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住宅直饮水设计探讨

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一、直饮水迅速兴起

近年来,我国各地饮用水水源中的有机物不断增加,污染日趋严重,但各地城市水厂仍普遍采用传统水处理工艺。传统水处理工艺以去除浊度为主要对象,而对有机物去除作用有限,采用加氯消毒会产生三氯甲烷等致癌物质,水污染愈严重加氯也就愈多,副作用就愈明显。此外,自来水通过输配管网、中间水池及屋顶水箱而到达用户的过程中水质的二次污染也十分严重,导致自来水水质较差。我国广大居民有喝开水的习惯,但对于含有大量有机物的自来水,将其煮沸后反而会增加水中有害物质的浓度,而对人体有益的氧含量却降低了,
饮用开水也并不安全。于是众多瓶装纯净水、桶装纯净水、瓶装矿泉水应运而生。但由于桶装纯净水新旧桶交替混用、容易造成旧桶清洗不净而污染水质的问题,同时桶装纯净水不是当时饮用、贮存几天后才使用同样会造成纯净水的二次污染。全国各地对这三种水水质进行抽查后,发现其水质合格率不高,不敢放心消费,加之由于其价格高,多数居民也消费不起。从有关情况看,城市自来水水质目前还很难有大的提高,在这种形势下,近几年住宅小区直饮水系统迅速兴起

二、住宅直饮水用水量和管道计算公式

目前,直饮水在实际工程中,由于缺乏规范,存在问题不少,不但使广大设计人员在设计时感到无章可循,也造成了工程设计上的混乱。直饮水的用水量目前只能依靠经验数据计算,直饮水龙头当量取".(/,额定流量"."/012,额定压力". "!345,用水量为! 6 ’0(1 人·7)(南方地区在’0(1 人·7),北方在/0(1 人·7)左右),时变化系数采用$ 6 !。有关直饮水管道的计算没有明确的公式,生活饮用水的计算公式!" 8 ".(!!#" 9 $#"中的!、$ 与建筑物的性质有关,但直饮水用水量与建筑物的性质无关,故不能用作直饮水的计算公式。

三、直饮水系统水处理工艺的选择

住宅直饮水一般是以城市自来水为原水进行深度净化,以城市自来水中微污染的有毒有害物质和有机污染物以及自来水在输水系统中的二次污染物为主要去除对象。这种深度净化通常以膜技术为核心工艺,包括预处理、膜过滤和消毒处理。膜滤是当前净水技术发展和应用的主要方向,是提高水质的有效措施。


为保证出水水质和膜的安全运行以及延长膜的寿命,对预处理部分的要求非常严格。预处理一般由机械过滤器、软化器、活性炭过滤器组成。机械过滤器也称介质过滤,它是采用砂滤或无烟煤或煤、砂双层滤料过滤,主要去除水中的颗粒杂质、悬浮物、降低浊度,减轻后续处理的负担。软化器采用阳离子交换树脂能降低水中的钙、镁离子硬度,通常这些二价离子对膜的运行破坏较大。活性炭过滤器能除臭、除色、除重金属、除有机物及吸附余氯。通过预处理,确保膜组件有效安全运行。

#" 膜处理技术

在住宅直饮水系统膜处理工艺中,应用较多的有反渗透和超滤。这两种膜的出水都可以达到国家饮用水标准,但究竟用哪种膜,目前在给排水界和营养学界有很大的争议,尚无权威的论断。采用反渗透膜的优点在于对有害物质的去除率高,反渗透膜组件能去除水中$%& ’ $(&的无机盐和$$&以上的有机物、细菌、病毒等,但缺点是去除有害物质的同时,对人体有益的微量元素也被去除掉,长期饮用对人体健康有不利的影响。且反渗透是高压过滤,能耗高,运行费用较高,水的利用率低,还要求精密过滤器为预处理,预处理要求严格。赞成采用反渗透膜工艺的人认为,人体所需的微量元素和矿物质主要通过饮食获得,和饮用水关系不大。超滤膜出水保留了对人体有益的微量元素等成分,能耗低,水的利用率相对较高,设备投资也相对较低,缺点是对有机物去除率不高,特别小分子有害物难以去除。针对超滤膜和反渗透膜的差别,笔者认为膜处理工艺的选择,应根据各地自来水水质的具体情况而定,不能一概而论。如果当地城市饮用水水源未受到污染或轻度污染,自来水中的有机物含量较少,应考虑采用超滤膜工艺。自来水中的少量有机物可通过预处理中的活性炭去除,有必要也可设臭氧活性炭联用处理工艺,以去除水中的少量有机物。如果当地城市饮用水水源受到污染,其自来水中有机物含量较高,应采用反渗透膜处理工艺。但在反渗透膜处理工艺后应进行矿化处理,一般可采用含矿物质的粒状介质(麦饭石、木鱼石、珊瑚礁等)过滤器处理,使过滤出水增加一定量矿物盐,保障直饮水中含有适量的对人体有益的矿物质和微量元素。

