摘要：結合工程實(shí)例和經(jīng)驗，探討了管道分質(zhì)供水系統工程的組成、特點(diǎn)、要求，提出了有關(guān)設計參數、選型依據及注意事項，以求推動(dòng)我國管道分質(zhì)供水的。
關(guān)鍵詞：分質(zhì)供水 飲用凈水 工程設計
在新建居民小區內實(shí)施管道分質(zhì)供水(即一套管網(wǎng)輸送自來(lái)水用于洗滌、綠化等居民雜用，另設一套管網(wǎng)將自來(lái)水或地下水經(jīng)過(guò)專(zhuān)門(mén)的水處理設備深度處理后得到的優(yōu)質(zhì)飲用水輸送到居民家中專(zhuān)供飲用)是改善我國城市居民飲水水質(zhì)的切實(shí)可行的辦法。同時(shí)，管道分質(zhì)供水在房產(chǎn)開(kāi)發(fā)初期可有效提升小區品位，項目實(shí)施后還可以給投資者帶來(lái)可觀(guān)的效益，因而也引起了房產(chǎn)開(kāi)發(fā)商的廣泛興趣。
1 水質(zhì)標準
目前，可供管道分質(zhì)供水采用的水質(zhì)標準有：①《飲用天然礦泉水》(GB8537—1995)，該標準規定飲用天然礦泉水以含有一定的礦物鹽、微量元素或二氧化碳氣體為特征，具有較高的營(yíng)養價(jià)值和保健作用；②《飲用凈水水質(zhì)標準》(CJ94—1999)，該標準給出了飲用凈水的概念，規定了某些水質(zhì)指標(如、總有機碳、重金屬、硬度、TDS等)的上限含量值，但未規定硬度、TDS等反映礦物質(zhì)含量的水質(zhì)指標的下限值；③《瓶裝飲用純凈 水衛生標準》(GB17324—1998)，該標準給出了純凈水的定義，要求純凈水的電導率≤10μS/cm。
由于天然礦泉水開(kāi)采量有限，同時(shí)考慮到人體健康的需要，筆者認為實(shí)施管道分質(zhì)供水最好采用“飲用凈水”。
2 管道分質(zhì)供水系統組成
管道分質(zhì)供水系統的核心由4大部分組成：優(yōu)質(zhì)飲用水設備、變頻恒壓供水設備、供水管網(wǎng)和管網(wǎng)水循環(huán)殺菌設備。系統流程見(jiàn)圖1。
2.1 優(yōu)質(zhì)飲用水設備
優(yōu)質(zhì)飲用水設備是自來(lái)水深度凈化處理的核心裝置，于管道分質(zhì)供水工程的制水設備應生產(chǎn)含有微量元素和礦物質(zhì)的優(yōu)質(zhì)飲用水。目前，優(yōu)質(zhì)飲用水的生產(chǎn)工藝一般為：預處理系統+膜過(guò)濾+殺菌。根據原水水質(zhì)狀況，可選擇微濾、和納濾技術(shù)生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)飲用水，但當原水電導率較高時(shí)采用一級反滲透亦可獲得含有一定量礦物質(zhì)的優(yōu)質(zhì)飲用水。納濾膜既能有效去除原水中的有害物質(zhì)(如有機物、重金屬、細菌、病毒等)，又能部分脫鹽、去硬度、適量保留原水中的部分礦物質(zhì)、能耗又不高，因而不失為優(yōu)質(zhì)飲用水生產(chǎn)的最佳膜技術(shù)。在小型和中型飲水處理系統中，可選用的預處理系統包括微絮凝過(guò)濾、砂濾或錳砂過(guò)濾、活性炭吸附、軟化、精濾和pH控制等[1]。
需要注意的是，在管道分質(zhì)供水工程中選用的凈水設備應具有國家衛生部頒發(fā)的“凈水產(chǎn)品 衛生許可證”。為了保障人民群眾的身體健康和規范市場(chǎng)，國家建設部和衛生部曾于1996年7月聯(lián)合發(fā)布第53號令《生活飲用水衛生監督管理辦法》，該辦法規定任何單位和個(gè)人不得生產(chǎn)、銷(xiāo)售、使用無(wú)衛生許可證的水質(zhì)處理器。
2.2 變頻恒壓供水設備
傳統的供水模式采用屋頂水箱和水泵聯(lián)合供水，水質(zhì)容易受到二次污染，供水不安全。在分質(zhì)供水工程中采用全自動(dòng)恒壓變頻供水裝置直接提升供水，衛生、安全、可靠，用戶(hù)隨時(shí)都能飲用新鮮水，避免了二次污染，且設備占地小、性能穩定、能耗低。
