复旦大学邯郸校区典型建筑物二次供水水质状况

宋佳秀，黄潇逸，安 东，姚黎光，舒诗湖，张 东

（1.上海师范大学 生命与环境科学学院，上海 200235；2.复旦大学 环境科学与工程系，上海 200433；3.上海市水资源开发利用工程研究中心有限公司，上海 200082）

二次供水，就是供水单位将来自城市公共供水设施和自建设施的供水，经贮存、加压或深度处理和消毒后，由供水管道或专用管道通向用户端供水［1］.

二次供水是城市供水系统的重要组成部分.二次供水设施以屋顶水箱和地下水池为主，部分设施卫生防护条件差，疏于管理，二次污染风险突出，严重影响城镇供水安全.据统计，2014年，上海约有屋顶水箱11.4万个，地下水池8 700个，水泵26 000台（套），用户水表394万个.大部分生活水泵为铸铁材质，大多数水池（箱）为钢筋混凝土结构，内壁为水泥砂浆.小区室内管道约为14 992km，其中1990年之前的约为7 385km，约占50%，1990～1997年约为7 608km.街坊管总长约为5 000km，主要采用灰口铸铁管和镀锌钢管［2］.大部分管道和水箱缺乏水质监测手段，难以掌握二次供水的水质状况.近年来，市民反映二次供水水质问题较多.据资料统计，2013年上海中心城区反映水质问题共1 579件，其中二次供水引起的水质问题占52%，2014年中心城区反映水质问题共2 003件，其中二次供水引起的水质问题占49.2%［3］.上海市水箱（池）二次加压系统的水质污染现象比较严重，余氯、细菌总数以及大肠杆菌的超标现象比较突出［4］.

本文通过对复旦大学邯郸校区典型建筑的二次供水水质的监测，初步摸清校区二次供水水质现状，研究二次供水方式和管材对水质的影响.为改善校区二次供水水质和改造二次供水系统提供了一定的数据参考.

1 方 法

1.1 二次供水采样点

本实验在复旦大学邯郸校区内根据需要选取了4组有代表性的采样点，如表1所示.采样点1（第二教学楼）为市政直接供水，其他为水池水箱联合供水.采样点4（第六教学楼）管材原为铸铁管，2013年1月，经楼宇设施改造后为无规共聚聚丙烯（PPR）管，其余均为铸铁管.自2013年8月6日开始采样测定至2014年9月15日，每周4个采样点同时采样1次.

1.2 水质指标测定方法

二次供水水质指标测定均采用国家标准方法［5］，浊度采用便携式浊度仪Hach2100Q 现场测定；余氯采用便携式余氯仪Hach PCⅡ测定；高锰酸盐指数（COD）采用标准酸性法测定；细菌总数采用平板计数法测定，按照国家标准方法［5］取样.

表1 二次供水水质采样点Tab.1 Water sampling design for secondary water supply

2 结果

2.1 二次供水浑浊度变化

从图1二次供水的浑浊度变化情况来看，4个采样点的长期浑浊度指标值均明显高于市政供水的浑浊度，基本无季节性变化，其中采样点2 浑浊度最差，为0.15～0.25 NTU 之间，远高于市政供水的0.05～0.1NTU 的范围，增加50%～400%.污染主要来自于二次供水环节，包括水池水箱和供水立管等；采样点1和采样点4浑浊度情况较好，为0.1～0.18NTU 之间，采样点1为直接供水方式，没有水池水箱污染，采样点4经改造后将铸铁管改为PPR 管，改善了二次供水的浑浊度水平.因此，二次供水的水池水箱供水方式和立管管材都会不同程度的影响二次供水水质，水池水箱应定期清洁维护以改善卫生状况，在有条件的情况下改造建筑物的铸铁管管材为PPR 管，可明显改善供水水质.

