上海科信建筑智能化工程有限公司
摘要：随着人民生活水平的不断提高，人民的健康意识也逐步提高，现在人们对饮用水水质有了更高要求。众所周知，我国是一个人均水资源低并且水污染较为严重的国家，自来水厂对居民饮用水的处理能力有限，老旧的输水管网加剧了饮用水的污染程度，这就导致城市市政处供水的水质达不到居民对健康水平的要求，住宅建筑管道直饮水越来越受到人们的关注。本文主要从住宅建筑管道直饮水系统的处理工艺、供水管网和消毒技术等方面进行了优化研究，旨在推动健康饮水的发展。
关键词：住宅建筑；管道直饮水系统；优化
引言
当前水污染问题十分严重，一些水厂的处理方法滞后或者处理程度不够，造成城市供水水质状况不佳，而水中所含有的一些有机污染物经过氯消毒工艺后容易产生具有致癌性和致突变性的副产物，再加上自来水供水管网老化及渗漏导致水质产生二次污染问题，使得自来水水质难以达到饮用标准。随着我国经济的发展和人民生活水平的提高，人们对饮用水的水质提出了更高的要求，饮用水的供水方式也呈现多样化的发展，如市面上所售的瓶装水、桶装水以及管道的直饮水等。管道直饮水自上个世纪90年代开始初次应用以来，随着近20年的发展，已在北京、上海、广州等城市的住宅小区中得到较大的推广，是未来饮用水发展的新趋势。
1管道直饮水产生的背景
水是生命之本，饮水卫生与身体健康关系密切。据WHO（世界卫生组织）调查，全世界80%的疾病、50%的癌症与饮用不洁净水有关。因此伴随着人们生活水平的日益提高，对饮用水的要求也越来越严格。目前市民用水主要是自来水，尽管自来水是经过一系列的物理、化学等方式处理合格后再出厂，但由于在进入供水管网后，往往由于供水管网陈旧、破损、不及时清理等原因，不可避免地产生铁锈，滋长微生物，带入各种有害物质，造成二次污染，如管道腐蚀、渗漏、结垢、沉淀及屋顶水箱未经常消毒等。二次供水设施维护不当，二次污染控制不力，导致微生物细菌等再度繁殖，增加用水隐患。由于目前国家还不能一下解决城市供水现存所有问题，因此便派生出了分质供水的行为。
2管道直饮水的应用现状
天津市南开区兰坪路某高端住宅小区引入管道直饮水供水工程，该工程服务人口为2200人，设计供水量为0．88m3/h，日供水工作时间按12h计算。该直饮水系统所采用的净水工艺为原水箱→原水泵→石英砂过滤器→活性炭过滤器→保安过滤器→高压泵→反渗透膜→直饮水水箱→紫外消毒器→供水泵→用水点。考虑到管道输送过程中，直饮水的二次污染问题，设置循环管将回水返回净水工艺中的储水箱，重新进行紫外线消毒处理。为了防止碳酸钙、碳酸镁等难溶盐析出结垢，堵塞后续的反渗透膜，在保安过滤器前投加复合阻垢剂。保安过滤器采用不锈钢外壳，内置5μmPP材质的滤棒。直饮水管道系统选用薄壁不锈钢管，采用氩弧焊连接，防止在接口处产生细菌造成二次污染问题。为了保障直饮水出水水质达标，在净水处理间配备水质监测仪器，包括pH值、余氯、水温等指标，实时监测出水的各项水质指标。通过成本估算，计算净水处理站、管网的建设费用，材料药剂的购置费用，人工费和修理费用，算得运行成本为8．39元/m3，相比较桶装水的购置费大大降低，而且饮用水的水质得到明显改善。
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3管道直饮水系统处理工艺的优化研究
3.1砂滤技术
