袁海芳， 翟学东*， 闫学亚， 刘丽娜

(1.鄂尔多斯市安信泰环保科技有限公司， 内蒙古 鄂尔多斯 017000; 2.鄂尔多斯市文化旅游发展集团有限公司, 内蒙古 鄂尔多斯 017000)

引 言

鄂尔多斯地区供水和饮水状况较复杂，水源地及水源水质存在不确定性，各自来水厂处理工艺简单，对突发性及季节性水源水污染几乎没有应对能力。近年国内偶有水污染事件发生，引发公众广泛担忧。针对居民对饮水安全需求的提升，直饮水技术设备应运而生[1-4]。

目前国内的集团型直饮水设备主要有两类。一类采用反渗透作为核心过滤单元的纯净水设备，一类以纳滤为核心处理单元。流行病学和临床研究表明：水中含有的镁有助于降低男性和女性患急性心肌梗死概率[5-6]。本项目中选用高透过率低压纳滤膜，配合前端以臭氧高级氧化单元，在去除水中污染物的同时，能够保持适量的微量元素和矿物质。

1 工程概况

鄂尔多斯市某办公楼共有A、B两栋，每栋楼高13层，一楼大厅设一个饮水点，4层～13层各设一个饮水点，A、B栋之间设一个户外公共饮水点，共计23个饮水点。根据办公楼现有条件，直饮水设备安装在B座的六楼独立房间内，整个直饮水工程由主机、供水管道、终端机组成，采用高级氧化+纳滤核心处理工艺，PLC中央自动控制系统。

2 设计水量及出水标准

设计服务人口1 000人，考虑到户外公共饮水点靠近居民区以及未来用水情况，综合确定最大供水能力2 m3/h。

直饮水进水为市政自来水，设计出水水质符合建设部颁发的《饮用净水水质标准》(CJ 94-2005)。

3 工艺流程

根据原水水质，主要包括预处理系统、高级氧化系统、深度处理系统、供水及消毒系统，具体设计工艺流程如图1所示。

图1 直饮水工艺流程图

3.1 预处理系统

预处理系统主要包括原水箱、原水泵、石英砂机械过滤器、活性炭机械过滤器、保安过滤器。预处理系统主要作用是去除水中泥沙、胶体、悬浮物等颗粒杂质以及含氯量，降低水中浊度、硬度。

1) 原水箱。原水箱与市政自来水末端管网相连，储存市政自来水缓解进水压力，水箱内设有液位探测仪、中央控制系统通过水箱液位高低自动开启、关闭进水电磁阀。

2) 机械过滤器。原水经高级氧化处理后，依次输送到石英砂机械过滤器与活性炭机械过滤器，采用2～4目规格石英砂滤料，椰壳活性炭滤料。机械过滤器全自动运行，每7天进行1次反冲洗，冲洗时间20 min。机械过滤器是预处理系统的重要装置，去除水中颗粒杂质的同时吸附水中游离氯，降低消毒副产物，保护后续膜处理不受到侵蚀。

3) 保安过滤器。保安过滤器设计在机械过滤器之后，深度处理系统之前，主要作用是进一步去除水中细小悬浮物颗粒，防止堵塞后续膜过滤装置，延长膜的使用寿命。

3.2 高级氧化系统

高级氧化系统包括高级氧化器及臭氧发生装置，催化物采用非均相分子筛负载锰系氧化物[7]。高级氧化器设置在原水箱之后，主要作用是分解原水中难降解有机物，配合后续处理工艺，进一步去除水中农药、“三致”等合成有机物。

3.3 深度处理系统

1) 超滤净水系统。超滤净水系统设置在保安过滤器之后，主要去除水中重金属、细菌、农药残留等有害物质。直饮水主机安装6支∮UF4040规格的超滤膜，超滤系统相应配备流量计、压力表等附属装置。

2) NF净水系统。纳滤净水系统前设置高压泵，原水经加压之后进入纳滤膜，提高原水过膜压力，确保进一步去除水中细菌、重金属、农药残留以及水中结构更小的病毒。安装6支∮NF90规格的纳滤膜。

3.4 供水及消毒系统

供水系统由变频泵、净水箱等组成，变频泵安装两台一用一备，变频泵根据用水量变化相应调节水泵转速从而实现恒压供水。消毒系统采用臭氧+紫外双重消毒工序，消毒臭氧发生器与高级氧化臭氧发生器采用一套设备，输送管路分接，臭氧消毒管路直通到净水箱内。紫外消毒采用管道式，安装在净水箱后变频泵前。

臭氧消毒具有极强的氧化能力，应用范围广，水中残留臭氧能在管道中自动分解成氧气，改善饮水口感；紫外消毒不产生任何消毒副产物，杀死水中细菌和有害生物的同时，对一些于人体有益的矿物质等不会引起副作用。臭氧+紫外复合消毒模式可以更好地杀灭耐药菌，确保出水水质卫生健康。

4 管道及终端

本直饮水工程为后安装工程，利用办公楼原有管道进行管道铺设。采用防腐抑菌PPR管道。综合考虑用水量、适用性、美观等因素，室内安装双弯头不锈钢饮水机，一次加热量20 L/H，另外安装一大型户外公共饮水台，圆盘式出水流量40 L/H。

5 设备特点

本套直饮水工程核心工艺采用高级氧化+纳滤工艺，避免了使用反渗透膜过程中投加阻垢剂等材料和工序。而且在去除水中绝大部分农药、环境激素、重金属、“三致”等物质的同时适当保留水中原有矿物质及微量元素，出水水质卫生健康，可保障为用户供应的直饮水安全可靠。

6 效益分析

直饮水设备采用全自动运行模式，不需配备操作人员，设备总功率5 kW，电价以1元/kW·h计，当地水价10元/m3，水回收率70%，综合每吨制水成本为16.8元。

该设备2017年4月施工安装，同年5月份投入使用，自使用以来运行良好，出水稳定，水质符合《饮用净水水质标准》(CJ 94-2005)。主要出水水质见表1。

表1 主要出水水质

7 结语

本套直饮水工程核心工艺采用高级氧化+纳滤工艺，在去除水中有毒有害同时适当保留水中原有矿物质及微量元素，出水水质卫生健康，适合人体长期饮用，该直饮水工程受到办公人员与附近居民的一致好评，创造了良好的社会效益与经济效益。