小區(qū)純凈水系統(tǒng)的設(shè)計
出自：首屆住區(qū)水環(huán)境研討會   翁軍（工程師）
“民以食為天，食以水為先。” 管道直飲水系統(tǒng)在我國一經(jīng)出現(xiàn)，就必然地引起了格外關(guān)注。盡管與國外的分質(zhì)供水相比，我國目前的管道直飲水系統(tǒng)有著較為鮮明的中國特色，但它卻推動了飲用水的商品化進程，并從一個側(cè)面反映了國民經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，也印證了廣大人民群眾對健康的日益關(guān)注。
一 管道直飲水系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)勢

　　所謂管道直飲水，即采用分質(zhì)供水的方式，在居民小區(qū)或公共建筑（如賓館、學校等）內(nèi)設(shè)凈水站，以自來水為源水，經(jīng)深度處理、加工和凈化，在原有的自來水系統(tǒng)外，再增設(shè)一條獨立的優(yōu)質(zhì)供水管道，將凈化后的優(yōu)質(zhì)水直接輸入至各家各戶及用水點，供人們飲用。與瓶（桶）裝水相比，管道直飲水具有更為明顯的工業(yè)化特征，是時代發(fā)展的必然趨勢。 目前，傳統(tǒng)的自來水系統(tǒng)正面臨著來自多方面的威脅：
　　1.無論是地表水源還是地下水源，受整體環(huán)境惡化，工業(yè)廢水、生活污水的不當排放等影響，已經(jīng)呈現(xiàn)出惡化的趨勢。
　　2.傳統(tǒng)的“混凝—沉淀（或澄清）—過濾—加氯消毒”的水處理工藝，對水體中的溶解性有機物和低分子物質(zhì)難以去除，而這些物質(zhì)中有些就具有“三致”特性。
　　3.殘留在水體中的“三致”等微量有機物，經(jīng)氯化消毒后，其危害性有增強趨勢，且余氯直接導致自來水出水感觀難盡人意。 　　4.由于城市供水管道均有相當長的歷史，各種雜質(zhì)和微生物粘附在管道內(nèi)壁，二次污染的可能性較大。另外，小區(qū)的蓄水池、加壓泵站、屋頂水箱及二次管網(wǎng)的管理等，也對自來水水質(zhì)產(chǎn)生著不同程度的影響。
　　針對與此，管道直飲水系統(tǒng)在水處理工藝上，采用吸附、氧化、生物降解和膜濾等方式，經(jīng)過科學組合，對原水進行深度處理，使得出水水質(zhì)完全符合《飲用凈水水質(zhì)標準》（CJ94—1999）。在材料選擇、設(shè)備使用上，管道直飲水系統(tǒng)采用綠色環(huán)保管材如無規(guī)共聚聚丙烯（PP-R）管 、交聯(lián)聚乙烯（PEX）管等，閥門、水箱等采用不銹鋼制品，從根本上杜絕了二次污染的產(chǎn)生。 在輸水方式上，通過采用微機變頻恒壓供水設(shè)備循環(huán)給水，管道直飲水系統(tǒng)實現(xiàn)連續(xù)調(diào)節(jié)，從而進一步保障了出水水質(zhì)的安全可靠。

