研究成果：二次供水設(shè)施內(nèi)水齡如何優(yōu)化？

時(shí)間：2019-03-08 10:52:51 來源：《給水排水》 作者：吳瀟勇

小編說

在4000余個(gè)二次供水小區(qū)的接管運(yùn)營(yíng)過程中，與水齡相關(guān)的水質(zhì)問題逐漸顯現(xiàn)，亟待解決。在試點(diǎn)小區(qū)中，結(jié)合用戶用水規(guī)律，對(duì)屋頂水箱與泵房水池的運(yùn)行方式進(jìn)行了優(yōu)化調(diào)整，有效降低了水箱、水池內(nèi)的水齡，提高了多層住宅水箱供水的水質(zhì)安全性。同時(shí)，為確保優(yōu)化后運(yùn)行方式的供水可靠，提出并實(shí)施了一套技術(shù)可靠、經(jīng)濟(jì)適用的監(jiān)控方案。

1 研究背景與目的

截至2018年7月底，上海城投水務(wù)集團(tuán)供水分公司已改造、接管二次供水小區(qū)4 000余個(gè)，涉及屋頂水箱逾5萬只。目前，接管小區(qū)的二次供水設(shè)施仍然沿用原有泵房水池與部分水壓高地區(qū)的屋頂水箱隨用隨補(bǔ)運(yùn)行模式，未充分利用水池、水箱的調(diào)蓄容積，也沒有結(jié)合用戶的實(shí)際用水需求和市政管網(wǎng)的調(diào)度方式進(jìn)行優(yōu)化，不利于降低水齡、保障供水水質(zhì)。同時(shí)，“微生物滋長(zhǎng)”“紅蟲”等投訴工單也揭示了二次供水設(shè)施內(nèi)水質(zhì)安全受到威脅的事實(shí)。

因此，本研究以二次供水水質(zhì)保障為目的，針對(duì)上海市居民二次供水設(shè)施的運(yùn)行現(xiàn)狀，在現(xiàn)有二次供水設(shè)施的基礎(chǔ)上，探索優(yōu)化二次供水設(shè)施的運(yùn)行方式及保障措施，以期降低二次供水設(shè)施內(nèi)的水齡，提升用戶的用水體驗(yàn)。

2 研究?jī)?nèi)容

進(jìn)行二次供水設(shè)施的水齡優(yōu)化前，需首先掌握二次供水設(shè)施內(nèi)的水齡分布情況，但到目前為止，上海地區(qū)尚未做過相關(guān)的系統(tǒng)調(diào)查。

楊坤等利用計(jì)算流體力學(xué)（CFD）模擬水池的水力狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)在當(dāng)前的水池結(jié)構(gòu)下，即不設(shè)擋板時(shí)，水池中的水流速度分布不均勻，甚至存在一定面積的死水區(qū)。這意味著同時(shí)進(jìn)入二次供水設(shè)施的水流，其所含的每一流體微元的水齡均不相同。但即使通過增設(shè)擋板減少水箱內(nèi)死水區(qū)后，水箱內(nèi)的水力停留時(shí)間仍較長(zhǎng)，無法顯著改善水箱水齡。

2.1 使用連通管停用部分水箱對(duì)水齡的控制研究

在上海地區(qū)，對(duì)于采用水池、水泵和水箱聯(lián)合供水的居民小區(qū)，高層住宅的高位水箱常采用水位繼電器控制水泵啟停，能夠?qū)崿F(xiàn)水箱水的先進(jìn)先出，循環(huán)速度加快，而多層住宅的水箱多采用浮球閥，通過室內(nèi)管網(wǎng)壓力或時(shí)間控制水泵啟停，相對(duì)于居民的日用水量而言，水箱容積偏大，水的更新速度相對(duì)較慢。同時(shí)，根據(jù)統(tǒng)計(jì)2016年至今，虹口供水管理所90%的“紅蟲”工單均來自使用水箱水的用戶，在這些工單中，94%發(fā)生在多層住宅中，該統(tǒng)計(jì)結(jié)果也證明了多層住宅的水箱水水齡更長(zhǎng)，水質(zhì)污染風(fēng)險(xiǎn)更高，應(yīng)該作為研究和管理的重點(diǎn)。

為了降低多層住宅水箱水的停留時(shí)間，本研究結(jié)合已接管二次供水小區(qū)中，同一樓幢的屋頂水箱間均設(shè)有連通管的實(shí)際情況，選取無室內(nèi)消防用水要求的小區(qū)進(jìn)行試點(diǎn)，在小區(qū)的不同樓幢間，設(shè)置不同的水箱投用數(shù)量，并對(duì)這些樓幢的龍頭水水質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)，探索使用連通管停用部分水箱，對(duì)降低水齡、改善水質(zhì)的效果。

2.2 時(shí)間控制水池進(jìn)水對(duì)水齡的控制研究

目前，在水池投入使用的二次供水系統(tǒng)中，水池的進(jìn)水由浮球閥控制，當(dāng)二次供水水泵啟動(dòng)時(shí)，浮球閥隨著水池水位的下降而打開，水池開始進(jìn)水，直到補(bǔ)滿水，即隨用隨補(bǔ)、邊進(jìn)邊出，此類進(jìn)水模式延長(zhǎng)了水池出水的平均水齡。

對(duì)此，選取試點(diǎn)小區(qū)，更改其水池的進(jìn)水模式為時(shí)間控制，使水池進(jìn)水發(fā)生在水泵吸水、池內(nèi)水位降低之后，實(shí)現(xiàn)存水的先進(jìn)先出，同時(shí)，利用真實(shí)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，推算更改前后水池出水的平均水齡和余氯濃度，評(píng)估時(shí)間控制水池進(jìn)水對(duì)縮短水齡的效果。

2.3 二次供水水箱、水池的運(yùn)行保障

調(diào)整屋頂水箱投用數(shù)量，泵房水池的進(jìn)水次數(shù)、進(jìn)水時(shí)間后，水箱、水池的運(yùn)行水位較原有運(yùn)行模式，將發(fā)生一定變化。因此，為確保測(cè)試過程中居民正常用水不受影響，本研究將采取必要的監(jiān)控手段。

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