2.3 分質(zhì)供水管網(wǎng)
分質(zhì)供水管網(wǎng)的設計、施工及管材對管網(wǎng)末梢出水達到飲用凈水水質(zhì)標準尤為重要。分質(zhì)供水管網(wǎng)為系統調試和管網(wǎng)維護提供了必要的條件。分質(zhì)供水管網(wǎng)的設計不同于普通自來(lái)水管網(wǎng)的設計，其核心是：分質(zhì)供水管網(wǎng)要使凈水循環(huán)流暢，盡可能不存在死角。循環(huán)流暢的意義在于管網(wǎng)中未被用戶(hù)使用的水必須能夠及時(shí)流動(dòng)和經(jīng)過(guò)管網(wǎng)消毒系統回流至凈水水箱，而不是在某段管道中長(cháng)時(shí)間停留，否則極易造成管網(wǎng)二次污染、滋生細菌。
2.4 管網(wǎng)水循環(huán)消毒設計
3.1 工程概況
該小區為南方某市一新開(kāi)發(fā)的綜合性花園小區，共有3幢高層住宅，分別為28層、30層、31層，共有500戶(hù)，占地面積為2.5×104m2，建筑面積為6.5×104m2。
3.2 水量的確定
管道分質(zhì)供水工程用水量的確定尚無(wú)相關(guān)標準資料。筆者認為，分質(zhì)供水中人均用水量的確定應立足長(cháng)遠，綜合考慮飲用、燒湯、做飯、洗瓜果的需要，并根據不同的小區定位和消費群體加以調整，一般取4～6L/(人·d)比較合適。由于該小區面向工薪階層，設計時(shí)人均用水量取5L/(人·d)。以每戶(hù)3.5人，小區用水總量約為8.75m3/d。以設備每天運行8h計，則平均產(chǎn)水量最少為1.09m3/h。
由于小區戶(hù)數少，用水量集中，時(shí)變化系數Kh取4，則最大時(shí)供水量約為4.35m3/h。綜合考慮設備投資和平均用水量、最大用水量，選定額定產(chǎn)水量為1m3/h的納濾膜優(yōu)質(zhì)飲用水設備一套，配備一4m3的凈水水箱，恒壓變頻供水設備最大供水量為5m3/h。所有設備集中布置在底層由水泵房改裝的設備間內。
3.3 供水管網(wǎng)的設計
分質(zhì)供水管網(wǎng)采用下行上給的供水方式。3幢高層的分質(zhì)供水管網(wǎng)共分為兩個(gè)區域進(jìn)行供水，低區為1～14層，高區為15～31層。高、低區管網(wǎng)分別設置，相互獨立且互不干擾，由兩套完全獨立的恒壓變頻裝置進(jìn)行供水。所有均設置在管道井內，每個(gè)管道井內的供水在每個(gè)層面負責3戶(hù)居民的分質(zhì)供水；由于管道井至用戶(hù)的距離較長(cháng)，而供水支管過(guò)長(cháng)易造成二次污染，為了確保管網(wǎng)末梢出水水質(zhì)，所有供水支管都有循環(huán)管路，即采用全額循環(huán)回水管網(wǎng)形式。為了確保高峰用水量并保證管網(wǎng)內未用完的凈水完全及時(shí)回流，管網(wǎng)流量按最高日、最大時(shí)流量設計，回水管網(wǎng)管徑比給水管網(wǎng)管徑小以便獲得較高的流速。如果將回水再經(jīng)過(guò)優(yōu)質(zhì)飲用水設備處理一次，則一方面造成水的浪費，一方面無(wú)形中增加了不必要的運行費用?？紤]到管道內水長(cháng)時(shí)間滯留后的主要是微生物污染，因而將回水直接回流到凈水水箱，再經(jīng)管網(wǎng)循環(huán)殺菌器循環(huán)處理即可。
管網(wǎng)水定時(shí)循環(huán)殺菌為全自動(dòng)運行。同時(shí)，為配合管網(wǎng)的調試和今后的維護工作，管網(wǎng)設計應保證系統在投入運行一定時(shí)間后管網(wǎng)能夠清洗、放空。在每個(gè)和支管上均設有電動(dòng)閥和旁通手動(dòng)調節閥門(mén)，在的頂部設置排氣閥，有的部位設置減壓閥。所有均安裝有伸縮節，所有橫管以一定的坡度坡向最低處并設置排空閥。所有閥門(mén)均為不銹鋼材質(zhì)。為保證管網(wǎng)末梢的水壓，除了供水裝置出口水壓滿(mǎn)足要求外，在幾個(gè)有代表性的最遠點(diǎn)安裝有壓力表以便檢測管網(wǎng)末梢水壓。