砂滤是通过锰砂、天然石英砂等滤料进行水过滤，能够将原水中的铁、胶体物质、大颗粒杂质等除去，减小原水浊度。通常情况下，砂粒的粒径为0.5-1.2mm，其不均匀系数是2。在沉淀、澄清后的给水处理中经常使用。结合原水、出水水质的要求，过滤速度与滤层厚度也不一样。现阶段，我国通常采用的滤桶具有不锈钢、COMPSITE两种，选择的操作系统是手动操作、进口自动切换多路阀。3.2碳滤技术无机胶体粒度处于10-20埃时，在机械过滤器中，溶解性有机高分子杂质、有机胶体以及余氯等是非常难除去的。为提高原水的水质，使水质符合膜处理进水的指标，在工程流程中可以安装活性炭过滤器处理设施。活性炭可以吸附几十埃粒度的活性物质，活性炭结构中存在20-50埃的粒隙与微孔，其表面吸附面积能够达到500-2000m2/g，通常有机物分子直径均处于20-50埃以下，所以活性炭能够有效吸附有机物质，另外活性炭的脱氯能力非常强。如果使用具有良好性能的椰壳活性炭，滤桶可以采用不锈钢、COMPSITE，采用手动、进口自动切换多路体系的操作系统。活性炭比表面积非常大，活性炭吸附过滤器利用活性炭的这一特点，吸附除去水中的重金属、细菌、有机物以及病毒等等，避免上述杂质污染深度处理膜。活性炭吸附过滤器对游离氯的吸附能力可达到99%，对色度、有机物的除去率也非常高，进而降低后续的处理负担。进出口的管路上设有全自动多路控制阀、压力表等，可进行无人操作。除此之外，活性炭吸附过滤器也能够软化、除盐。结合实际需要选择相应型号的活性炭。预处理设备的材质主要为锈钢、玻璃钢、碳钢防腐等。
3.3管道直饮水系统消毒技术的优化研究
管道直饮水处理工艺后处理阶段就是消毒，在进行了水质的净化处理之后，就要对水质的状态进行稳固，对管道直饮水进行消毒，能有效抑制直饮水中的细菌和微生物等污染物的生长繁殖，从而保证处理好的直饮水的水质不再受到污染。虽然管道直饮水的水质与市政供水的水质相比有明显的提高，但从另一方面看来，在住宅建筑管道直饮水系统的运行使用中，供水管网仍然存在二次污染的问题，因此，很有必要在直饮水供水管网中维持一定量的消毒剂。我们常见的直饮水消毒有臭氧消毒、紫外线消毒、液氯消毒和二氧化氯消毒四种方式。在这四种方式中，臭氧消毒和紫外线杀毒产生的效果好，但存在杀毒持续时间短的问题，不能对供水管网的水质长期保持起到理想效果，并且很容易滋生二次污染，得不偿失。液氯消毒过程中会产生一些消毒副产物，这些副产物具有强毒性，能致癌致畸，不宜用在人们的饮用水消毒中。与上述三种消毒方式相比，二氧化氯消毒具有杀死细菌的速度快、杀毒效果持续时间长、无残留毒性的特点，从消毒技术、经济效益各方面综合考虑，二氧化氯消毒方式可以广泛应用在住宅建筑管道直饮水系统中。
3.4管道直饮水系统处理工艺流程
住宅建筑的管道直饮水系统是在市政提供的自来水的基础上，进行预处理以及膜分离处理，不同的水质，处理情况不同，有三种常见的处理情况：①若提供的水为微污染水，水中硬度和含盐量偏高，采用“活性炭吸附+软化+膜分离”组合。②若提供的水为微污染水，水中硬度和含盐量稍低，采用“活性炭吸附+膜分离”组合。③若提供的水为污染严重水，水中硬度和含盐量过高，采用“臭氧氧化+活性炭吸附+膜分离”组合。
结语
目前，在全国各地大范围的推广和运用管道直饮水工程建设还存在一些困难，但随着时代的进步和人们对水质品质要求的提升，管道直饮水将逐渐被人们所接受。倘若相关的建筑技术员能够意识到人们对饮水品质需求的提高，结合现有城市的特点，因地制宜，有针对性地对新建项目引入管道直饮水建设；或是水处理工程技术人员因地制宜，对新、扩、改项目实施一些管道直饮水工程建设。同时在政府政策的支持和引导下，进行管道分质供水（管道直饮水）推广，在未来城市建设中将成为一个新的亮点。
参考文献：
[1]季强.我国城市分质供水现状分析[J].城市给排水，2003，17（4）：25-28.
[2]李晓燕，姚凤兰，李英杰.管道直饮水系统现状及发展趋势[J].科技与企业，2014（14）：172.
论文作者:姜巍凯
论文发表刊物:《房地产世界》2019年1期
论文发表时间:2019/5/21
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