常见给水系统防污染措施

2021-08-03 17:46:52 0

  供应符合水质标准的饮用水,以及防止水质污染是给水输配水工程的基本要求,尤其是防回流污染尤其重-。空气间隙、倒流防止器、真空破坏器在民用建筑生活给水、小区给水中推广应用,有效地防止了回流污染,可确保生活饮用水的水质安全。

  一、回流污染的危害程度

  因生活给水管道中产生回流,因而造成生活饮用水系统内的水质劣化的现象称为回流污染。回流污染可分为两种,一种是虹吸回流,就是由于生活给水管道内压力突然降低,比如城市市政供水管网爆管、室内给水管供水端检修,给水点管道出口产生负压抽吸,引起卫生器具或容器中的水或液体倒流入生活给水系统的现象。另外一种就是背压回流,就是因为用水端的压力高于供水端,比如压力供水系统、水加热器等,可能会产生的管网内水倒流的现象。生活饮用水回流污染根据危害程度,分为高中低三个等级,对应可能会危及生命或导致严重疾病的有毒污染,可能损害人体或健康的有害污染,以及可能导致恶心或其他感官刺激的轻度污染。

  生活饮用水回流污染时轻则会影响整个楼栋用水安全,比如已使用过的洗涤废水,因负压虹吸回流进入生活饮用水管道,导致建筑物内给水系统整体水质受到严重污染。重则会造成大型社会事件,比如小区绿化加药浇灌系统,背压回流进入城市供水主管网,导致城市供水管网水质污染。因此需根据污染危害程度,正确采用防回流措施和设置合理的防回流装置,确保饮水健康、公众安全,一般可采用在管道出水口设置空气间隙,不同水质要求给水系统管网引入点设置倒流防止器,冲洗水龙、出水软管设置真空破坏器等措施。

  二、空气间隙防回流污染原理

  空气间隙就是用水点出水口最低点与卫生器具溢流水位、水池水箱最高水位之间保留一定的空气隔断,当管道产生负压,因管口前端空气的介入,液体无法克服液体压强和大气压强差,避免进入系统管道从而达到阻断的目的,是一种最安全可靠的防止虹吸回流污染的措施。空气间隙的高度和进水管管口的管径有关,根据《建筑给水排水设计标准》GB50015-2019(以下简称《建水标》)第3.3节要求,当用于卫生器具和用水设备的配件出水口时,空气间隙不小于出口直径的2.5倍。当用于饮用水池(箱)进水管时,空气间隙不小于管径,且不小于25mm,不大于150mm。用于非饮用水池(箱)进水管时,空气间隙不小于150mm。需要注意的一个细节,《消防给水及消火栓系统技术规范》(以下简称《消水规》)GB50974-2014第5.2.6.6要求,高位消防水箱进水管口高出溢流水位,不小于100mm,不大于150mm,因此针对高位消防水箱,只有150mm这个数值满足规范要求。

  三、倒流防止器防回流污染原理

  倒流防止器根据构造分为减压型倒流防止器、低阻力倒流防止器、双止回阀倒流防止器。主-构件为进口止回阀、出口止回阀,其中减压型、低阻力型中间腔还设置泄水阀。以减压型倒流防止器为例,正常状态时,进出止回阀在水留推力下开启,泄水阀在重力作用下关闭,不排水。当出水管因某种原因导致出水压力接近甚至大于进水压力,进出水止回阀受弹簧推理自动关闭,中间腔水压升高,泄水阀开启排水,中间腔进入空气形成空气隔断,防止背压回流。当进水端压力下降到设定值时,中间腔泄水阀开启泄水,大气进入中间腔形成空气隔断,防止虹吸回流。低阻力型工作原理类似,不管是进水口压力突降引起的虹吸回流风险,还是出水口压力升高引起的背压回流风险,中间腔泄水阀均开启泄水,形成空气隔断防止回流污染。而双止回阀型倒流防止器主-是当出水口压力大于进水口压力时,进出止回阀关闭来防止背压回流,因无空气隔断,所以不适用于虹吸回流。

  根据倒流防止器的工作原理以及构造特点,在设计过程中的选择原则有下列三点:

  (1)根据系统回流污染危害程度,减压型倒流防止器满足所有回流污染,低阻力倒流防止器满足中低回流污染,双止回阀倒流防止器满足低背压回流污染。

  (2)根据安装方式,减压型倒流防止器、低阻力倒流防止器适用室内外地上安装,双止回阀倒流防止器室内外地上地下安装。

  (3)根据水头损失,当需充分利用市政水压时,可选用水损较小的双止回阀倒流防止器、低阻力倒流防止器,其水损约0.04MPa,相对比,减压型倒流防止器水损约0.1MPa

  根据《消水规》GB50974-2014第8.3.5要求,消防给水系统采用带空气隔断的倒流防止器时,应设置在清洁卫生场所,排水口应采取防止水淹措施,必须采用地上安装。

  四、真空破坏器防回流污染原理

  真空破坏器根据工作原理分为压力型真空破坏器、大气型真空破坏器,还有根据适用部位衍生了组合水嘴型、软管型真空破坏器。大气型真空破坏器设有一个进气阀,正常通水时,进气阀瓣在重力作用下关闭,不会泄漏,当管道内产生虹吸真空时,在阀内外压力差的作用下,进气阀打开补气,破坏真空,防止虹吸回流。压力型真空破坏器由进水端进气阀和出水端止回阀组成,正常通水时,止回阀在水力压力下开启,当进水端压力降低时,止回阀关闭切断回流,当压力继续下降形成真空时,进气阀打开补气,形成空气隔断,防止虹吸回流。压力型带有止回阀,适用于所有污染危害程度部位,大气型只适用低污染危害程度。

  五、常见防回流污染措施

  根据多年参与的工程项目设计,经过和各方专家以及同行人士的探讨,针对给水系统设计的设计内容进行总结,归纳出常见工程设计中,考虑生活饮用水系统连接场所、管道、设备情况,回流性质,造成危害程度,以及工程造价等不同因素,生活饮用水系统防回流污染措施选择可参照表1。

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  六、结论及建议

  结合工程设计野科学性、经济性、合理性冶的三大原则,根据笔者在实际设计过程中发现的问题来看,建议日常设计中系统污染措施选择如下:

  (1)市政引入管采用低阻力倒流防止器(12S108-1P31),地上安装。

  (2)水池、水箱等容器、设备补水采用空气隔断,管口距溢流水位150mm。

  (3)无药剂喷灌系统采用双止回阀倒流防止器(12S108-1P50),地下安装。

  (4)消防软管卷盘,单个采用压力型真空破坏器(12S108-2P42),系统采用低阻力倒流防止器(12S108-1P31)。

  (5)轻便水龙、地库冲洗水龙采用大气型真空破坏器组合水嘴(12S108-2P44-3)。

  (6)垃圾站冲洗栓采用压力型真空破坏器组合水嘴(12S108-2P44-4)。

  其余生活饮用水系统连接场所、管道、设备当会产生回流污染时,根据防污染措施选择原则,参考相关国家规范、技术规程、市场产品情况选择最优防污染措施,保证给水工程设计质量,满足安全、卫生、舒适、经济等基本设计要求。(来源:湖南省建筑科学研究院有限责任公司)

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