在膜过滤后的出水一般也要进行消毒处理,并使出水中含有一定消毒剂浓度,以起到抑菌和杀菌作用。由于传统氯化消毒可能产生致癌物质的副产物,在直饮水的消毒工艺中,可考虑采用臭氧消毒和紫外线消毒,以克服氯化消毒的缺陷。紫外线消毒具有安全、可靠、运行管理简单、无有害副产物产生和经济等优点,但没有持续消毒能力。臭氧在直饮水处理中能起到预臭氧氧化作用与后臭氧的灭菌作用。在实际工程中,也可考虑臭氧和紫外线联用消毒。

四、直饮水系统水质保鲜措施

在住宅直饮水系统中,水质保鲜是关键,这也是与生活饮用水的主要区别,如果直饮水不能保鲜,也就失去直饮水的意义。目前,各地的直饮水工程保鲜措施相当混乱。笔者认为,直饮水保鲜可考虑下列措施:
 管网设计

在直饮水系统中,应设置回水管路,使直饮水回流重新进行消毒后,再进入直饮水管网。通常只设计立管中的水进行循环,进户后的横干管不再进行循环。具体循环方式,对不同的直饮水系统,有不同的循环方式,在设计中应灵活选用。!循环泵定时循环,将配水管网设计成全循环式,用循环水泵使管网内的水得以循环。"用变频泵进行循环,随用水时的大小进行循环,用水量小时,循环量大,用水量大时,循环量小。#进行定量循环,无论用水量大小,按制水量的某一百分数进行循环。为防止细菌在管网中滋生,管网内应保证一定的流速。

 直饮水管材应选用符合食品级的管材及配件。

目前,各地直饮水管材的选用相当混乱,常用的有:

不锈钢管、聚丁烯管、交联聚乙烯管、聚丙烯管、铝塑复合管、给水管等。对直饮水管材的要求是成分不溶于水中,不生锈,不结垢,不滋生细菌,保温抗冻性能好,重量轻,安装简易,抗老化等,在应用中应严格把关,保证所选管材不会给直饮水带来管道的二次污染。施工时应加强施工管理,管道接口质量要严格把关,以免渗漏污染水质,管道安装过程中应分段试压、冲洗。要保持管内清洁,防止杂质留在管内引起二次污染。全系统安装完毕后,利用循环水泵冲洗干净,灌冲加精制漂白晶的消毒水保持!&’ 后放空,最后冲入优质饮用水,检测用户出水水质合格后,管网试运行。直饮水系统中的各用水户家中的专用水表、阀门、净水设备的过滤器、净水箱等应选用食品级材料,确保不会造成直饮水的二次污染。

严格水质保障机制

应使水质检查形成规章制度,管道优质饮用水系统应定期检测水质,出现问题立即解决。管网投入使用后,应加强管理,定期进行水质检验,发现水质变化增加循环次数或重新冲洗,用漂白晶水进行消毒。对每日都要检测的项目,工程运营单位必须自设化验设施,实现自检,其它项目可委托计量认证单位进行检测
五、结语

住宅直饮水建设在我国迅速兴起,但由于目前还没有直饮水设计规范,导致在应用中出现不少问题。住宅直饮水是关系到广大居民身心健康的大事,有关部门应抓紧时间制定直饮水规范,使直饮水系统规范有序的发展。随着我国广大居民生活水平的提高,住宅直饮水的应用前景是广阔的。

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