倒流防止器在城市供水管网的应用

林海;王琳;蔡文;季能平

【摘 要】本文从全过程保护生活饮用水管道水质的角度,侧重讨论了城市供水管网水质防回流污染的特点和要求,重点对倒流防止器应用技术和管理方面涉及的相关标准、性能要求、适用性、安装、设置、维护保养和使用寿命等因素进行综合分析,并对相关设施的管理权归属进行讨论,以确保倒流防止器等防回流设施能够长期、持续、有效地维持其安全性能. 【期刊名称】《城镇供水》 【年(卷),期】2018(000)002 【总页数】6页(P27-31,88)

【关键词】倒流防止器;安全性能;污染等级;适用场合;设置原则;安装维护;使用寿命 【作 者】林海;王琳;蔡文;季能平

【作者单位】上海浦东茂自来水工程有限公司,上海200127;上海城投水务(集团)有限公司,上海200002;上海浦东威立雅自来水公司,上海200001;上海上龙供水设备有限公司,上海200062 【正文语种】中 文

1.倒流防止器相关标准、性能要求和适用性

倒流防止器是供水管道水质隔断的重要设施，目前倒流防止器分为减压型倒流防止器、低阻力倒流防止器和双止回阀倒流防止器三类产品，相应执行标准和性能要求

见表1。

2.用户用水性质的甄别与水质回流污染等级划分

依据GB50015-2003（2009年版）标准的附录A.0.1，对生活饮用水回流污染危害等级分为：高危污染、中危污染和低危污染三个等级（与用水性质对照详见表2）。

为了确保居民生活饮用水水质，市政供水水源基本上是建筑给水水源，在众多管道接口中，高危回流污染占少部分，中低危回流污染占极大部分；为了保证市政管网的水质安全，在与建筑给水管道连接时，水质隔断常以倒流防止器为主，在倒流防止器的设置和选择时，特别注意甄别用户用水性质，并与其回流污染危害等级相一致，才能保证市政供水管网的水质安全。 3.防回流污染设施的种类和设置原则 3.1 防回流污染设施的设置原则

按照GB50014-2006《室外给水排水设计规范》的第2.0.3条规定，生活饮用水水质必须达到《生活饮用水卫生标准》的要求。该规定是涵盖了生活饮用水输送全过程的，直到居民水龙头水的水质，但是，该规范没有提出保证生活饮用水输送全过程水质保护的措施。

国家标准GB50015-2003《建筑给水排水设计规范》第3.2.4条，首先规定“生活饮用水不得因管道产生虹吸和背压回流而受污染”，并具体在第3.2节“水质和防水质污染”中提出各种防止水质污染的措施，并且提出倒流防止器的设置规定。 笔者通过研究相关规范和标准后认为防止回流污染措施的设置原则如下： （1）凡是生活饮用水管道，其水质都需要保护，以生活饮用水管道水为水源的其他用途管道与之连通时，应设置防止回流污染措施。

