對城市二次供水改造節(jié)水節(jié)能、安全供水的效果研究

金曉明

(上海浦東新區(qū)自來水有限公司，上海 200000)

0 引 言

從城市二次供水中節(jié)水節(jié)能現(xiàn)狀角度進(jìn)行分析，收集相關(guān)的數(shù)據(jù)資料，對所需要的成本進(jìn)行研究，以二次供水的泵站運(yùn)行情況為例，在對運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的能耗進(jìn)行分析時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)占總成本的30%～40%之間，這種現(xiàn)象已經(jīng)得到了社會各界的廣泛關(guān)注。隨著城市化進(jìn)程的不斷加快，相關(guān)的城市建筑節(jié)能法規(guī)文件紛紛出臺，但是有關(guān)城市二次供水能耗問題卻沒有明確的規(guī)定，在對二次供水節(jié)水節(jié)能問題進(jìn)行研究的過程中缺乏理論上的支持。以城市二次供水設(shè)計(jì)為例進(jìn)行分析，在供水設(shè)備的選擇上存在的問題較為突出，導(dǎo)致經(jīng)常出現(xiàn)供水設(shè)備選擇不正確等問題，尤其是在泵站設(shè)計(jì)的過程中，未將相關(guān)的節(jié)能措施應(yīng)用其中，一定程度上不利于提升供水改造的節(jié)能節(jié)水效果。同時(shí)，在對自來水管網(wǎng)分析的環(huán)節(jié)中，往往忽視實(shí)際的供水壓力，在給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)盲目性的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)節(jié)能效果不顯著。上述問題的存在如果不及時(shí)處理將會產(chǎn)生高能耗的現(xiàn)象，會間接增加城市二次供水的運(yùn)行難度[1]。

1 城市二次供水改造節(jié)水節(jié)能、安全供水的必要性分析

如今，城市給水管網(wǎng)存在的問題較為突出，由于部分管道年久失修，存在的漏失現(xiàn)象較為嚴(yán)峻，水質(zhì)受到嚴(yán)重污染，再加上相關(guān)的配套工程設(shè)施不到位，降低了用戶供水的安全性。從城市二次供水現(xiàn)狀角度進(jìn)行分析，隨著城市建筑的逐漸興起，原有的市政供水設(shè)施已經(jīng)不能滿足供水需要，部分地區(qū)二次供水設(shè)施的布局不具有合理性，容易產(chǎn)生二次污染。同時(shí)，二次供水設(shè)施存在的問題也較為突出，在管理方面部門之間各自為政，工作積極性不高，無法實(shí)現(xiàn)對供水的統(tǒng)一調(diào)度，在選用二次水泵的環(huán)節(jié)中，以直接抽取市政管網(wǎng)水的形式進(jìn)行，對供水的調(diào)節(jié)產(chǎn)生了破壞，由于泵站水負(fù)荷率存在不均衡的現(xiàn)象，增加了后期的運(yùn)行以及維護(hù)難度，由此可見加強(qiáng)城市二次供水改造工程的必要性較為突出。

2 城市二次供水改造節(jié)水節(jié)能、安全供水的有效對策

既然是改造，則對象大多是已有建筑。二次供水設(shè)施改造原則上不得改變原有供水方式，確需改變的須得到當(dāng)?shù)毓┧髽I(yè)的同意[2]。

2.1 單設(shè)高位水箱供水

為了實(shí)現(xiàn)城市二次供水改造節(jié)水節(jié)能以及安全供水，要注重單設(shè)高位水箱進(jìn)行供水，這種方式應(yīng)用效果較為顯著，在實(shí)際應(yīng)用的過程中，主要是以上行下給的管網(wǎng)布置方式，需要充分結(jié)合市政管網(wǎng)的具體情況，堅(jiān)持科學(xué)性的基本原則，在供水的過程中主要是與高位水箱進(jìn)行連接，完成供水操作，在對這種供水方式進(jìn)行分析的環(huán)節(jié)中，可以有效的實(shí)現(xiàn)重力供水，密切關(guān)注高位水箱以及用水設(shè)備的實(shí)際情況，借助二者之間的高低差異來進(jìn)行。由于城市二次供水過程中水壓水量不穩(wěn)定現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，而采用單設(shè)高位水箱供水的方式具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性，可以有效的緩解這一問題[3]。

