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(shí)間的推移，人們?cè)絹碓街匾暯】岛桶踩?，《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(duì)輸水、儲(chǔ)水等各環(huán)節(jié)也明確要求實(shí)施各種防污染的措施,得到了設(shè)計(jì)、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(jí)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(jì)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(jì)?！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(xiǎn)等級(jí)分成三類:①有毒污染(可能危及生命或?qū)е聡?yán)重疾病);②有害污染(可能損害人體或生物健康);③輕度污染(可能導(dǎo)致惡心、厭煩或感官刺激)。為此還提出一種防污等級(jí)低,不能用于防有毒污染的“倒流防止器”。這表示對(duì)他們是要區(qū)別對(duì)待的。對(duì)生活飲用水有毒污染必須禁止,那么對(duì)有害、輕度污染是否可以降低要求,允許發(fā)生呢?筆者認(rèn)為當(dāng)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?yán)重疾病的事件,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(rèn)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(duì)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(xì)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(yīng)包括導(dǎo)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(huì)導(dǎo)致人們發(fā)生疾病、死亡,也不會(huì)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(shí),不僅應(yīng)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(duì)城鎮(zhèn)供水系統(tǒng)須嚴(yán)格保護(hù)等因素。例如《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50015—2003,以下簡(jiǎn)稱“規(guī)范”)對(duì)從城鎮(zhèn)供水管網(wǎng)直接抽水,或從生活飲用水管道單獨(dú)接出消防管道等,不論會(huì)發(fā)生何類污染,均要求采取嚴(yán)格的防倒流污染措施。“規(guī)范”還規(guī)定,城鎮(zhèn)給水管道嚴(yán)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(dá)到何種標(biāo)準(zhǔn),這些和防止有害污染一樣均屬于不準(zhǔn)發(fā)生倒流的場(chǎng)所。2水國工商中的流場(chǎng)設(shè)置在工程中應(yīng)優(yōu)先采用既安全可靠又簡(jiǎn)便經(jīng)濟(jì)的防污措施。筆者認(rèn)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(yīng)成為防止倒流污染的首選。如“規(guī)范”規(guī)定嚴(yán)禁生活飲用水管道和大便器直接相接,儲(chǔ)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(duì)于不準(zhǔn)倒流的場(chǎng)所應(yīng)有嚴(yán)格要求。所以對(duì)于儲(chǔ)存有害、有毒或有致病物質(zhì)的儲(chǔ)罐、設(shè)備或輸送含有上述物質(zhì)的管道等此類最具危險(xiǎn)的場(chǎng)所,當(dāng)需要用水時(shí)應(yīng)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(dāng)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(bǔ)水的水源時(shí),則應(yīng)采用間接供水方式,不應(yīng)兩種管道直接相接。希望“規(guī)范”修訂時(shí)對(duì)這一點(diǎn)能加以明確。只有當(dāng)無法設(shè)置空氣間隙或空氣間隙的間距達(dá)不到要求時(shí),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(biāo)準(zhǔn)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(yán)格限定管道中的壓力水只能單向流動(dòng)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(dá)到這個(gè)要求,目前符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的倒流防止器設(shè)有一個(gè)“減壓區(qū)”。“減壓區(qū)”內(nèi)壓力P2與進(jìn)水壓力P1有一個(gè)壓差(ΔP=P1-P2),由這個(gè)壓差控制倒流防止器泄水閥的啟閉。當(dāng)P1>P2>P3時(shí)水流正常運(yùn)行,若用戶停止用水,倒流防止器關(guān)閉。此時(shí)若密封完好,無論壓力如何變化也不會(huì)倒流。由于系統(tǒng)壓力變化,可能會(huì)出現(xiàn)P1下降或出口壓力P3上升(若此時(shí)出口密封損壞),則ΔP會(huì)減小,但只要ΔP為0.012～0.023MPa,泄水閥即能自動(dòng)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(jìn)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(huì)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(dāng)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(dāng)前設(shè)計(jì)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(chǎng)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(duì)產(chǎn)品樣本及產(chǎn)品介紹的了解,筆者對(duì)產(chǎn)品的構(gòu)造及工作原理進(jìn)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(jí)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(cè)試報(bào)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(dāng)通過“倒流防止器”的阻力損失h=P1-P3≤15kPa時(shí)主閥開始關(guān)閉,介質(zhì)不能流過主閥;當(dāng)h≤10kPa時(shí)泄水器自動(dòng)開啟,使中間腔的水泄出。