无负压供水技术在二次供水系统中的应用

无负压供水技术在二次供水系统中的应用

俞吉

上海浦东威立雅自来水有限公司上海200127

摘要：本文在结合具体的供水工作经验的基础上，针对无负压供水技术及二次供水系统进行了概述，进而针对无负压供水技术的特点及应用条件进行分析，结合无负压供水技术的技术优势对该技术的应用前景进行了简述，最后针对无负压供水技术在二次供水系统应用过程中存在的障碍提出了一些解决措施。

关键词：无负压供水技术；二次供水；应用

1无负压供水技术在二次供水系统中应用的背景

随着社会的发展和城市化的推进，人们对于城市生活的质量要求和环境要求也越来越高，并且对饮食安全更加重视，水资源作为人类生活中不可或缺的资源，对于城市的正常运转具有重要作用。然而，在当前的城市建设过程中，由于规划问题或者施工问题的影响，部分城市区域的一次供水管网存在供水压力不足的问题，并且部分小区存在用水高峰阶段供水不足的状况，影响城市居民的正常用水。

一般而论，解决水压不足的措施主要是修建蓄水池，通过蓄水池中的水泵实现二次加压供水，但是修建蓄水池的费用较高，并且日常维护所需的费用较高，在使用过程中需要对蓄水池进行定期的清理，因此不论是修建成本还是维护成本都会增加，除了成本因素之外，蓄水池在运营过程中会与外界进行水质交换，而外界的水体中的细菌、微生物会进入蓄水池，从而形成污染源。

此外，利用蓄水池进行二次加压供水还会造成一定程度上的能源浪费，并且需要较高的人工维护费用和监管费用，人力成本较高。基于此背景下，无负压供水技术可以有效降低加压供水的成本，并且不会造成水质污染和能源浪费，因此无负压供水技术具有较为广泛的发展前景。

2无负压供水系统工作原理

从具体的实践来看，无负压供水系统主要由变频调速水泵组、稳流补偿器、真空抑制器以及压力流量传感器、智能控制柜、给排水管道和控制阀门构成，通过无负压供水系统，可以与市政给排水系统的管网串联增压，从而实现无负压供水。在整个无负压供水系统中，系统的核心部件是稳流补偿器和真空抑制器。

其中，真空抑制器的功能是自动消除负压，当市政给排水系统的供水量小于需求量时，无负压系统中的防负压装置可以自动打开，防止系统负压对系统运行产生不良影响，与此同时，设备可以通过防负压装置排除系统中的空气，自动关闭稳流补偿器，从而使得整个设备正常运行。其中，稳流补偿器是一个密封的容器，两端分别接入自来水管网和水泵吸入口，从而实现增压稳流的作用，与此同时可以配合真空抑制器在系统中形成真空。

从无负压供水系统的运行状况来看，无负压供水系统主要采用微机控制技术，根据用户实际的需水量来确定供水强度，进而确定系统的压力，通过自动调节水泵组进行变频调速来增减泵台数，从而达到恒压供水的目的。在设置之前，需要针对用户以往的用水量形成标准数据，进而根据供水所需的压力来设定，如果出现压力变动，需要利用微机进行微控。

如果市政给排水系统的压力值变低，需要调高水泵转速，当达到正常压力的时候，则将水泵转速恒定，形成恒压供水，一旦市政管网供水压力高于实际所需压力，就需要暂停水泵，利用市政给排水管网的压力来完成供水。因此，利用无负压供水系统中的自动抑制器和稳流补偿器可以充分利用市政给排水系统的压力，从而保障压力保持正常，同时保证城市居民正常的用水。

3无负压供水系统的应用优点

从理论角度来看，无负压供水技术比之前的加压供水方法具有技术上的优越性，例如无负压供水系统可以综合真空抑制技术、流体控制技术和智能调频技术，并且可以同步完成稳压、供水的工作，同时可以有效节约能源、降低成本，并且不需要占用太多的城市空间。此外，无负压供水系统具有比传统供水技术更为高效的稳压能力，系统运行的安全性也更高，更能体现现代供水系统的先进性。

除了技术先进之外，无负压供水系统采用全封闭式的结构，并且除了处理水质之外，不与外界进行任何水体交换，也就避免了细菌污染和微生物污染，可以避免水源污染和水质降低的问题，保障城市居民的用水安全和卫生标准。

从实际角度来看，采取了无负压供水技术的二次供水系统的运行成本更低。一般来说，无负压供水系统采取全封闭的模式，可以避免传统的二次供水系统运行过程中出现的渗水、漏水现象，并且不需要建立水池、水箱等等，可以节约净化用水，可以直接调整原有的自来水管道的压力，当自来水管道压力不足的时候可以补给压力，当压力达到需求的时候停止运行，而当自来水管道压力过高时就可以利用自来水管道的压力直接供水，从而运用调频技术，可以有效降低压力变化的成本，同时减少所需的人力成本。

除了上述优势之外，无负压供水技术在应用过程中利用调节罐进行无负压自动调节，也就是说管网增压供水时不会对原有的给排水管网产生额外的负压，不会对其他用户的用水需求产生影响。由于无负压供水系统不需要建设蓄水池或者储水箱，因此可以减少建设投资，并且水质无污染，相较于传统的二次供水技术来说，具有不可比拟的优势。需要注意的是，在无负压供水系统的控制工作中，对于电气控制部分而言，可以采用恒压控制及变压控制，或者直接压力控制的方式，因此无负压供水系统的控制方式多样化也决定了该系统能够广泛适用于多种环境。