從單設(shè)高位水箱供水的優(yōu)勢層面進(jìn)行分析，這種供水方式的系統(tǒng)簡單，所需要的成本較低，且供水方式較為靈活，在開展二次用水供給時(shí)，可以直接采用高位水箱來完成，并密切關(guān)注上層用戶的用水需要，有針對性的進(jìn)行供水，節(jié)能效果較好。如今單設(shè)高位水箱已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用在城市建筑中，并取得了一定的成效，在對允許設(shè)置住宅樓的樓層進(jìn)行分析判斷時(shí)，主要在6-8層之間發(fā)揮優(yōu)勢，一定程度上提升了供水效率，防止出現(xiàn)資源消耗的問題。

以設(shè)貯水池、水泵的給水方式為例，在實(shí)際供水的環(huán)節(jié)中主要是將室外管網(wǎng)以及貯水池保持連接，完成給水過程，充分結(jié)合室內(nèi)管網(wǎng)各用水點(diǎn)的具體情況，采用水泵將貯水池中水抽升至室內(nèi)管網(wǎng)的方式來實(shí)現(xiàn)。根據(jù)室內(nèi)用水量的均勻情況選擇最佳的水泵，主要分為用水量均勻以及不均勻兩種形式，第一種形式需要采用恒速水泵來進(jìn)行，后者則需要借助變頻調(diào)速泵來完成，這種方式不需要設(shè)置高位水箱，可以降低建筑結(jié)構(gòu)的荷載。而采用設(shè)水泵、水箱的給水方式則需要對高位水箱的流量進(jìn)行調(diào)節(jié)，借助直接供水的方式，這種設(shè)置方式的優(yōu)勢較為顯著，主要是由于水箱中的水量較為充足，利用外網(wǎng)水壓可以在停水以及停電的狀態(tài)下仍然處于正常運(yùn)行的狀態(tài)，減少了水能以及電能的消耗[4]。

2.2 水泵氣壓罐供水

水泵氣壓罐供水也是城市二次供水改造節(jié)水節(jié)能有效對策之一，在與單設(shè)高位水箱進(jìn)行比較的過程中，這種供水方式不易受到外界因素的干擾，了解水泵氣壓罐供水的實(shí)際情況，可以發(fā)現(xiàn)省去了高位擺設(shè)的環(huán)節(jié)，在完成加壓的過程中，則可以直接采用水泵從外網(wǎng)加壓的方式來進(jìn)行，并與水罐保持連接，分析產(chǎn)生壓力的原理，這是由于水罐中會存有部分空氣，此時(shí)的壓力主要是通過壓縮而產(chǎn)生，隨后需要對二次供水的流量進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)，借助氣壓罐來完成。同時(shí)，需要注意的是，為了保證供水的效果，則需要密切關(guān)注水泵的運(yùn)行情況，并對其進(jìn)行控制從水泵氣壓罐供水角度進(jìn)行闡述，在與單設(shè)高位水箱供水方式的造價(jià)進(jìn)行比較時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)前者要高于后者，并在供水規(guī)模相對較小的系統(tǒng)中發(fā)揮優(yōu)勢，在規(guī)模較大的供水系統(tǒng)中的應(yīng)用效果不顯著，這主要與給水壓力有關(guān)，在實(shí)際供水的環(huán)節(jié)中，所產(chǎn)生的波動(dòng)相對較大，針對于住宅樓中底層用戶來說，采用這種供水方式會對用水設(shè)備產(chǎn)生一定的損壞，這在無形之中增加了供水的能耗[5]。

2.3 注重優(yōu)化管網(wǎng)布置方式

管網(wǎng)布置方式類型較為豐富，主要包括市政管網(wǎng)-地下水池-工頻水泵-高位水箱-用戶、地下水池-恒壓變頻泵-管網(wǎng)系統(tǒng)-用戶供水方式,具體的布置方式如下。

