净水技术|住宅小区如何进行二次供水系统改造！
项目背景
上海某区多为10层以下或楼高≤24 m的非高层建筑，调研该区562个居民区发现，该区39%住宅为屋顶水箱供水，水池和水箱联合供水占18%，水池和变频水泵联合供水占7%，其余为市政管道直接供水。其中大部分管道系统采用白铁管，部分水泵房水池为老式混凝土水池，部分老小区的增压泵房使用时间长，很多设备已老化陈旧，内部腐蚀，甚至停用。二次供水设施的不适应因素造成小区供水水质、压力、水量不能满足用户要求。
小区二次供水水质现状
据资料统计，2012年两会期间,反应水质问题中30%涉及二次供水；2013年两会期间，反应二次供水问题共5件。其中，二次供水水质问题主要涉及由管材、工程等原因引起的黄水水质问题、屋顶水箱和水池管理不善造成的红虫和臭味问题及其他原因造成的水质问题。某小区二次供水改造前水质情况如表1所示。
表1 某小区二次供水改造前水质情况
改造方案
此次需要改造的屋顶水箱共2 140座，是对每个屋顶水箱修缮改造，增加消毒设备、增压设备，还是取消屋顶水箱，以可以减少二次污染的机会，提高生活用水水质，据此二次供水系统改造方案分为两种：一是保留原有屋顶水箱，二是取消屋顶水箱。
方案一
保留原屋顶水箱
该方案基本沿用原二次供水系统，只是对已老化的管材、设备进行更换，水箱内壁增加内衬、增加消毒设备及管道泵来满足水质及水压的要求。保留屋顶水箱在给水系统中起到调蓄的作用，为三层以上的用户供水。在以往城市水厂生产能力不足、管网供水能力差、城市水压普遍偏低的情况下，设置屋顶水箱是解决供水矛盾简单实用而且行之有效的措施。
方案二
取消屋顶水箱
取消水箱将二次供水系统改造成区域性变频加压供水系统，将原多层住宅4层及以上利用夜间市政压力供水至屋顶水箱，再由水箱向下供水的系统，或者高层住宅4层及以上采用贮水池-工频泵-屋顶水箱的供水系统，改造为贮水池-变频供水系统，不但减少改造水箱的费用，保证供水水质，也保证了顶层住户的用水压力，减少了管道泵或者小型增压设施的投入，同时还可以减少大量水箱所需的消毒器以及为增设消毒器所需增加的电路改造及用电。
方案确定
能耗、技术、经济性比较分析
从能耗及技术经济性两方面对方案进行比选，如表2所示。
表2 方案比较汇总表
从经济性角度分析，小区内增加泵房的一次性投入略大，且能耗较高，但方案二简化了综合管道系统且后期运营维护成本减少。水箱改造方案若干年后水质污染的问题依然会突出，影响生活质量。因此，方案二具有较大的优势，并且一次实施到位，减少将来因系统本身存在的根源性问题而引起的再次改造。
设施改造方案
室内管道—
采用NFPP-R管
管材的更换主要将不符合水质要求的管材和腐蚀较严重的管材更换为新型管材，有以下几种管材的对比如表3所示。
表3 管材对比表
管材
连接方式
优点
缺点
钢塑复合管
螺纹方式
刚度足够，适合作为建筑内立管干管
施工不方便
PE管
热熔连接
施工方便
刚度不够
NFPP-R管
热熔连接
施工方便，刚度足够
AGR管（丙烯酸共聚聚氯乙烯管）
粘接
硬度高，施工更方便
成本略高
本次改造方案建议室内管道均采用NFPP-R管，所有立于公共走廊、楼梯间或室外的明露的给水干管均采用橡塑保温，保温材料厚度为30 mm。
二次
供水
NFPP-R管
（图片来源于网络）
小区管网——
更换管材
引起“黄水”的原因，除了单体内部的老化铁管、锈蚀水箱，还有室外埋地管网的老化陈旧。为了提高供水水质，尽量减少改造工程对居民生活的影响，本次供水改造内容包含改造小区同样陈旧的埋地管道，将年代久远、陈旧锈蚀的埋地管道更换为新管材：（1）球墨铸铁管（内防护），承插连接；（2）PE管，热熔连接。（3）选用钢骨架PE复合管，法兰或热熔连接。
（1） （2） （3）
（图片来源于网络）
屋顶水箱——
改造老式水箱
根据推荐方案，取消生活水箱，如若是生活用水和消防用水合用的，改为消防水箱，根据水质、材质和建筑物的特点改造老式水箱，主要分为以下两种情况。
（1） 原水箱以建筑本体（钢筋混凝土或者水泥砖等）为池壁的，在内部池壁增加瓷砖内衬（食品级材料）。若有进出水管在同侧的，还须在进出水管之间增加导流板避免死水区。
（2） 原水箱已为不锈钢或玻璃钢水箱，但已经严重锈蚀或老化的，统一调换为食品级不锈钢水箱。
水箱
（图片来源于网络）
增压设备——
变频泵和气压供水方式
（1）变频泵供水方式
对于原小区采用水池-水泵-水箱联合供水方式、供水管道需要改造的，取消屋顶水箱，将工频泵改为变频调速恒压供水自动控制系统，供水立管一并改造。
（2）气压供水方式
其余建议取消屋顶水箱，设置气压给水方式。根据位置不同设置高处或低处气压水罐的。改造优先采用隔膜式气压给水设备。
消毒设备——
紫外线消毒设备
《二次供水工程技术规程》（CJJ 140—2010）第6.5.1条：二次供水设施的水池（箱）应设置消毒设备。《城镇给水排水技术规范》（GB 50788—2012）第3.6.7条：生活饮用水的水池（箱）应配置消毒设施，供水设施在交付使用前必须清洗和消毒。基于以上两条，考虑投资、管理、对环境影响等方面的因素，在设有水池、水箱的二次供水系统中，其出口设置紫外线消毒设备。
水池——
分隔改造
对于生活用水和消防用水合建水池的情况，对水箱进行分隔改造，根据进水量和用户用水量变化曲线确定生活用水水池的有效容积。对老水池内部增加内衬，采用瓷砖内衬（食品级材料防腐内衬）并增加导流板保证无死水区。
图1 水箱加导流隔板示意图
水表——
水表出户
方便实施改造，方便供水企业抄表到户，本次改造原则要求水表出户。
结论及建议
（1）二次供水系统改造后，供水水质得到改善，主要表现在浊度、菌落总数大幅度下降，总氯平均浓度上升到0.60 mg/L。其中锌含量有所下降，这主要与部分老管网及用户室内管道管材改造有关。
（2）本方案推荐取消屋顶水箱改建小区泵房，虽然推荐方案的建设费用较高，但后期维护费用相对较低，且方便管理。
（3）为了保障供水安全，建议部分地区的二次供水改造可以适当保留一定数量的屋顶水箱，作为保障应急供水。 同时对某些用地紧张的小区，建议在管网模型基础上考虑区域集中加压的方案。
（4）二次供水改造涉及部门较多，包括行政管理单位、自来水公司、居委会、物业 、居民等多方面的协调，保证二次供水改造进一步实施。
原文标题为《某区住宅二次供水系统改造方案研究》，本文有删减。原文发表在《净水技术》2017年第七期，作者：沈向荣/上海市青浦区排水管理所，马小杰/上海市城市建设设计研究总院（集团）有限公司。