4无负压供水技术应用的障碍及措施简析

4.1给水方案分析

4.1.1确定水源

本工程的水源为市政自来水管网，从市政供水管至连接设备管的管径为DN100，市政管网供水压力为0.23～0.27Mpa，管网压力条件较为稳定。商住两用楼内生活给水系统与消防给水系统分别独立设置。

4.1.2了解用户用水情况

本建筑物最大日用水量为110m3/d，最大小时用水量11m3/h。三到十九层为加压区，其中3～11层用户为中区，12～19层用户为高区，加压区共计102户。

4.1.3给水系统布置方案

本工程给水系统原设计方案为：一到两层住户由市政管网直接供水；3～20层采用水箱+变频水泵的供水方式。原DN100市政给水管从地下一层基础外墙进入泵房内，分为三路。一端连接低区供水管（DN50），一端通过DN100供水管进生活水箱，另一端接消防供水系统。生活水箱内储存的水接变频加压泵，为用水管网的中区及高区进行供水。

4.1.4改造方案

为了改善原二次供水现状，力求卫生、节能、以及便于后期运行维护的原则，将3～19层用户的供水模式改为用无负压设备叠压供水，一层到两层仍由市政管网直接供水的形式。改造时拆除原生活水箱、基础及水泵，在原水箱位置处新建生活水泵房间，在其内安装一套无负压变频给水设备。

其中，无负压设备进水端连接原生活水箱DN100进水管，出水口直接与中区、高区的用户管网干管进行连接，安装切换时较方便。无负压设备选用智能化管网叠压供水设备，水泵共设两台（一用一备）。选取的水泵流量，扬程，功率以及无负压罐体根据用户的用水情况进行匹配。设备需具有防负压及防倒流功能，符合国家行业标准CJ/T303-2008的规定。

4.2无负压供水技术应用的主要障碍

4.2.1城市规划方面的障碍

要想利用无负压供水系统就势必需要改变原有的供水系统的布置格局，然而改变传统的布置格局就会牵涉到多方面的利益，其中可能产生利益冲突，因此给无负压技术的应用带来一定障碍。此外，利用无负压供水技术就需要对原有的市政给排水系统进行改造升级，期间可能带来一段时间内的停工停产，而部分行业是不能够做到缺水运转的，因此会造成一些经济损失。利用该技术需要对原有的一些给水管网进行变更，但是整个城市的给水管网已经连为一体，也就是说，对某一个局部区域的变动会对整个城市给水管网产生影响。

4.2.2技术障碍和管理障碍

技术障碍主要来源于技术角度，由于我国各地区的发展差异较大，因此不同地区应用该技术都有不同的问题需要解决，但是无负压供水技术的研发和应用时间都较短，无法有效应对技术应用过程中出现的各种问题，并且没有形成经验积累，在系统运行方面也存在缺陷。管理障碍主要是市政部门对供水系统的管理，对城市供水系统的管理需要自来水公司和政府双管齐下，共同建设管理机制，但是在目前的应用中，大多数地区并未形成针对无负压供水系统的专业化管理机制。

4.3推动无负压供水技术应用的具体措施

如果要推动无负压供水技术在二次供水系统中的应用，需要从市政规划方面入手，同时考虑技术因素和管理因素，采取有效措施推动技术的应用。例如，在无负压供水系统建设的过程中，需要对整个城市的供水规划进行分析，从而制定出相应的施工方案和备选方案，并且对系统升级建设中可能遇到的突发情况制定应急措施。

从技术角度来看，相关部门需要针对技术应用过程中遇到的各种问题进行研究，从而为其他城市的无负压供水技术应用提供可靠经验，并且提供一定的工作积累。自来水企业和市政府需要加强联系，针对自来水供水系统形成信息共享机制，政府加强对自来水供水系统的调控，同时行使自身职责，督促自来水企业建立专业化的技术应用机制和技术管理机制，以此推动无负压供水技术的应用。

5实际案例中无负压供水技术带来的效益

由实际的技术应用案例可以看出，无负压供水系统改变了市政给排水设备加压供水的情况，也就是说供水系统在市政压力值得基础上进行直接加压，因此有效降低了供水系统的能源消耗，并且降低了供水企业的运营成本。根据实际的数据记录可以得出，原有的系统耗电量是现有无负压供水系统耗电量的五倍。因此，采取无负压供水技术可以获得较高的经济效益。

除了这一点之外，利用无负压供水系统改变了传统的二次供水模式，从而实现了市政水直供，并且供水系统为全封闭系统，消除了水资源受污染而无法利用的状况，因此具有一定的环保效益。利用无负压供水技术不仅仅可以节约供水系统的电能消耗，同时可以实现无人化供水，也就节约了供水系统运行的人力成本，仅仅需要对设备进行维护。此外，不锈钢水泵的使用寿命较长，不需要对蓄水池进行清洗和消毒工作，也就间接性地提高了自来水企业的经济效益。

6结语

在本文的论述中，首先对无负压供水技术的应用背景和工作原理进行了阐述，进而分析了无负压供水技术的优点，结合实际案例分析了技术应用带来的收益，最后对技术应用过程中存在的障碍以及具体的解决措施进行了概括性论述，希望可以为无负压供水技术的推广应用提供一定支持。

参考文献：

[1]宋广波.论无负压供水设备技术[J].城市建设理论研究（电子版），2014，（35）：711～712.

[2]李汉辉.无负压供水的现状与发展前景[J].建筑工程技术与设计，2015，（7）：2262～2262.