市政管網(wǎng)-地下水池-工頻水泵-高位水箱-用戶供水布置方式，與單設(shè)高位水箱供水方式相同的是均屬于上行下給的布置形式，在實(shí)際應(yīng)用的過程中，充分結(jié)合地下水池的具體情況，且與市政管網(wǎng)相連接，開展引用供水。在供水的節(jié)能化處理中，需密切關(guān)注地下水池儲備水源的狀態(tài)，保證在最佳的范圍之內(nèi)。在供水時(shí)要注重向高位水箱提升，為了增強(qiáng)提升的效果，則需要借助工頻水泵來實(shí)現(xiàn)，將高位水箱中的水量控制在適宜的范圍，與住宅樓用戶進(jìn)行連接，采用高位水箱的方式進(jìn)行供水，以此來滿足用戶的用水需要。市政管網(wǎng)-地下水池-工頻水泵-高位水箱-用戶管網(wǎng)布置方式的優(yōu)勢較為顯著，在實(shí)際應(yīng)用的過程中受外界因素的干擾相對較小，在停水以及停電的狀態(tài)下仍然處于正常供水的狀態(tài)，減少電能的消耗，一定程度上可以提升城市二次供水改造效果。

地下水池-恒壓變頻泵-管網(wǎng)系統(tǒng)-用戶供水布置方式，在布置形式上與第一種形式相反，屬于下行上給的管網(wǎng)布置方式，在實(shí)際應(yīng)用的過程中需要關(guān)注地下水池的運(yùn)行情況，完成對其的供水以及抽水，借助恒壓變頻水泵來實(shí)現(xiàn)。其中這種布置方式分為主泵以及副泵，在供水時(shí)充分結(jié)合高低峰的具體情況，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)的切換。同時(shí)，系統(tǒng)在運(yùn)行的環(huán)節(jié)中會發(fā)生故障，而此時(shí)系統(tǒng)將會自動(dòng)跳過。為了保證供水的穩(wěn)定性，則需要對供水時(shí)的水壓波動(dòng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)，這一操作主要是通過調(diào)節(jié)氣壓水罐來完成的。這種供水方式的優(yōu)勢較為顯著，在出水壓力方面呈現(xiàn)出穩(wěn)定性，并在實(shí)際供水的過程中省去了高位水箱的設(shè)置環(huán)節(jié)，為了達(dá)到節(jié)水節(jié)能以及安全供水的效果，在對變頻供水進(jìn)行調(diào)節(jié)之前需要充分結(jié)合供水量的實(shí)際情況，可以減少水能的消耗，保證供水的安全性[6]。

3 城市二次供水改造對節(jié)水節(jié)能、安全供水的效果分析

3.1 從城市二次供水設(shè)計(jì)源頭進(jìn)行改造

城市二次供水系統(tǒng)在運(yùn)行的環(huán)節(jié)中容易受到外界因素的干擾，如果管理不善將會對水質(zhì)造成影響，為此，在城市二次供水改造的過程中為了達(dá)到節(jié)水節(jié)能以及安全供水的目標(biāo)，則需要在源頭上加強(qiáng)設(shè)計(jì)，并堅(jiān)持科學(xué)性的基本原則。注重優(yōu)化城市二次供水改造的流程以及原理，需要充分結(jié)合國家給排水相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的具體情況，嚴(yán)格按照規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。在開展設(shè)計(jì)工作的環(huán)節(jié)中，要注重與相關(guān)的市政管理部門取得密切的聯(lián)系，及早地向當(dāng)?shù)毓┧块T進(jìn)行征詢，取得市政給水管網(wǎng)的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，交由專業(yè)部門人員對工程改造設(shè)計(jì)進(jìn)行審核，保證符合規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)方可進(jìn)行下一步的操作，以此才能保證供水設(shè)計(jì)的合理性，防止出現(xiàn)資源浪費(fèi)的問題，在源頭上進(jìn)行控制。

