摘要：二次污染是指自来水在从水厂经供水系统输送至建筑物室内用水点的过程中受到污染而导致的水质下降，随着人们对水质的要求的日渐提高，二次污染的问题也越来越受到关注。本文分析了自来水给水系统的二次污染的原因，并提出了控制对策。
关键词：给水系统 二次污染 原因 控制对策
1．绪言
生活用水质量直接关系到人类的健康和素质的提高，从自来水系统诞生以来，水质标准就不断向前发展。我国各水厂的出厂水都基本达到规定的水质要求，然而建筑内部管网及蓄水设备二次污染却较为严重，所谓二次污染是指自来水在从水厂经供水系统输送至建筑物室内用水点的过程中受到污染而导致的水质下降。随着人们对水质的要求的日渐提高，二次污染的问题也越来越受到关注。
2．二次污染产生的原因
2．1 主要原因分析
管网腐蚀、结垢和沉积物对水质的污染是二次污染产生的主要原因，归纳起来有以下五个方面：
1、水对金属管道内壁腐蚀形成的结垢
金属被水溶解，对金属而言呈现腐蚀现象。铁管受腐蚀，产生铁锈的金属管本身含有许多杂质，金属与杂质之间存在电位差，在水的介质内形成无数微腐蚀电池。首先在铁管表面上某一部位因铁被腐蚀成铁离子，进入水中而形成阳极，其反应式为：
所释放的电子传递到铁管表面的另一部位，形成阴极。当PH≤7时，在阴极发生析氢反应。水在阴极失去氢离子而增加氢氧离子，当达到足够数量时和水中的铁离子形成氢氧化亚铁，再被水中的溶解氧所氧化成为氢氧化铁，其中部分脱水形成铁锈，沉淀在管内表面，呈凹凸不平的锈垢，故铁锈是铁生成含水氧化铁的现象。当PH>7时，在阴极将发生氧化还原反应，在阴极上氧被还原成氢氧根，由于静电作用，阳极产物向阴极扩散，阴极产物向阳极扩散，然后彼此再进一步作用，形成氢氧化亚铁，进一步氧化生成氢氧化铁。它质地疏松，不能起保护作用，以上反应不断进行，铁锈不断沉积在管内表面形成锈垢。
2、水中碳酸钙 （镁）沉淀形成的水垢
在所有的天然水中几乎都含有钙镁离子，并且水中的重碳酸根离子分解出二氧化碳和碳酸根离子，这些钙镁离子和碳酸根离子化合成碳酸钙（镁），它难溶于水而变成沉渣。酸式碳酸钙 （镁）的分解作用可用下式来表示：
把这个重碳酸根溶液看作是一个平衡的体系，那么就可以确定，当其它条件相同时，二氧化碳的排出导致化学作用单向进行，并使碳酸钙 （镁）浓度增大。若浓度超过本身的溶解度，则碳酸钙（镁）必定开始沉淀，直到形成新的平衡状况为止，因而影响管网水的浊度升高及总硬度的下降。
3、水中含铁量过高所形成的问题
作为给水的水源一般含有铁盐，生活饮用水的卫生标准中规定铁的最大允许浓度不超过0.3mg/l，当铁的含量过大时，应进行除铁处理，否则在管网中容易形成大量沉淀．水中的铁常以重碳酸铁，碳酸铁等形式存在，在酸式碳酸铁的形式存在时最不稳定，分解出二氧化碳，而生成的碳酸铁经水解成氢氧化亚铁。这种碳酸化亚铁经水中溶解氧的作用，转为絮状沉淀的氢氧化铁．它主要沉淀在管内底部，当管内水流速度较大时，上述沉淀就难以形成；反之，当管内水流速较小时，就促进管内沉淀物的形成。
4、管道内的生物性堵塞
城市给水管网内的水是经过净化处理和消毒过的，在管网中一般就没有产生有机物和繁殖生物的可能。但是铁细菌是一种特殊化的自能型营养菌类，它依靠铁盐的氧化，以及在有机物含量极少的清洁水中，顺利地利用细菌本身生存过程中所产生的能量而生存。这样，铁细菌附着在管内壁上后，在生存过程中能吸收亚铁盐和排出氢氧化铁，因而形成凸起物。由于铁细菌在生存过程中能排出超过其本身体积499倍的氢氧化铁，所以有时能使水管过水截面严重堵塞，并且这些凸起物是沿着管内壁四周生成的，不仅是管底面而已。大量的亚铁离子储存在铁细菌本身，而在细菌表面生成了氧化后的产物（三价铁的氢氧化物），能把硫酸盐还原成硫化物，这样就加快了管道的腐蚀结垢速度。据报道，在铁细菌参与下的腐蚀速度会增大300－500倍。
5、水中悬浮物的沉淀
水中悬浮物的沉淀是形成沉渣的最简单过程，尽管多数给水管道所输送的水中悬浮物含量很少，可仍然有沉淀物形成。特别是直接向管网输送的井水，往往把井周围粉砂、细砂随水流带入管内。尤其是生物的集聚粘附性能，使这些悬浮无机物很容易在管道内沉淀于底部。
以上五种情况引起的管内沉淀与结垢，因形成的条件和时间的差异，可分为坚硬性结垢和松软性沉淀；这五个方面往往又同时发生，形成不同形态的结垢与沉淀，如环向瘤状沉积物，底部连续沉积物，底部与环向瘤状混合沉积物，不均匀连续等。
2．2 其它原因
除了管网腐蚀、结垢和沉积物对水质的污染的造成二次污染的主要原因外，还有如下几个原因：
1、蓄水池的外界污染以及管网漏损影响整个系统水质。
2、配水支管采用冷镀锌钢管，造成配水支管锈蚀，影响水质。
3、蓄水设备容积、尺寸设计不合理，造成死角和水流停留时间过长等现象。
3．控制对策
1、管材上的控制对策
镀锌钢管应用在建筑物内供水管道上已有近百年的历史，但由于镀锌钢管因其管材自身的缺陷，在使用中易产生腐蚀、生锈、结垢、泄漏及堵塞等弊病，从而对水质造成严重的二次污染，应该下决心推广塑料及复合材料管材，让传统的镀锌钢管逐步退出历史舞台。如今，已经推广的PPR、PB、PEX铝塑复合管等可以同时用于冷、热水的管材，UPVC、ABS、钢塑复合管、孔网钢带塑料复合管可以用于冷水管材。
2、物理水处理技术控制二次污染
对于城市支状管网末端以及生活消防合用水池而言，当锈蚀与二次污染并存的时候，采用化学方式有相当的难度，用物理方式的处理是很受欢迎并具有广泛前景。下图就是一个比较典型的物理水处理工艺流程：
图1 水处理工艺流程图
当今以低压电场技术为代表的全新物理水处理技术突破了原有技术的缺陷。在技术上更先进，功效上趋于完善，彻底解决了水处理上的除垢防垢、杀菌灭藻及防腐蚀三大难题，是目前唯一能完全代替化学方法的物理水处理技术。