由于該工程為高層供水，管網(wǎng)(特別是)水壓較高。為了保證供水安全，同時(shí)盡量節約投資，采用強度高的鋼塑復合管，支管采用管。
3.4 管網(wǎng)水循環(huán)殺菌方式
由于不能保證管網(wǎng)內的所有凈水在同一時(shí)間用掉，必然有一部分凈水在管網(wǎng)內要停留一定甚至相當長(cháng)的時(shí)間，因而除了制水設備本身的殺菌外，定時(shí)對管網(wǎng)內的水進(jìn)行循環(huán)和殺菌是完全必要的。
于管道分質(zhì)供水管網(wǎng)循環(huán)殺菌技術(shù)的基本要求是：瞬間殺菌能力強、有一定的持續殺菌能力、不水立即飲用時(shí)的口感、操作簡(jiǎn)單、維護方便。傳統的消毒有：加氯消毒、紫外消毒和臭氧消毒。加氯(氯氣、二氧化氯)消毒廣泛使用在自來(lái)水廠(chǎng)的水處理工藝中，雖然具有持續殺菌能力，但嚴重的漂白粉氣味使得用戶(hù)難以接受，而且實(shí)地操作不安全。紫外消毒雖具有瞬間殺菌效果，但無(wú)持續殺菌能力。臭氧的氧化性強，在管道內可能會(huì )與凈水中的微量元素和礦物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應，生成沉淀或膠體物質(zhì)；同時(shí)，管道分質(zhì)供水不同于桶裝水，剛剛消毒過(guò)的水也可能會(huì )馬上被飲用，而剛剛加進(jìn)去的臭氧會(huì )影響水的口感，使人生厭，因此臭氧殺菌亦有一定的局限性。
同濟大學(xué)研制的電場(chǎng)水處理器(微電解殺菌器)利用研制的特殊金屬電極，使流經(jīng)水處理器的水在微弱的電場(chǎng)中產(chǎn)生大量具有極強和廣譜殺生能力的活性中間物質(zhì)(如羥基自由基、初生態(tài)O和H2O2等活性氧)，并在電場(chǎng)、催化和氧化等協(xié)同作用下殺滅水中的病毒、細菌，其單程殺菌效果＞99.99%，屬于純物理方式的殺菌方法，殺菌過(guò)程不添加任何化學(xué)物質(zhì)，占地小、使用方便、安全且沒(méi)有任何副作用。殺菌過(guò)程中不改變水的化學(xué)及物理性能，處理后的水還具有很強的持續殺菌能力，是管道分質(zhì)供水系統管網(wǎng)循環(huán)殺菌的理想產(chǎn)品。該工程分兩個(gè)區各采用一套1m3/h的微電解殺菌器。管網(wǎng)水每天定時(shí)自動(dòng)循環(huán)兩次。循環(huán)時(shí)間避開(kāi)高峰用水時(shí)間，選擇凌晨4點(diǎn)和每天下午1點(diǎn)循環(huán)開(kāi)始進(jìn)行。
4 結語(yǔ)
管道分質(zhì)供水作為一項適應我國國情的、改善我國城市居民飲水水質(zhì)的可行方式已經(jīng)為各級政府和市場(chǎng)所廣泛接受，同時(shí)也成為提升生活小區品位的一個(gè)亮點(diǎn)，但作為一個(gè)新的事物，還缺乏相應的設計標準和管理規范?？上驳氖墙ㄔO部已著(zhù)手組織編寫(xiě)相應的設計規范，政府部門(mén)如上海市水務(wù)局和住宅局已經(jīng)對實(shí)施管道分質(zhì)供水的單位實(shí)行“資質(zhì)證書(shū)”管理制度，衛生防疫部門(mén)對管道分質(zhì)供水系統竣工后的驗收和抽檢也已加大了管理力度。
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[1] 高乃云，彭海清，魏宏斌.膜技術(shù)在桶(瓶)裝飲用水生產(chǎn)中的應用[J]. 環(huán)境污染與防治,1999,21(2):33-35.
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