但該資料又稱:當(dāng)P1>P3時(shí)排水器自動(dòng)關(guān)閉,P1≤P3時(shí),排水器自動(dòng)開啟。這兩者存在著矛盾,因?yàn)镻1-P3≤10kPa也包含P1>P3。為此筆者查閱了該“倒流防止器”的檢測(cè)報(bào)告(DN80由機(jī)械工業(yè)通用機(jī)械產(chǎn)品檢測(cè)所檢測(cè))。報(bào)告表明當(dāng)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(duì)應(yīng)的水流量從進(jìn)口至出口應(yīng)是一個(gè)變量(見表1)。在該產(chǎn)品另一份有關(guān)資料中“當(dāng)主閥開啟通水時(shí),排水器自動(dòng)關(guān)閉;當(dāng)主閥止回關(guān)閉后,排水器自動(dòng)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(jì)得相對(duì)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(dāng)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(yīng)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(dòng)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(yùn)行中經(jīng)常出現(xiàn)的一個(gè)必經(jīng)過程,以至泄水十分頻繁,這種做法當(dāng)然不符合節(jié)水原則。如果每臺(tái)“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(yùn)行中會(huì)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(jìn)口壓力下降才會(huì)發(fā)生),這樣放水次數(shù)可以減少。但是在P3>P1時(shí)才打開排水器,此時(shí)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(huì)形成倒流。如果不顧水的浪費(fèi),仍采用P3=P1時(shí)就打開排水器的控制方式,由于從P3=P1后出現(xiàn)P3>P1的時(shí)間有可能較長(zhǎng),但也可能很短隨即出現(xiàn),此時(shí)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(shí)間會(huì)更長(zhǎng))。此時(shí)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(shí))。筆者認(rèn)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(zhǎng)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(duì)泵的正常運(yùn)行有利嗎?若設(shè)置在消防供水系統(tǒng)中,對(duì)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(gè)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(jìn)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(dāng)膜片損壞時(shí),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(dāng)膜片損壞嚴(yán)重,下腔與隔斷腔相通甚至連成了一體。這時(shí)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(shí)若系統(tǒng)壓力變化,出水端的P3上升,或進(jìn)水端的P1下降(P1≤0),出現(xiàn)P3>P1時(shí),而控制器內(nèi)P1-“P3”>0,泄水閥就不能打開。如果此時(shí)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(rèn)為該“倒流防止器”尚須進(jìn)一步改進(jìn)。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(yán)格要求,今后會(huì)出現(xiàn)什么樣的情況就很難預(yù)料了。所以筆者認(rèn)為倒流防止器阻力降偏大的問題應(yīng)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(yīng)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(jī)制現(xiàn)行“規(guī)范”已明確列出應(yīng)設(shè)置倒流防止器的場(chǎng)所、位置。但未能明確規(guī)定儲(chǔ)存或輸送含有害、有毒或有致病物質(zhì)的儲(chǔ)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(diǎn)應(yīng)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(duì)防止細(xì)菌繁殖和擴(kuò)散、放射性污染及毒氣散布等尚缺乏有效的測(cè)試數(shù)據(jù),所以目前應(yīng)慎重確定設(shè)置場(chǎng)所,不要隨意擴(kuò)大使用范圍。同時(shí)工程中情況多樣,條件復(fù)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(xì)則,以便設(shè)計(jì)人員在具體工程中可以比對(duì),進(jìn)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(dāng)循環(huán)水集水池等的充(補(bǔ))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(jì)規(guī)范》(GB50336—2002)中規(guī)定中水管道嚴(yán)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(huì)有一定的壓力損失,況且還要增加投資。筆者認(rèn)為節(jié)水、節(jié)能、防止污染等都應(yīng)認(rèn)真對(duì)待,必須全面綜合考慮,倒流防止器只應(yīng)在必須設(shè)置的場(chǎng)所設(shè)置,當(dāng)然采用的倒流防止器應(yīng)符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。那種在某些情況下會(huì)產(chǎn)生倒流的“倒流防止器”不應(yīng)使用。若想在非有害倒流污染場(chǎng)所使用,首先應(yīng)對(duì)該類產(chǎn)品另起名稱和建立相關(guān)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),避免使用者將其與倒流防止器混淆。產(chǎn)品如果沒有標(biāo)準(zhǔn),缺乏控制底線,則無法判斷產(chǎn)品是否合格,甚至?xí)?dǎo)致偽劣產(chǎn)品