質(zhì)的儲罐、設(shè)備或管道是否可以通過倒流防止器與生活飲用水管道直接相連。有一點應該指出:倒流防止器只是防止水倒流,避免由此產(chǎn)生的污染,但它對防止細菌繁殖和擴散、放射性污染及毒氣散布等尚缺乏有效的測試數(shù)據(jù),所以目前應慎重確定設(shè)置場所,不要隨意擴大使用范圍。同時工程中情況多樣,條件復雜,所以筆者希望“規(guī)范”能明確列出倒流防止器設(shè)置的基本原則和必要的細則,以便設(shè)計人員在具體工程中可以比對,進行正確選擇,避免遺漏,也可以防止隨意增設(shè)。筆者也希望通過明確的規(guī)定能消除因各種原因造成的分歧,如當循環(huán)水集水池等的充(補)水管上設(shè)置倒流防止器后是否可以采用淹沒出流等?！督ㄖ兴O(shè)計規(guī)范》(GB50336—2002)中規(guī)定中水管道嚴禁與生活飲用水管直接相連是包括禁止通過倒流防止器連接的。,使今后生產(chǎn)出合格的阻力小的倒流防止器,也總會有一定的壓力損失,況且還要增加投資。筆者認為節(jié)水、節(jié)能、防止污染等都應認真對待,必須全面綜合考慮,倒流防止器只應在必須設(shè)置的場所設(shè)置,當然采用的倒流防止器應符合行業(yè)標準。那種在某些情況下會產(chǎn)生倒流的“倒流防止器”不應使用。若想在非有害倒流污染場所使用,首先應對該類產(chǎn)品另起名稱和建立相關(guān)的行業(yè)標準,避免使用者將其與倒流防止器混淆。產(chǎn)品如果沒有標準,缺乏控制底線,則無法判斷產(chǎn)品是否合格,甚至會導致偽劣產(chǎn)品