小区直饮水工程化应用研究

2019-02-20山东建筑大学管理工程学院王科伦

中国建设信息化 2019年1期

文｜山东建筑大学管理工程学院王科伦

1 导言

当今时代，人们提出居住条件必须符合人性化要求。发展住宅产业，难免会涉及小区管道直饮水，它有着广阔的市场前景。正因为此，我们必须加快管道直饮水的发展进程，为小区人们营造一个健康的饮用水环境！

2 小区直饮净水分质供水概述

管道直饮水，是指将净水处理站设立在住宅小区内，运用先进的物化处理技术，深度处理城市自来水，使水中不含有细菌、病毒以及有机物。矿物质、微量元素对人体有益，可将其保留下来，建设循环管网需用到优质的管材，优质水经过净化之后，用户方可使用。这样就能得到新鲜的水质，方便用户直接饮用。现阶段，直饮水的发展规模十分庞大。

2.1 管道直饮分质供水工程

管道直饮水也叫作分质分流供水，它主要围绕居民楼以及办公楼宇，包括住宅小区以及宾馆之类的单位，借助反渗透以及超过滤等技术，同时采用相应的处理工艺。处理之后的市政自来水符合WHO标准，可直接作为饮用水，利用管网向各个用户终端输送饮用水，用户将水龙头打开，就能喝上优质的纯净水。

2.2 楼宇终端水处理系列工程

住宅区内如果已经有人居住，或者办公楼已经被使用，需对供水管网进行改造，这样不仅增大了工程强度，而且需花费较多的资金。此时，必须运用水处理技术，对每个楼层住户做相应的处理，防止管道发生腐蚀或受到二次污染，确保水质达到WHO的饮水标准。

小区直饮净水分质供水系统整个水处理过程即对自来水进行深度处理通过多介质过滤、精密过滤器、超滤、纳滤等多个环节，将水内的重金属、病毒以及有机物除去，由此得到优质的纯净水。可针对用户群体专门设置一个卫生管道，以此满足居民的用水需求，彻底分开之前的自来水，当然日杂用水可使用原先的自来水。

制水设备：

◎自动化程度比较高，便于操作，不需要人值守。

◎可利用臭氧或者紫外线将细菌杀死，防止二次污染的出现。

◎能够快速将膜表面清洗干净。

◎纯水电导率表可用于监视水质。

小区人们所饮用的自来水，都经过了分质供水系统的特殊处理。要处理自来水，需先对其进行精密过滤，再经过超滤和纳滤，最后进行紫外线杀菌，确保水中不含有重金属，除去水内的细菌、病毒等或其他杂质。由此一来，居民就能喝上洁净的饮用水，当然输送饮用水过程中，需用到特种卫生管道，这样可保证每家每户的正常供水。管道直饮水不同于原自来水，后者只可当作生活用水。

3 我国管道直饮水行业的发展历程

经历一段较长的时间之后，国内各大城市都成立了自来水供水系统，且其符合饮用水标准。其中，城市居民用水占据了城市用水量的百分之十，而居民饮用水占据了百分之十的家庭用水量，几乎达到百分之一至百分之二的城市总供水量，还剩百分之五的辅助用水量。饮用水要达到水质要求，只能要求自来水厂提高当前的供水水质，防止浪费过多的水资源，减少人力与物力的投入。饮用水必须与生活用水区分开来，为居民供应优质的水资源，防止水资源被浪费。当然，一般用水也要达到一定的水质要求，这样可快速建设新水源，同时还能缩短水源的输送距离，减少资金的投入以及处理水质所需的费用。考虑到以上几个原因，人们提出了新的设想：能否直接饮用水龙头内的水？管道直饮水正是为了实现这个设想而出现的。

进入21世纪以来，电子工业、化工业取得快速发展，这对我国经济的发展起到了极大的促进作用。然而，工业发展使得我国遭受了严重污染，这是发达国家从未经历过的。在我国，水污染事件时有发生，且其程度不一。人们越来越重视饮水的健康与否，公共饮水安全俨然成为当今社会的重要问题。人们对卫生安全领域进行考量时，会认真考察学校、医院以及办公室的饮水系统是否安全。在过去，净水设备只能用于家庭饮水，这种水质根本达不到饮水标准，为了使水质满足人们的健康需求，必须采取全方位处理措施，可通过引进性能较高的商用净水机，大力发展管道直饮水。尤其像学校或者医院之类的公共场所，必须使用管道直饮水，同时做好后续管理服务。

4 工程实例

4.1 工程概况

山水华府位于旅游路南侧，地理位置很好，这个小区是2015年开始建设，在去年竣工，建筑面积是25万平米，可入住1300户，所以用水量也很多，能够达到日用水10方以上，而我们的设备供水在50方以上。

4.2 设计分析

这里采用的就是直饮水工程，下面介绍一下山水华府小区泵房的工艺和结构。山水华府小区原水采用的是深层地下水，我们设计的深水井深为600米，原水采集上来后是存储在24立方的水箱中，首先通过多介质过滤器，多介质过滤器可以去除水中的沙粒等杂物，可以将水浊度降到3以下，然后再通过保安过滤器，保安过滤器可以去除0.01um以上的颗粒，使水质达到出水水质，接下来是进入纳滤，纳滤的作用是去除水中的多价离子和分子量200以上的有机物，可以降低水的硬度以及去除异味等功效，纳滤后的水会进入8立方的净水箱中，在净水箱中会通过这个臭氧发生器进行臭氧杀菌，最后再通过紫外线杀菌后，通过这三个机泵组进行供水。在净水箱上有5根回水管，可以进行定期回水，将返回的水重新杀菌再利用。在整个泵房中每个位置都存在压力、流量的监测点，同时还有特定点的水质监测，而所有的数据都可以在我们的系统中实时监控。

