近年来，管道分质供水在一些比较发达的城市发展迅速。由于管道分质供水与桶装水相比具有方便、经济等优点，显示出具有较大市场潜力[1，2]。然而，管道直饮水能否被消费者接受，质量问题是关键。本文所讨论的一个问题是如何经济、合理地评价管材质量。传统的方法主要是从机械强度、工程施工等方面考虑[3]。在分质供水工程中发现不同类型管材在净水输送过程中，可溶出一些极其微量有机物，且因杀菌方式、管材质量不同存在较大差别。如何从这方面评价给水管材质量，是一个新的研究课题。本研究试图通过一系列设计的浸泡实验，研究其溶出物的多少及其对水质的影响，确定管材品质，供管道分质供水设计与选材时参考。
近年来，管道分质供水在一些比较发达的城市发展迅速。由于管道分质供水与桶装水相比具有方便、经济等优点，显示出具有较大市场潜力[1，2]。然而，管道直饮水能否被消费者接受，质量问题是关键。本文所讨论的一个问题是如何经济、合理地评价管材质量。传统的方法主要是从机械强度、工程施工等方面考虑[3]。在分质供水工程中发现不同类型管材在净水输送过程中，可溶出一些极其微量有机物，且因杀菌方式、管材质量不同存在较大差别。如何从这方面评价给水管材质量，是一个新的研究课题。本研究试图通过一系列设计的浸泡实验，研究其溶出物的多少及其对水质的影响，确定管材品质，供管道分质供水设计与选材时参考。
1
样品选择
本实验管材样品规格与特征见表1。
2
实验方法
①管材样品长度20 m，规格Ф20 mm；②纯净水处理工艺：自来水
活性炭
微滤
RO膜过滤
杀菌；③将上述工艺处理后的纯净水注入上述实验管道中，压力
活性炭
微滤
RO膜过滤
杀菌；③将上述工艺处理后的纯净水注入上述实验管道中，压力
|
厂家编号
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材 料
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规格/mm
|
|
No.1
|
铝塑管（内衬材料为交联聚乙烯），进口材料
|
Φ20
|
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No.2
|
铝塑管（内衬材料为交联聚乙烯），国产材料
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Φ20
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No.3
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PP-R(共聚丙烯)，国产材料
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Φ20
|
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No.4
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PE(交联聚乙烯), 进口材料
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Φ20
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No.5
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PP-R(共聚丙烯), 国产材料
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Φ20
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No.6
|
PP-R(共聚丙烯), 进口材料
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Φ20
|
|
No.7
|
不锈钢桶
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Φ20
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表1 管材样品
2 kg/cm2，保存时间分别为12，24，48 h；④选择三氯异氰尿酸（TCCA）消毒剂对净化水进行消毒处理，研究不同类型管材中水质指标的变化。TCCA由于具有缓溶的特点，在自
来水厂较难应用，目前主要应用于自来水的二次供水消毒等其他消毒行业[4]。采用TCCA消毒是因为实验过程中水流量小，易于控制水中余氯的浓度。TCCA具有比ClO2更强的消毒效果。采用总余氯浓度代表TCCA投加量，将净化水中原始余氯投加量控制为0.20 mg/L。
对上述实验，分析的项目包括：挥发性有机物（VOCS）；口感；总有机碳（TOC）；亚硝酸盐。因目前对小区分质供水水口感的评价尚无统一规范。表2是在实际工作中总结出的定性评价方法，供同行参考。应指出的是，该标准与自来水水质指标中嗅与味指标评价标准不同，根据经验，表2中级别为-2的相当于广州自来水的口感。
表2 净化水口感 评价方法
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级 别
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口感描述
|
说 明
|
|
2
|
有一点甘甜感，无任何异味，爽口
|
口感好
|
|
1
|
无任何异味，爽口
|
口感较好
|
|
0
|
无任何异味，与自来水口感明显不同
|
可接受
|
|
-1
|
出现自来水类似的味道，不爽口
|
较差
|
|
-2
|
水的口感与自来水接近
|
差
|
3
实验结果及认识
实验结果见表3。
3.1 不同类型管材对纯净水口感的影响
从表3分析结果可见，不同类型管材溶出的TOC与VOCs变化大，较好的是不锈钢管材，其次是进口材料塑料管，而国产材料管材溶出物较高。这些管材经0.2 mg/L TCCA浸泡48 h，TOC可从0.041 mg/L增加到0.29 mg/L，VOCs可从3.50 μg/L增加到15.47 μg/L。由此可见，管材材料是影响溶出物的最主要指标。
3.2 水中TOC、VOCS随保存时间的变化
如表3所示，保存时间延长，不同类型管材中净化水的TOC略有增加，除No.2管材TOC较高外，其他管材TOC均分布在0.05～0.11 mg/L范围内。VOCS结果与TOC呈类似的规律，但不同类型管材有较大差别，质量较好的有：No.4、No.6，其VOCS仅略高于不锈钢管材（No.7）及新鲜净化水(No.8)。