图1 二次供水浑浊度的变化情况（2013年8月至2014年9月）Fig.1 Turbidity change of secondary water supply（from Aug.2013to Sept.2014）

2.2 二次供水COD变化

从图2二次供水COD 的变化情况来看，校区4个采样点COD 值升高不明显，实验期间市政供水平均COD 值1.84mg／L，采样点3（四教）COD 平均值增加最多，为1.99mg／L，增加了8.15%，采样点2平均值最小，为1.83mg／L，增加了4.9%.二次供水设施供水过程COD 增加较少有两方面原因，一方面二次供水设施有可能增加COD 的含量，另一方面二次供水停留时间较长，一部分二次供水中的有机物有被水中余氯等氧化性物质降解的可能［6］，整体来看，二次供水COD 含量增加较小，尚不构成二次供水水质安全风险.

图2 二次供水COD 的变化情况Fig.2 COD change of secondary water supply

2.3 二次供水余氯与细菌总数

如图3所示为采样点1的余氯与细菌总数的关系，二次供水中余氯含量较高，通常为0.10mg／L 以上，远高于城市供水要求的管网末梢0.05mg／L 的标准，可以看出，仅有个别采样出现细菌滋生的情况，且细菌总数值较低，均小于10cfu／mL.采样点1二次供水设施为直接供水，未采用水池水箱，余氯基本不受二次供水设施影响，余氯浓度保持在较高的范围，可以有效抑制细菌的滋生.

图3 采样点1二次供水余氯与细菌总数的关系Fig.3 Relationship between residual chlorine and bacteria for water sampling 1＃

采样点2二次供水余氯与细菌总数的关系如图4所示，可以看出，二次供水余氯含量低于0.05mg／L时，细菌总数较高，可达到20～50cfu／mL，出现细菌超标的风险.采样点2二次供水设施采用水池水箱联合供水，二次供水停留时间长，水中的余氯自行分解或与水中其他物质发生反应而消耗减少，铸铁管管材长时间使用易于为细菌滋生提供滋生的场所，从而造成细菌总数增加.可考虑改造二次供水设施，减少二次供水停留时间或增加二次供水补充消毒装置如采样紫外补充消毒、臭氧补充消毒等［2］，在二次供水余氯低时强化对细菌的消毒作用.

如图5所示，采样点4多数时间余氯含量为0.1～0.2mg／L，部分时间余氯含量低于0.05mg／L，最低为0.03mg／L，细菌总数多数时间未检出，即使细菌总数有检出时也仅为2～6cfu／mL.采样点4二次供水设施立管改造为PPR 管材，使用时间较短，相对于铸铁管，PPR 管细菌不易滋生，尽管余氯有时低于标准值，细菌总数增加较慢.

图4 采样点2二次供水余氯与细菌总数的关系Fig.4 Relationship between residual chlorine and bacteria for water sampling 2＃

图5 采样点4二次供水余氯与细菌总数的关系Fig.5 Relationship between residual chlorine and bacteria for water sampling 4＃

本文对复旦大学邯郸校区内的4栋建筑进行二次供水指标浊度、COD、余氯和细菌总数的长期监测.二次供水的水池水箱供水方式和管道材质会不同程度的影响二次供水水质浑浊度、余氯和细菌总数，二次供水浑浊度明显高于市政供水，二次供水COD 含量受供水方式和管道材质的影响较小，二次供水停留时间较大会导致余氯减少和细菌总数的增加；直接供水方式在浑浊度、余氯和细菌总数等指标的控制上明显好于水池水箱联合供水.

［1］王 浩，谢有奎，高殿森，等.饮用水在储蓄过程中二次污染数学模拟与应用研究［J］.西南给排水，2004（6）：12－14.

［2］高 炜，朱慧峰，安 东，等.二次供水系统中三种补充消毒工艺的比较［J］.净水技术，2014（4）：63－66.

［3］吴静宇，项嘉汇，邓志鹏，等.上海市浦东新区新旧居民小区二次供水设施卫生学调查［J］.环境与健康杂志，2014（7）：619－620.

［4］刘志琪.客观认识现状与需求规范进行供水设施建设和改造［J］.城镇供水，2014（5）：20－22.

［5］国家环境保护总局.水和废水监测分析方法［M］.北京：中国环境科学出版社，2012.

［6］王海亮，周 云，孙坚伟，等.二次供水常见水质问题及防治技术［J］.净水技术，2010（4）：71－74.