4.3 工艺介绍

4.3.1 水质标准

该工程所使用的进水水质，与我国提出的用水卫生标准基本相符，而且也达到了瓶装饮用水的相关标准。以下是具体的出水指标:pH值为5一7，菌落总数小于20 CFU/mL，未看到大肠杆菌群，小于1 NTU的浊度，超过了5倍的色度，无嗅无味。

4.3.2 工艺流程

结合进出水水质所提出的指标要求，发现深度净化水主要采用的是纳滤工艺。图1是具体的工艺流程。

图1 净水工艺流程示意图

4.3.3 工艺设备简介

(1)共1台多介质过滤器，将水内所含的泥砂、胶体以及悬浮物除去，同时除去藻类生物，以防膜元件遭受机械损伤。最好每隔两天进行一次正反冲。

(2)共1台保安过滤器，将其置于压力容器的前面，当浊度超过1度时，可用其除去细小微粒，以此达到进水要求。

(3)1套纳滤，纳滤先软化水，再净化，分离相对分子质量较大的物质，其中包括染料或者抗生素，还包括多肽以及多醣等，最后进行脱色并将异味除去。纳滤主要是为了使饮用水中不含油Ca离子或Mg离子，除去异味使其保持均匀的色度，促进洗涤剂的合成，提取相应的有机物，最好每天开机之前，将纳滤冲洗一次。

4.4 消毒系统的应用探讨

本项目采用了常见的水处理工艺。目前，饮用水主要采用了以下三种消毒方式：其一为氯消毒法。该种方法存在许多缺点，投入使用之后，口感将受到较大影响，而且三氯甲烷以及四氯乙烯之类的化合物是常见的致癌物质，因此很少用于优质饮用水当中；其二为紫外线消毒；其三为臭氧杀菌。这两种方法都可将水中病菌以及微生物除去，而且口感不会受到任何影响。

4.5 系统的运行管理

4.5.1 水处理设备的控制

保证多介质过滤器和两天一冲洗，保安过滤器每30分钟冲洗一次，纳滤每天开机冲洗一次。纳滤压差保持0.1Mpa，如压差不正常需及时更换滤芯。

4.5.2 臭氧量的控制

臭氧可以与水混合在一起，由此形成一种臭氧水溶液，该容液的杀菌作用相当强，它可以将多种微生物杀死，还可杀死致病菌。臭氧量如果超过2 mg/L的浓度时，每作用1分钟，就能杀死大肠杆菌以及黑曲霉，同时可除去酵母。实际生产期间，必须保证输水管网超过0.5 mg/L的臭氧浓度。

4.5.3 紫外线照射量控制

波长200-290mm的紫外线，可透过细菌或病毒的细胞膜队控制着遗传现象和生物技能核酸造成损失，使其失去繁殖能力，从而达到杀菌的目的。根据不同地方水力微生物选择对应需要的紫外线照射量进行灭菌处理，而又不使水质发生任何变化，在极短的时间内进行一闪性灭菌，效果良好。

5 对某管道直饮水经济效益分析

某市达到了178000m2的建筑土地面积，共设计了2067户居住量，其中多层住宅工有1814户，还有180户小高层围，此外连排、叠排别墅住户分别为89户和44户。总共超过270万的投资金额，其中120万用于设备投资，用于管道系统、安装施工设备的资金达到130万，还有20万用于公用用水系统中。①一立方的自来水需花费1.2元。②一千瓦时电需花费0.5元。③管理、维修以及用料费用总共达到58.096万元。每吨水需花费2.72元。每立方的纯净水，其售价一般为200元，上海、深圳以及广州，包括北京在内，这些城市的水价相对较高，每吨达到300元，甚至有的高达500元，每吨水可获得197.27元的盈利。倘若一个人每天使用5L水，按照以下计算公式：将197.27元乘以7234人得到的积，将积乘以5L再乘以365天，得到260万。④将安装费用控制在最低，每家的初装费为1500元，住房面积为15元/m2，初期可获得310万的成本。如果初期的入住率超过一半，成本收回将达到150万左右。所有用户如果都安装直饮水，最初就能盈利，哪怕只有50%的用户选择直饮水，半年内也可以盈利。直饮水不同于自来水的价格，与桶装水以及瓶装水也有不同，直饮水相对较低，因此直饮水有着显著的价格优势，且其发展空间比较大。桶装水的市场售价为0.67元/L，瓶装水的售价为3.60元/L。这三种水的价格存在较大的差距，这对发展直饮水极其有利，一个人若每天按照5 L的饮水量，每天的水费大概在1～2元之间，一个月下来也就60元的水费。由于饮水量不是很大，因此消费者不需要承受较重的经济负担；但相对于投资人员来说，销售价远远超过了成本价，而且存在明显差异，可取得可观的效益，因此必须建立一个大小合适的饮水系统，这样才能达到较高的赢利水平。