表1 倒流防止器的执行标准和性能要求表表1注：① 按照GB50015标准，水质回流污染的危害等级以据用户用水性质，分为：高危污染、中危污染和低危污染三

个等级（见表2）；在倒流防止器的适用范围中，只要满足高一等级要求，低等级自然满足。② 进口和出口止回阀的预紧压差——是指止回阀（进口和出口）在关闭密封时，阀前压力尚高于阀后压力的压差值，是倒流防止器隔断安全性的重要指标。③ 中间腔的低压特性——是指在倒流防止器两个止回阀均密封关闭后，且在出口压力高于进口压力时，中间腔内（进、出口止回阀之间阀腔）的压力应低于进口压力的一定的压差值，是倒流防止器具备隔断安全性的特殊要求，依靠其排水器实现，所以，相关规范规定可适用于中危和高危污染场合；普通的单止回阀和双止回阀倒流防止器，由于没有排水器，不满足该特性要求，所以只能在低危污染场合应用；中间腔的低压特性也是区别倒流防止器与止回阀不同的主要特征。④ 双止回阀倒流防止器，因为没有排水器，不具备中间腔的低压特性和真空破坏功能，所有，相关规范规定：只适用于低危污染的背压回流场合，不适用于低危污染的虹吸回流场合。项目 减压型倒流防止器 低阻力倒流防止器 双止回阀倒流防止器产品执行标准 减压型倒流防止器GB/T25178-2010低阻力倒流防止器JB/T11151-2011双止回阀倒流防止器CJ/T160-2010产品结构 双止回阀+排水器 双止回阀+排水器 双止回阀适用范围① 高危污染 高危污染 中危污染 低危污染④进口止回阀预紧压差② ≥2.0m水柱 ≥1.4m水柱 ≥0.7m水柱 ≥0.7m水柱出口止回阀预紧压差② ≥0.7m水柱 ≥0.7m水柱 ≥0.35m水柱 ≥0.7m水柱排水器是否设置 是 是 是 否隔断安全性中间腔的低压特性③中间腔压力低于进口压力1.4m水柱以上回流时中间腔压力为零回流时中间腔压力为零无要求水头损失 ≤10m水柱 ≤4m水柱 ≤3m水柱 ≤4m水柱产品外观识别 蓝或绿色 灰色 蓝或绿色 蓝或绿色安装和维护标准（中国工程建设标准）减压型倒流防止器应用技术规程CECS 426-2016低阻力倒流防止器应用技术规程CECS 259-2009双止回阀倒流防止器应用技术规程CECS 446-2016国家标准安装图集（中国标准设计研究院） 倒流防止器选用与安装12S108-1（中国标准设计研究院）无低阻力倒流防止器和真空破坏器的选用与安

装2010CPXY-S38总278无专项图集设置标准 建筑给水排水设计规范GB50015-2003（2009年局部修订版）

（2）凡是使用或管理权限发生变化的生活饮用水管道，在权限变化处的管道界面上应设置有效的防回流措施。

（3）甄别用户用水性质，区分回流污染的危害等级，设置相应的防回流污染设施。 3.2 防回流设施的种类 防回流污染设施分为三种：

（1）空气间隙——是指加水管口与水池或水箱满水位保持一定的空气间隙距离，主要用于防止虹吸回流。

（2）倒流防止器——是指在管道之间有压连接时，利用其双止回阀和中间腔的低压特性，防止背压回流和虹吸回流。

表2 生活饮用水回流污染危害等级划分生活饮用水与之连接场所、管道、设备 回流危害等级低中高储存有害有毒液体的罐区 - - √化学液槽生产流水线 - - √含放射性材料加工及核反应堆 - - √加工或制造毒性化合物的车间 - - √化学、病理或动物试验室 - - √医疗机构医疗器械的清洗间 - - √尸体解剖、屠宰车间 - - √其它有毒有害污染场所和设备 - - √消火栓系统√-湿式喷淋系统、水喷雾灭火系统 - √ -简易喷淋系统 - √ -泡沫灭火系统 - √软管卷盘 - √ -消防水箱（池）补水 - √ -消防水泵直接吸水 - √ -中水、雨水等再生水箱（池）补水 - √ -生活饮用水水箱（池）补水 √ - -小区生活饮用水引入管 √ - -生活饮用水有温、有压容器 √ - -叠压供水 √ - -卫生器具、洗涤设备供水 - √ -游泳池补水、水上游乐池等 - √ -循环冷却水集水池 - √ -水景补水 - √ -注入杀虫剂等药剂喷灌系统 - - √无任何药剂的喷灌系统 √ - -畜禽引水系统 - √ -冲洗道路、汽车冲洗软管 √ - -垃圾中转站冲洗给水栓 - √ -消防

（3）真空破坏器——是指管道发生真空时开启进气，破坏管道真空，主要防止管

道的虹吸回流。

3.3 城市给水管道防回流设施选择

城市给水管网水是城市居民生活饮用水的总水源，其水质安全性直接与居民的健康和人民的生命安全休戚相关，其管道水质必须得到全面有效的保护，其重要性不容置疑。

经过对现行规范的分析研究，城市供水管道的回流防止措施呈现下列特点： （1）城市给水管道与居民建筑的消防给水、绿化给水系统等中危等级管道有压连通时，设置倒流防止器。