二 幾種管道直飲水處理技術(shù)比較

表一 項目 活性炭吸附技術(shù) 膜分離技術(shù) 臭氧氧化技術(shù) 紫外線消毒技術(shù) 臭氧+活性炭聯(lián)用技術(shù) 生物活性炭技術(shù)
原理 利用發(fā)達的孔隙結(jié)構(gòu)和巨大的比表面積，達到吸附作用 利用膜的微孔對水中的雜質(zhì)進行篩分。 通過氧化反應(yīng)改變水質(zhì)并消毒，還可去除色度和嗅味。 與微生物的生命中樞DNA產(chǎn)生光化反應(yīng)，使其死亡或失去繼續(xù)生存與繁殖的能力。 臭氧氧化消毒+活性炭吸附 1生物降解 2物理吸附
適用范圍 對色度、嗅味及分子量在500—3000μ的有機物及憎水有機物有明顯的去除效果。 廣闊 用作預臭氧氧化（有機物和無機物）與后臭氧的滅菌、消毒、富氧 殺菌、消毒 廣闊 廣闊
技術(shù)特點 1微孔是主要吸附區(qū)域。
2受有機物特性影響：憎水、溶解度小、極性弱的易吸收。 1水質(zhì)與膜孔徑大小有關(guān)；
2少投甚至不投加化學藥劑；
3占地面積小、便于實現(xiàn)自動化控制。 反應(yīng)速度和參與反應(yīng)的物質(zhì)、臭氧濃度及接觸時間有關(guān)。 1安全、可靠、運行管理簡單；
2經(jīng)濟實用，無有害產(chǎn)物 1改善和提高了活性炭的吸附性能；
2 延長了活性炭的使用周期；
3運行費用相應(yīng)減少。 1增強了水 中溶解性有機物的去除；
2延長了活性炭的再生周期；
3出水水質(zhì)提高，運行費用減少。
 
不足 1價格較高；
2為保證吸附容量須定時再生或更換 1膜易受污染；
2一次性投資和運行費用較高。 1部分有機物不易被氧化
2易引起細菌繁殖 受光源強度，燈管壽命影響，無法實現(xiàn)持續(xù)滅菌。    
備注 一般與臭氧氧化、生物降解等技術(shù)聯(lián)用。 1膜的孔徑可根據(jù)介質(zhì)粒徑選擇；
2 盡量控制膜污染。 較少單獨使用 一般置于凈水常規(guī)處理后，俗稱后處理。   不與預氯化處理同時使用

表二 項目 微濾（MF） 超濾（UF） 納濾（NF） 反滲透（RO）
1膜孔徑 0.1μm～2μm之間 0.001μm～0.1μm之間 1nm～0.05μm ＜1nm
2操作壓力 0.05MPa～0.3MPa 0.04MPa～0.4MPa 0.5MPa～1.0MPa 1MPa一2MPa
3適用范圍 被作為作為超濾、反滲透或納濾的預處理或活性炭過濾的后處理設(shè)施。 大分子有機物、懸浮物、細菌、病毒和其它微生物等。 適用于硬度和有機物高且濁度低的原水。 制備純水
4技術(shù)特點 設(shè)備簡單，操作方便，通水量大，工作壓力低，制水率高。 與微濾技術(shù)相似 可對原水部分脫鹽和軟化，去除、色度、細菌、溶解性有機物和一些金屬離子等。出水口感好，是一種適合于在優(yōu)質(zhì)飲用水生產(chǎn)中采用的膜過濾技術(shù)。 幾乎可去除水中一切雜質(zhì)，包括各種懸浮物、膠體、溶解性有機物、無機鹽、細菌、微生物等。
5不足 有機污染物的分離效果較差。 與微濾技術(shù)相似 常以微濾或超濾作預處理工作壓力較高，有一定的制水率。 工作壓力高；制水率低；能耗大。
6備注 微濾沖洗一般可用水反沖洗，必要時可采用化學清洗。 與微濾技術(shù)相似 孔徑介于超濾膜和反滲透膜之間 生活飲用水宜進行礦化處理

　　表一、表二列出了常見的管道直飲水處理技術(shù)。對于不同的系統(tǒng)來說，其工藝選擇、流程設(shè)置要綜合考慮原水的水質(zhì)情況、出水的水質(zhì)要求，結(jié)合經(jīng)濟（投資、運行費用）、管理等多方面因素，有針對性的進行科學匹配、優(yōu)化設(shè)計。

三 幾種管道直飲水系統(tǒng)管材比較

　　好的水質(zhì)更需要優(yōu)良的管材來輸送，決不允許二次污染。因此直飲水系統(tǒng)管材的要求可初步概括為：
　　安全可靠，便于施工，不易結(jié)垢，水力特性優(yōu)良，使用壽命長，具有較好的性價比等。

