供水系统常见污染防治措施

供应符合水质标准的饮用水，防止水污染，特别是防止回流污染，是给水管网工程的基本要求。气隙、回流防止器、真空断路器在民用建筑生活给水和居民给水中的应用，有效防止了回流污染，保证了饮用水水质安全。

一、回流污染的危害程度

生活给水管道中因回流而导致饮用水系统水质恶化的现象称为回流污染。污染分为两种，一种是虹吸回流，是由于生活给水管道压力突然下降，如城市市政给水管网爆管、室内给水管道供水端检修、供水点管道出口负压抽吸等，使卫生洁具或容器内的水或液体回流到生活给水系统的现象。另一种是背压回流，即管网中的水可能因为水端压力高于供水端压力而回流的现象，如压力供水系统、热水器等。根据危害程度，饮用水回流污染分为高、中、低三个等级，分别对应可能危及生命或引起严重疾病的毒性污染、可能损害人体或健康的有害污染、可能引起恶心或其他感官刺激的轻度污染。

当生活饮用水受到轻度污染时，会影响整个建筑的用水安全。例如，使用过的洗涤废水通过负压虹吸回流到生活饮用水管道中，导致建筑物内供水系统的整体水质受到严重污染。会严重造成大型社会事件，如小区绿化、加药灌溉系统，回压回流到城市供水管网，造成城市供水管网水质污染。因此，要根据污染危害程度，正确采取防回流措施，设置合理的防回流装置，确保饮用水卫生和公共安全。一般可采取在管道出口设置气隙、根据不同水质要求在给水系统管网入口点设置回流防止器、冲洗软管和出水软管设置真空破坏器等措施。

二、气隙防回流污染原理

气隙是在用水点的出水口的低点和卫生洁具的溢流水位与水池水箱的较高水位之间保持一定的空气隔断。当管道产生负压时，由于喷嘴前端空气的介入，液体无法克服液体压力与大气压力之差，从而避免进入系统管道达到堵塞的目的。防止虹吸回流污染是一种安全可靠的措施。气隙的高度与进气管的管径有关。根据《建筑给水排水设计标准》(GB50015-2019)第3.3节的要求，当用于卫生洁具和用水设备的配件出水口时，其空气间隙不应小于出水口直径的2.5倍。用于饮水池(箱)的进水管时，气隙应不小于管径，不小于25毫米，不大于150毫米。用于非饮用水水池(箱)的进水管时，空气间隙不得小于150mm。要注意一个细节。根据5.2.6.6《消防给水及消火栓系统技术规范》(以下简称《饮水机规范》)GB50974-2014的要求，高位消防水箱的进水口高于溢流水位，不小于100mm，不大于150mm。因此，对于高位消防水箱，只有150mm的数值才能满足规范要求。

三、防回流阀防回流污染原理

根据结构，防回流阀分为减压防回流阀、低阻力防回流阀和双止回阀防回流阀。主要部件是进口止回阀和出口止回阀，其中减压型和低阻型中间腔还设有一个排水阀。以减压型防回流阀为例。正常状态下，进出口止回阀在水滞留的推力下打开，排水阀在重力作用下关闭，不排水。当出水管出口压力由于某种原因接近甚至大于入口压力时，进出口止回阀通过弹簧推理自动关闭，中腔水压上升，排水阀打开排水，中腔空气形成空气隔断，防止背压回流。当进水口压力降至设定值时，中腔排水阀打开排水，大气进入中腔形成空气隔断，防止虹吸回流。低阻型的工作原理类似。无论是进水口压力突然下降造成的虹吸回流风险，还是出水口压力上升造成的背压回流风险，都是打开中腔排水阀排水，形成空气隔断，防止回流污染。然而，当出口压力大于入口压力时，入口和出口止回阀关闭，以防止背压回流。因为没有空气隔断，不适合虹吸回流。

根据防回流阀的工作原理和结构特点，设计过程中的选择原则如下:

(1)根据系统回流污染的危害程度，减压回流阀满足所有回流污染，低阻力回流阀满足中低回流污染，双止回阀回流阀满足低背压回流污染。

(2)根据安装方式，减压式防回流阀和低阻力防回流阀适用于室内外地面安装，双止回阀防回流阀适用于室内外地面和地下安装。

(3)根据水头损失，当需要充分利用市政水压时，可选用双止回阀防回流阀和低阻防回流阀，其损失水量约为0.04MPa，而减压防回流阀的损失水量为0.1MPa。

根据《用水量规定》GB50974-2014第8.3.5条的要求，消防给水系统采用空气隔断的防回流装置时，应设置在清洁卫生的场所，出水口应采取防淹措施，必须安装在地面上。

四、真空断路器防回流污染原理

根据工作原理，真空破坏器分为压力真空破坏器、常压真空破坏器，并根据适用零件派生出组合式水嘴真空破坏器和软管真空破坏器。A型大气真空断路阀配有一个进气阀。当水正常流动时，进气阀瓣会在重力作用下关闭，不会发生泄漏。当管道内产生虹吸真空时，在阀门内外压力差的作用下，进气阀会打开补充空气，打破真空，防止虹吸回流。压力真空断路器由进口阀和出口止回阀组成。当水正常流动时，止回阀在水压下开启。当入口处的压力降低时，止回阀关闭，切断回流。当压力继续降低形成真空时，进气阀打开补充空气，形成空气隔断，防止虹吸回流。压力型有止回阀，适用于所有有污染危害的部位，大气型只适用于低污染危害。

五、常见的防回流污染措施

根据本人多年来参与的工程设计，通过与各方面专家和同行的讨论，总结了给水系统设计的设计内容，得出在一般工程设计中，考虑饮用水系统的连接场所、管道和设备、回流性质、造成的危害程度、工程造价等不同因素。饮用水系统防回流污染措施的选择见表1。

不及物动词结论和建议

结合科学、经济、合理的工程设计三原则，根据作者在实际设计过程中发现的问题，建议日常设计中系统污染措施选择如下:

(1)市政进水管采用低阻防回流阀(12S108-1P31)，安装在地面上。

(2)水池、水箱等容器和设备的供水应采用空气切断，管口应距溢流水位150mm。

(3)非化学喷灌系统采用双止回阀防回流装置(12S108-1P50)，安装在地下。

(4)消防软管卷盘，单根采用压力真空断路阀(12S108-2P42)，系统采用低阻力防回流阀(12S108-1P31)。

(5)手提水管和地下室冲洗水管采用常压真空断路阀组合管口(12S108-2P44-3)。

(6)垃圾站冲洗塞采用压力真空断路器组合水嘴(12S108-2P44-4)。

当其余饮用水系统的连接处、管道和设备将产生回流污染时，根据防污染措施选择的原则，并参照相关国家标准、技术规定和市场产品，选择较好的防污染措施，以保证供水工程的设计质量，满足安全、卫生、舒适、经济的基本设计要求。(来源:湖南省建筑科学研究院有限公司)

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