（2）城市给水管道与居民建筑的生活饮用水管道等低危等级有压连通时，可设置双止回阀倒流防止器，与水池加水管道连通时且符合空气间隙要求时，可设置止回阀。

（3）城市给水管网与商业大楼、办公大楼、公共建筑等包含空调和热水系统的补水管道连通时，视为中危等级，设置倒流防止器。

（4）城市给水管网与工厂等含有生产用水管道连通时，需要详细了解其用水性质、生产过程和产品以及工厂环境，如果没有有毒有害污染，视为中危等级，可设置倒流防止器；如果含有有毒有害物资，视为高危等级，应在工厂内设置储水池，利用空气间隙进行隔断，并另在引入管上设置倒流防止器。

（5）城市给水管网与明知的高危等级用水管道连通时，应采用水池空气间隙进行隔断，并另在引入管上设置倒流防止器。

所以，倒流防止器是城市供水管网水质隔断的主要设施，本文重点讨论倒流防止器的应用。

4.倒流防止器的安装

保证倒流防止器的隔断性能，除了正确选用外，正确的设置和安装也是关键。 4.1 在倒流防止器的进口段设置过滤器

倒流防止器与其他阀门一样，一旦有垃圾卡阻，直接影响其止回阀的密封性能，尤其是较大颗粒垃圾，直接破坏其隔断安全性；在其进口段加装过滤器，可将95%以上的垃圾挡在倒流防止器之外，从而提高倒流防止器的隔断安全可靠性。 4.2 在倒流防止器的上、下游管道上设置可切断的检修阀

为了使倒流防止器的能够正常运行，确保其隔断安全性符合现行相关规范要求，需要定时对倒流防止器阀组进行检测、维护和保养（详见后节），有时可能对倒流防止器进行拆解和更换零件，过滤器定期进行清理，需要切断进出口的水源，所以，须在倒流防止器及其过滤器的上下游管道上设置检修阀门。 4.3 安装位置

倒流防止器的安装位置对于其隔断安全性能的保障很重要，国外标准规定只能在地面以上安装；国内规范未明确，在国家标准安装图集《倒流防止器选用与安装》12S108-1中也推荐在地面以上安装；在中国标准设计研究院出版的专项图集《低阻力倒流防止器和真空破坏器的选用与安装》2010CPXY-S38总278中，有地下安装的内容。

国外标准为什么要求在地面以上安装，而且排水器应设在倒流防止器的正下方，排水器出口距离地面的垂直距离应大于300mm。

经过对倒流防止器结构和安全性能的研究，认为倒流防止器的排水器有两种功能： 第一种功能是在管道有压情况下，其止回阀（进口或出口止回阀）在受到垃圾等因素影响，不能密封时，管道介质会首先渗漏到低压的中间腔，使中间腔内压力上升，此时排水器应能开启排水，将渗漏水排出阀外，属于压力排水方式。

第二种功能是在进口段管道内出现真空，且其进口止回阀又在受到垃圾等因素影响，不能密封时，排水器应能开启进气和排水，属于真空进气和自流排水方式。 因此，地面以上安装就是为了能够满足排水器第二种功能要求，其核心要求就是排水器的出口不能被水淹没。倒流防止器能否在地面以下安装，其判断依据主要是其

上游管道能否产生真空可能，如果没有发生真空可能，就可以在地下安装。 上海及江苏地区的供水管道，基本上是平原地区的管道，高程落差较小，在发生爆管时，供水管道内几乎不发生真空情况，所以第二种功能情况出现的概率极低，可以在地下安装。

为确保安全性，笔者认为：

（1）对于高危回流污染场合或在供水管网高程落差较大的地区，倒流防止器应在地面以上安装。

（2）对中低危回流污染场合，倒流防止器可在室外地面以下安装，但应设置阀门井，并将其排水器出口接出地面以上300mm，或在井底设置自动排污泵。 5. 倒流防止器的维护、保养和使用年限

