无负压二次供水产品生产应用现状及展望

2022-11-21高志敏肖冠芳王钟尧

节能与环保 2022年8期

文_高志敏肖冠芳王钟尧

1 中建八局第一建设有限公司设计研究院 2 济南市排水服务中心 3 山东建筑大学市政与环境工程学院

无负压设备和传统设备相比，因为有三方面优点而在我国开始广泛采用。①设备直接与市政管网串联并保持全密闭运行，而且过流部件也采用不锈钢材质，因此避免二次污染从而可以有效保障供水水质；②可以充分利用管网末端的压力且能够防止原水池出现漏水或渗水现象，因此可以有效节约水资源及能源；再次，无负压供水设备成本较低且体积较小，并且安装也很方便，因此可以有效减少投资成本；③设备采用全自动控制系统运行，即使停电也可以维持低层用户用水。

但由于无负压供水设备是新兴产品，尚处于发展的过程中，需要相关的理论和实践以提供支撑。而无负压二次供水产品又是由各个生产厂家自行进行研制的且产品缺乏统一的标准，导致该产品质量参差不齐且市场也较为混乱。本文对我国无负压二次供水产品的规范化提供了理论支持，并对我国无负压二次供水产品的发展方向提供了指引。

1 无负压二次供水产品概述

1.1 无负压二次供水产品的系统组成及原理

无负压二次供水产品由稳流罐、加压设备、监测系统、控制系统及机组连接件组成。稳流罐在市政管网压力波动时可以自动调整补偿压力来稳定水压，同时还可以通过真空抑制器和自身的调节功能来防止负压。加压设备主要是水泵机组，可以对市政管网来水加压后供给用户。检测系统不仅可以监测余氯、浊度和pH等水质指标，还可以实时监测进水液位、出水压力、供水流量等水力条件。控制系统可以通过检测系统反馈的数据对水泵的运行做调整。机组连接件则将各系统组成一个相对完整的设备。

无负压供水产品的工作原理为设备直接与市政管网相连，通过对用户用水情况的调查对控制系统进行设定，控制系统根据监测系统的反馈来对加压设备和稳流罐进行调控来保持恒压供水并抑制负压的产生。当给水管网可以提供的压力小于用户所需压力值时，控制系统会调节加压设备即水泵转速增大来达到加压的目的。当管网提供的压力可以达到用户所需压力值时，水泵则会保持恒定转速以实现恒压供水。

1.2 无负压二次供水产品的种类及特点

目前使用较多的无负压二次供水产品有密封式、流量调节罐式、调节水箱式。

密封式：该种方式将供水产品的各种设备完全密封于一个不锈钢容器内。该种设备可以有效避免对水质的二次污染，不仅安装方便而且体积和占地面积较小。但是该设备不能储存水，因此当市政管网因意外断水时会出现停水现象。

流量调节罐式：在水泵前加装可承压流量调节器，因此供水更加稳定，而且可以降低对市政管网的影响。

调节水箱式：设有与水泵并联的不承压调节水箱。当市政管网可以实现无负压供水时直接从市政管网取水；如不能实现，则从调节水箱取水。该方式在市政管网停水后仍能进行供水，但需要定期消毒以保证用水安全。

2 无负压二次供水产品生产及应用现状

2.1 无负压二次供水产品生产状况及生产厂家

目前无负压二次供水产品的生产厂家可分为全国性二次供水设备厂商、地方性二次供水设备厂商和以水泵为主兼营二次供水设备的厂商3类。由于各地对供水设备均有需求且分布零散，中小规模的地方性厂商占据了相当的市场空间，因此无负压二次供水产品市场集中度不高、产品质量参差不齐。

2.2 无负压二次供水产品应用情况及最新进展

20世纪90年代我国就成功研制出了第一台无负压供水设备，但因为《城市供水条例》曾经禁止在市政管网上装泵抽水以避免产生负压，所以在当时的工程设计时会在增压泵前设一水池或水箱。2004年，北京市政府将上述条例解令，随后其他省份也相继解禁并出台了相关细则。无负压二次供水设备逐渐取代传统设备成为了首选设备。

目前，研究较多的无负压二次供水产品按实现无负压的原理可以划分为3种，即①稳流补偿器和真空抑制器控制模式：给水管网的供水能力不能满足用户用水需求时，真空抑制器开始工作，使得空气进去稳流补偿期，此时补偿器会变为断流水箱从而抑制负压产生。②自控限流模式：给水管网的供水能力不能满足用户用水需求时，控制系统会根据压力传感器的反馈限制变频器，从而阻止水泵超量抽水。③压力控制点方式：给水管网的供水能力不能满足用户用水需求时，系统会开启变流量恒压供水泵，满足供水要求。

3 无负压二次供水产品发展展望

3.1 无负压二次供水产品市场前景

新升级的智慧无负压二级供水系统也研发成功并开始投入使用。2015年，我国二次供水设备总需求中，无负压供水设备需求总量占比达42.3%。且根据数据预测，预计2025年我国二次供水设备需求总量可达31.92万套。

3.2 无负压二次供水产品存在的问题与对策

3.2.1 存在的问题

（1）缺乏统一的产品评估标准

已有的标准绝大部分都是针对无负压二次供水设备本身，而对于设备实际安装运行后的效果和可靠性缺乏系统的评估标准。

（2）现行的设备生产标准有待统一

目前常用的生产标准主要有《二次供水工程技术规程》（CJJ140-2010）、《箱式无负压供水设备》（CJ/T302-2008）、《无负压一体化智能给水设备》（CJ/T381-2011）等多种标准，因此各生产厂家所采用的产品标准各不相同，市场流通的无负压二次供水设备质量参差不齐。

（3）设备运行管理有待规范化

①二次供水设备未申请二次供水准用证便与供水管网直接接通，对市政管网造成了污染。②由于密闭不严，冲洗消毒不及时等原因，二次供水设备中极易滋生细菌、病毒等病原微生物，影响饮用水的水质。③为了追求经济利益，用户往往会选择价格较低的非专业清洗队伍对二次供水设备进行清洗，清洗消毒效果难以保证，从而影响供水水质。④对二次供水设备的定期清洗消毒的监管缺乏政策依据，监管权在市卫生防疫站，未能形成制度化。

（4）设备检测方法及技术有待统一规范

当前针对二次供水设备的检测方法缺少系统完整的标准来进行规范。因此对于二次供水设备检测的技术要求、检测项目、检测结果等均有待完善。

3.2.2 推广应用对策

①加强对无负压二次供水产品的宣传，使人们充分了解该产品的优势和特点。②呼吁国内专家学者针对无负压二次供水产品制定统一的法律法规、生产标准，技术规程等以对产品进行规范。③加大对无负压二次供水产品新技术研发的支持力度，以期开发具有更高性能的产品。④质量监督部门应该加大对无负压二次供水产品质量的监管力度，确保流通到市场的产品质量达标。