3.3 水口感随保存时间的变化
从表3分析结果可见：（1）较好管材水口感随时间变化不明显，但质量较差的管材口感随时间延长而明显变差；（2）口感好坏在很大程度上取决于水中TOC、VOCS的含量，这两个指标在水中含量较高，水口感较差；（3）口感与余氯的关系不十分明显，从本实验结果看，当余氯含量不到0.20 mg/L时，其对口感没有直接影响。
这些结果表明，低的TOC、低的VOCS，较低的余氯含量是保持管道分质供水水口感最重要的指标。
表3 经TCCA消毒后的饮用净水在不同类型的管道中几项水质指标的变化
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时间/h
|
样 品
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TOC/ mg·L-1
|
VOCs/μg·L-1
|
口感
|
NO2－(以N计)/ mg·L-1
|
余 氯/ mg·L-1
|
|
12
|
No.1
|
0.046
|
3.61
|
0
|
<0.001
|
0.15
|
|
No.2
|
0.17
|
10.54
|
-1
|
<0.001
|
0.16
|
|
|
No.3
|
0.063
|
7.76
|
0
|
<0.001
|
0.16
|
|
|
No.4
|
0.061
|
1.88
|
1
|
<0.001
|
0.15
|
|
|
No.5
|
0.069
|
7.54
|
0
|
<0.001
|
0.17
|
|
|
No.6
|
0.057
|
1.86
|
1
|
<0.001
|
0.18
|
|
|
No.7
|
0.048
|
1.76
|
2
|
<0.001
|
0.19
|
|
|
新鲜纯净水
|
0.034
|
1.50
|
2
|
<0.001
|
0.0
|
|
|
24
|
No.1
|
0.056
|
4.75
|
1
|
<0.001
|
0.12
|
|
No.2
|
0.22
|
12.4
|
-2
|
<0.001
|
0.15
|
|
|
No.3
|
0.081
|
11.05
|
-1
|
<0.001
|
0.15
|
|
|
No.4
|
0.074
|
4.66
|
1
|
<0.001
|
0.14
|
|
|
No.5
|
0.10
|
6.52
|
0
|
<0.001
|
0.15
|
|
|
No.6
|
0.04
|
3.48
|
1.5
|
<0.001
|
0.15
|
|
|
No.7
|
0.059
|
3.12
|
2
|
<0.001
|
0.19
|
|
|
新鲜纯净水
|
0.040
|
3.99
|
2
|
<0.001
|
|
|
|
48
|
No.1
|
0.084
|
8.05
|
1
|
<0.001
|
0.08
|
|
No.2
|
0.29
|
15.47
|
-2
|
<0.001
|
0.10
|
|
|
No.3
|
0.088
|
12.82
|
0
|
<0.001
|
0.11
|
|
|
No.4
|
0.089
|
4.7
|
1.5
|
<0.001
|
0.12
|
|
|
No.5
|
0.11
|
10.47
|
1
|
<0.001
|
0.12
|
|
|
No.6
|
0.079
|
4.5
|
1.5
|
<0.001
|
0.15
|
|
|
No.7
|
0.056
|
5.05
|
2
|
<0.001
|
0.16
|
|
|
新鲜纯净水
|
0.047
|
3.57
|
2
|
<0.001
|
|
3.4 余氯在不同类型管材中的消耗
不同类型杀菌剂在纯水中存在一定半衰期，TCCA在水中半衰期为44 h[5]。管道中余氯的消耗主要取决于水质及管材质量。从表3中可见，不同类型管材中余氯变化存在一定差别，总的来看是No.1、No.2、No.3余氯消耗较快，其他管材较接近。
3.5 评 价
上述研究结果表明，不同类型管材质量存在明显差别。根据工作经验，评价管材质量一种最直接最管用的方法是水的口感。根据本研究结果，影响管道分质供水水口感的因素有两个方面，即水中余氯及管材溶出物含量。图1是不同类型管材在不同浸泡时间TOC与VOCS分析结果，两者呈正相关。
图2综合了近年来所有余氯与口感关系的分析数据。从中可见，当余氯大于0.20 mg/L时，水口感较差，当余氯在0.01～0.20 mg/L时，余氯对口感的影响不是很明显。因此，在管道分质供水中，当保持较低余氯含量时，对水的口感影响不大。
据此，提出应用VOCs与TOC两项指标评价管材质量，在本研究实验条件下，较好的分质供水管材评价指标应是TOC<0.08mg/L，VOCS<5 μg/L，口感级别1～2。
3.6 保存实验
进一步对部分管材样品注入含TCCA（0.2 mg/L）杀菌剂的水后进行了长达一周的保存实验。分析结果表明，保存一周后，这些管材中的水口感体现出更大的差别，除No.4、No.5、No.6、不锈钢桶( No.7)口感仍较好外，其余口感均较差，难于接受（见表4）。
表4 不同类型管材 保存7 d后水口感及余氯浓度变化
|
管 材
|
口 感
|
余 氯/ mg·L-1
|
|
No.1
|
-2
|
0.00
|
|
No.2
|
-2
|
0.00
|
|
No.3
|
-2
|
0.00
|
|
No.4
|
1
|
0.01
|
|
No.5
|
1
|
0.01
|
|
No.6
|
1
|
0.01
|
|
No.7
|
2
|
0.01
|
|
新鲜纯净水 (No.8)
|
2
|
0
|
注：TCCA加入量0.2mg/L
4
结 论
（1）不同类型管材质量存在很大差别，主要表现在经杀菌后浸泡水TOC及VOCs含量不同。虽然这些指标含量极低，在一般情况下不会影响水的毒理学指标，但对水的口感会产生明显的影响；
（2）当水中余氯含量不到0.20 mg/L时，其对水口感没有明显的影响，影响管道分质供水水口感的因素主要是管材中溶出的有机微污染物；
（3）余氯在管道中消耗与管材质量有关，并与TOC与VOCs变化规律相一致，质量较差的管材，TOC与VOCs含量较高，余氯在管道中消耗也快。
（4）可应用TOC、VOCS两项指标评价管材质量，在本研究所设计的实验条件下，当TOC小于0.08 mg/L，VOCs小于5 μg/L时，水口感较好。
（5）为保证分质供水质量，在分质供水选材时应进行与本研究类似的浸泡实验，选取质量较好的管材。