倒流防止器的维护和保养，对于保障其持续的隔断安全性十分重要。尽管在新安装时，倒流防止器的各项指标均满足标准要求，但是在使用一段时间后，由于管道垃圾积存、壳体和阀件锈蚀、弹簧塑性变形和橡胶密封件的老化等原因，造成管道阻力加大、止回阀不能正常复位和关闭不密封、中间腔的低压特性消失等故障，将严重降低倒流防止器的防回流污染性能，甚至可能发生回流。为此，各类倒流防止器都配备了相应的维护和保养的标准和技术规程，有的在产品标准中也规定了相应维护保养规定。

倒流防止器的维护和保养主要工作内容如下： 5.1 在线巡查和检测

（1）每台倒流防止器在安装验收后或正常通水半年内，应进行在线检查和清理，主要检查过滤器，并清理过滤器的过滤网。

（2）在正常使用后，每一年至少在线检测和清理过滤器一次，对排水器出口排水情况的巡查每月至少一次。

（3）每次停水后，应及时巡查和检测一次。

（4）用于消防系统等不常通水管道的倒流防止器，每半年至少通水试验一次。 5.2 检修、维护和保养

（1）对检测不合格的倒流防止器，应及时维修，消除隐患。

（2）倒流防止器的保养的周期为3年，每3年至少拆解维护保养一次，清理阀腔和阀件的锈蚀，更换弹簧或密封件，并按相关标准重新检测合格。 5.3 故障及其维修

倒流防止器故障现象主要表现在排水器持续漏水，发现故障应及时检修和清理。 5.4 使用寿命和更换

倒流防止器的使用寿命依据其使用的材质和自来水含氯特性决定： （1）橡胶密封件的使用寿命为8～10年。

（2）壳体：材质为球墨铸铁的使用寿命为15年，材质为S30408不锈钢的使用寿命为50年。

（3）阀座、阀板和阀轴：材质为碳钢的使用寿命为3～5年，材质为S30408不锈钢材质的使用寿命为50年。

（4）弹簧：材质为碳钢的使用寿命为2年，材质为S30408不锈钢的使用寿命为25年。

倒流防止器及其阀件在到使用寿命后，应及时进行更换。 6.管理权问题

倒流防止器及其防回流污染设施的设置、安装和使用管理，是一个系统工程，只有管理到位，才能有效持续地发挥作用，鉴于与城市给水管道连接的倒流防止器的主要作用是防止对城市给水管网的回流污染，相应的供水公司应该承担起管理职能，才能使水质保护达到目的，所以不论此类设备的产权归属，其管理权应该归属相关的供水公司。 7. 结论

鉴于生活饮用水水质安全的重要性，有效地防止回流污染是一项长期的重要工作，确保倒流防止器等防回流设施能够长期、持续、有效地具备隔断安全性能，至关重要，不仅对新装设备强调产品及其设置和安装符合相关标准规范要求，而且在使用过程中应认真做好巡检、巡查、检修和维护保养等管理工作，特别是到了使用寿命后应及时进行更换，只有这样，才能保证生活饮用水质不被回流污染，确保人民的健康和生命安全。 参考标准：

《室外给水排水设计规范》GB50014-2006

《建筑给水排水设计规范》GB50015-2003（2009年版） 国家标准安装图集《倒流防止器选用与安装》12S108-1 《生活饮用水卫生标准》GB5749-2006

《低阻力倒流防止器和真空破坏器的选用与安装》2010CPXY-S38总278 《减压型倒流防止器》GB/T25178-2010 《低阻力倒流防止器》JB/T11151-2011 《双止回阀倒流防止器》CJ/T160-2010

《减压型倒流防止器应用技术规程》CECS 426-2016 《低阻力倒流防止器应用技术规程》CECS 259-2009 《双止回阀倒流防止器应用技术规程》CECS 446-2016