管道直饮水系统的设计探讨

戴之荷1，韩路2， 戴艳3
(1中国市政工程西北设计研究院， 甘肃 兰州 730000；
2乌鲁木齐工一师设计院，新疆 乌鲁木齐　830002；3济南市自来水公司黄河水厂，山东济南 250032)

　　 摘　要： 在分质供水(管道直饮水)设计中，应根据原水(自来水)水质特点并以全系统(取水、净化、输配水系统)的优化组合使各供水环节发挥其有效功能，做到既符合国情又能提高供水水质，达到供给居民优质直饮水的目的。?
　　关键词：分质供水；管道直饮水；膜滤；生物活性炭；优化组合?
　　中图分类号：TU991.02
　　文献标识码：C
　　文章编号：1000-4602(2002)06-0068-02

　　分质供水(管道直饮水)系统是专指以城市供水为水源，进行深度处理后再以专用管线向部分居民供应少量直饮水的系统。该系统只需对少量的水进行深度处理，并且水质净化站位于供水小区内，省去了输水管网，能够采用优质管材(配件)以最短的距离送到各用户点。这是在我国现实条件下解决饮水供需矛盾的一条有效途径。?
　　目前，北京、上海、深圳、广州、杭州、乌鲁木齐、青岛、大连等城市都先后实施了管道直饮水工程，并有逐渐扩大和发展的趋势。?

1 水质标准 ?

　　为了规范现有分质供水的水质和统一水质标准，建设部颁布了行业标准《饮用净水水质标准 》(CJ94—1999)，并已于2000年3月1日起实施。该标准是在现行国标的基础上，考虑到当前水质普遍遭受有机污染的情况，有针对性地增加或调整了有机物、观感、口感等39项指标。?

2 管道直饮水系统的设计

　　在管道直饮水系统中，由于所处理的水量较少，水质要求又较高，为适应这一特殊需求一般采用膜过滤技术。?
　　各种膜净化技术都有明确的适用范围，因此在深度净化工艺设计中，必须根据各地直饮水水源(自来水)的水质特点并结合用户对饮用水的要求等具体情况有针对性地选用。同时考虑到膜处理的特殊要求(防止水源水质的不稳定性)，在系统设计中还必须设置一定级数的预处理或保安处理(过滤)设施，还要设置必要的前置调节水箱、出水调蓄水箱和提升泵等中间设备以及必要的消毒措施。?
　　其次是活性炭的应用。活性炭过滤与同样功能的膜过滤(主要与纳滤、反渗透)相比，具有维护管理较简便、造价较低和能耗较省等特点，故在直饮水深度净化中常与膜过滤联合应用作为纳滤前的预处理，或与超滤组合也能发挥其物化和生化净化优势。实践证明，对于一般以城市自来水为水源的直饮水深度处理工艺，本着经济、实用的原则，采用生物活性炭再辅以微滤和超滤两级过滤工艺，充分发挥两者的净化优势是完全可以满足优质直饮水水质要求的。只有在某些城市水源污染较严重、含盐量较高、水中低分子极性有机物较多的自来水深度净化中，才考虑采用纳滤。至于反渗透技术用于直饮水深度净化，除特殊情况外一般应尽量少用。　　根据以上分析并总结国内直饮水深度净化工程的经验，提出用超滤膜或微滤膜(很少用纳滤、反渗透)分离+臭氧氧化+活性炭吸附和生物降解+臭氧(或紫外线)杀菌消毒工艺，这是对不同水处理机理的有机组合，也是根据原水(自来水)水质变化组合的优化深度净化工艺流程，既发挥了膜过滤物理净化的优势，又利用了生物活性炭氧化分解低分子可生化有机物，改善了水的致突变活性，达到了经济、有效、实用的目的。
　　现根据不同原水水质推荐几种直饮水深度净化工艺流程。
　　①对于有轻度污染或水中大分子天然有机物较多、微生物超标和矿化度适宜的原水，可采用的工艺为：

　　

　　②对于有一定程度污染，且水中溶解性有机物和有害离子、盐类均有一定超标的原水，可采用的深度净化工艺流程为：?

　　

　　③ 对于有机污染严重，水中总溶解性固体物和消毒副产物等含量较高、味、嗅较明显的原水(自来水)，可采用的深度净化工艺流程为：?

　　

　　保安过滤一般采用5～10μm级孔径的滤芯，其作用是保护后续膜件不受颗粒污染。对微滤、超滤或纳滤膜组件，则根据产品水质要求与原水水质进行选择，但均需定期反洗，其中纳滤需用化学清洗，故使用与维护较复杂。?
　　紫外线和臭氧消毒的灭菌功能较强，但由于没有持续效应，在直饮水输水管路较长时为防止二次污染发生，还需要投加其他消毒剂。?
　　如原水为地下水，有机物含量本来很少，又未加氯消毒，在直饮水净化工艺中可省去活性炭过滤。?
　　为保证饮用水水质，饮用净水管网和居民楼供水干管都应设回流管，以便平时将停滞的水回流至净水系统进行消毒后再供出。同时，还需定期将管内的净水回流入原水调节水箱中进行再处理后供出。?
　　实践证明，臭氧(包括其他氧化剂)发生器的工作稳定、滤膜的定期清洗、系统的定时循环与消毒、自动控制的可靠工作是整个直饮水系统正常运行的关键所在。?

3 结论 ?

　　① 管道直饮水净化系统是在现实条件下的一种新生事物，也是符合我国国情和提高人民生活质量、满足对饮用水严格要求的一种过渡性净水途径。在净化工艺选择上，应根据原水(自来水)水质特点、地区经济条件、生活水平等具体情况，经济、合理地优化组合选用。?
　　② 去除水中的有害物质，适当保留对人体有益的物质(如某些微量元素)是深度净化工艺选择的基本原则和出发点。?
　　③ 直饮水净化是一项系统工程，它包括原水供给及水质净化设施、区域供水管网、楼宇供水管路、清洗回流系统、局部升降压设备、远程计量和自动控制系统等，设计应从全系统的优化组合考虑，使工艺能各自发挥其最佳效应，避免盲目、重叠。?
　　④ 城市集中供水达标是改善饮水水质的大方向。从发展角度看，应该做到家庭水龙头流出的水就是可直接饮用的水，即使是目前实施的小区或楼宇式直饮水系统，从符合我国国情出发也必须是优质低价的。?

---

　　电　　话：(0931)2611734 (0531)5971638?
　　收稿日期：2001-10-21