表三 管材
項目 管材名稱
銅管 無規(guī)共聚
聚丙烯
（PP-R） 聚丁烯
（PB） 高密度聚乙烯
（HDPE） 交聯(lián)聚乙烯
（PEX） 鋁塑復合管
產(chǎn)品規(guī)格 均有 20-125 20-110 均有 16-50 16-50
衛(wèi)生性能 較好 好 好 好 好 好
連接方式 機械 熱熔 機械 熱熔 機械 機械
價格比 2.7 1.0 2.0 0.85 1.3 1.6
主要適
用范圍 冷、熱水系統(tǒng) 冷、熱水系統(tǒng);飲用水系統(tǒng) 冷、熱水系統(tǒng);飲用水系統(tǒng) 冷、熱水系統(tǒng);飲用水系統(tǒng)；燃氣 冷、熱水系統(tǒng)；地熱 冷、熱水系統(tǒng)
主要布
管方式 明、暗敷均可 明、暗敷均可 暗敷 明、暗敷均可 明、暗敷均可 明、暗敷均可
主要特點 耐壓、低溫及高溫性能好 耐熱;水質(zhì)好; 耐低溫性能差 高耐熱 耐低溫性能好;水質(zhì)好 主要用于地熱系統(tǒng) 有一定鋼性、耐壓
施工安全性 好 好 較好 好 較好 較好
使用壽命 長 較長 較長 較長 長 較長
　　從表三可以看出，PP-R管、銅管的綜合性能較好，從經(jīng)濟角度考慮PP-R管更有優(yōu)勢。

四 管道直飲水系統(tǒng)的經(jīng)濟評價

　　以沈陽地區(qū)某高級商住樓（建筑面積約5萬㎡，270戶）為例：
　　管道直飲水設(shè)備及材料費約11元/㎡，總造價（含施工人工費等）約18元/㎡。該系統(tǒng)采用納濾膜等處理技術(shù)，按制水率70%計算，制水成本約合34元/噸（規(guī)模越大，相對成本越低）。按直飲水售價200元/噸計，則
　　利潤率=（200-34）/34×100%=488%
　　值得說明的是：
　　1.我國屬嚴重缺水的國家，自來水的水價將呈現(xiàn)上升趨勢，這直接影響到直飲水的制造成本。但卻并不意味著直飲水的售價也將隨之上升，管道直飲水系統(tǒng)正確的發(fā)展方向應(yīng)該是從規(guī)模上尋求效益。
　　2.目前，直飲水的水價，尚遠低于桶（瓶）裝水的價格，對于絕大多數(shù)既要求提高飲水水質(zhì)，又希望價格不太高的人來說，是可以接受的。但其利潤率高達480%�？梢�，直飲水系統(tǒng)蘊含著巨大的商機，其推廣不僅存在著社會意義，還具有較大的經(jīng)濟意義。
　　3.直飲水的用水量僅占生活用水量的很小一部分，目前尚局限于飲用，烹飪等。如何擴大直飲水的使用范圍，如用于洗菜、洗浴、洗內(nèi)衣等，即如何引導和擴大直飲水的消費，也是一個值得研究的課題。

五 沈陽市的做法

　　直飲水系統(tǒng)的推廣，符合江澤民總書記提出的“大力發(fā)展飲水事業(yè)，改善飲水質(zhì)量”的方針政策。對此，沈陽市的作法是，成立“沈陽市管道直接飲用水管理辦公室”，采取先規(guī)范后發(fā)展的措施，擬在今后的幾年中普及管道直飲水，今后凡新建的花園小區(qū)應(yīng)全部采用這種供水方式，特別是中高檔花園小區(qū)更應(yīng)如此。
　　為規(guī)范市場，沈陽市管道直飲水管理辦公室建立了市場準入制度，嚴格把關(guān)，層層考核，向開發(fā)建設(shè)單位提供信得過產(chǎn)品和施工隊伍，以確保在新建的花園小區(qū)內(nèi)引入管道直飲水時不留隱患和后患。該辦公室還規(guī)定：所有住宅小區(qū)的直飲水泵站必須交由自來水總公司統(tǒng)一接受管理，由管道直飲水管理辦公室代表總公司授權(quán)各區(qū)營業(yè)處實行特許經(jīng)營。通過專業(yè)公司的管理，確保直飲水系統(tǒng)的質(zhì)量。
 

原創(chuàng)作者：濟南海德能科技有限公司