3.2 注重掌握好城市二次供水改造質(zhì)量

城市二次供水改造工程相對復(fù)雜，除了要做好改造期間的質(zhì)量檢查工作外，還需要控制好改造竣工后的質(zhì)量，減少在今后投入供水使用時(shí)所發(fā)生的安全隱患。在此環(huán)節(jié)中，要注重與當(dāng)?shù)氐男l(wèi)生監(jiān)管部門保持聯(lián)系，由部門專業(yè)人員到現(xiàn)場進(jìn)行審核、驗(yàn)收，針對在驗(yàn)收環(huán)節(jié)中存在的問題要及時(shí)記錄，并要求按時(shí)整改。在對城市二次供水改造質(zhì)量進(jìn)行驗(yàn)收的過程中，要充分結(jié)合改造工程的具體情況，對現(xiàn)場所涉及到的材料以及管線等相關(guān)的設(shè)備整合在一起，并對其進(jìn)行驗(yàn)收，掌握防腐材料是否符合規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，針對在驗(yàn)收環(huán)節(jié)中涉及的儲水設(shè)備等質(zhì)量不符合規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的要及時(shí)處理，一定程度上可以保證后期供水的安全性。以某市吃水難老舊小區(qū)二次供水設(shè)施維修改造工作為例，在改造的過程中切實(shí)解決好個(gè)別改造點(diǎn)位遇到的疑難問題，在施工的過程中，嚴(yán)格遵照《上海市居民住宅二次供水設(shè)施改造工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)防凍保溫細(xì)則》，采用防凍保溫技術(shù)手段，運(yùn)用新技術(shù)、新設(shè)備、新材料，建設(shè)小型一體化集成加壓試驗(yàn)間，解決了吃水難的問題，同時(shí)在對此次施工進(jìn)行驗(yàn)收的環(huán)節(jié)中，嚴(yán)格按照二次供水設(shè)施改造技術(shù)導(dǎo)則對供水設(shè)施以及設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行審查，并要求做好城市二次供水設(shè)施的管理和維護(hù)工作，保證用戶的用水安全性。

3.3 監(jiān)測城市二次供水設(shè)施的使用狀況

城市二次供水設(shè)備長期處于運(yùn)行的狀態(tài)，運(yùn)行故障時(shí)有發(fā)生，如果不對其進(jìn)行及時(shí)處理將會對用戶的供水造成影響。為此，需要安排專業(yè)人員實(shí)時(shí)對二次供水設(shè)施的實(shí)際情況進(jìn)行監(jiān)測，可以成立相關(guān)的質(zhì)量監(jiān)督小組，主要是對投入使用的二次供水設(shè)施的使用情況進(jìn)行監(jiān)督，并嚴(yán)格按照《物權(quán)法》中的相關(guān)規(guī)定。制定期考評監(jiān)督計(jì)劃，保證部門人員之間各司其職，落實(shí)好人員責(zé)任，制定科學(xué)合理的防污治污措施，除此之外，將一戶一檔的方式應(yīng)用其中，注重收集相關(guān)的資料信息，由專業(yè)人員完成后期的跟蹤管理工作，針對在跟蹤管理過程中存在的質(zhì)量問題進(jìn)行治理。以某市城市二次供水控新改造項(xiàng)目為例，大力推進(jìn)二次供水專業(yè)化管理工作，為了提升城市二次供水的建設(shè)以及運(yùn)維質(zhì)量，出臺了《城市二次供水設(shè)施及住宅一戶一表技術(shù)導(dǎo)則》相關(guān)的規(guī)章制度，并將設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收、運(yùn)維等工作制度有效的整合在一起，將二次供水設(shè)施委托給供水企業(yè)進(jìn)行維護(hù)管理，實(shí)現(xiàn)了供水到戶、抄表到戶、水質(zhì)保障到戶。

4 結(jié)束語

注重對城市二次供水改造對節(jié)水節(jié)能、安全供水的效果進(jìn)行分析，首先需要從城市二次供水設(shè)計(jì)源頭進(jìn)行改造，并對城市二次供水改造的質(zhì)量進(jìn)行控制，實(shí)時(shí)掌握供水設(shè)施的實(shí)際使用情況，使之保證水質(zhì)的安全性及水壓的穩(wěn)定性。