小區(qū)純凈水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
出自：首屆住區(qū)水環(huán)境國(guó)際研討會(huì)   翁軍（工程師）
“民以食為天，食以水為先。” 管道直飲水系統(tǒng)在我國(guó)一經(jīng)出現(xiàn)，就必然地引起了格外關(guān)注。盡管與國(guó)外的分質(zhì)供水相比，我國(guó)目前的管道直飲水系統(tǒng)有著較為鮮明的中國(guó)特色，但它卻推動(dòng)了飲用水的商品化進(jìn)程，并從一個(gè)側(cè)面反映了國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，也印證了廣大人民群眾對(duì)健康的日益關(guān)注。
一 管道直飲水系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)

　　所謂管道直飲水，即采用分質(zhì)供水的方式，在居民小區(qū)或公共建筑（如賓館、學(xué)校等）內(nèi)設(shè)凈水站，以自來(lái)水為源水，經(jīng)深度處理、加工和凈化，在原有的自來(lái)水系統(tǒng)外，再增設(shè)一條獨(dú)立的優(yōu)質(zhì)供水管道，將凈化后的優(yōu)質(zhì)水直接輸入至各家各戶及用水點(diǎn)，供人們飲用。與瓶（桶）裝水相比，管道直飲水具有更為明顯的工業(yè)化特征，是時(shí)代發(fā)展的必然趨勢(shì)。 目前，傳統(tǒng)的自來(lái)水系統(tǒng)正面臨著來(lái)自多方面的威脅：
　　1.無(wú)論是地表水源還是地下水源，受整體環(huán)境惡化，工業(yè)廢水、生活污水的不當(dāng)排放等影響，已經(jīng)呈現(xiàn)出惡化的趨勢(shì)。
　　2.傳統(tǒng)的“混凝—沉淀（或澄清）—過(guò)濾—加氯消毒”的水處理工藝，對(duì)水體中的溶解性有機(jī)物和低分子物質(zhì)難以去除，而這些物質(zhì)中有些就具有“三致”特性。
　　3.殘留在水體中的“三致”等微量有機(jī)物，經(jīng)氯化消毒后，其危害性有增強(qiáng)趨勢(shì)，且余氯直接導(dǎo)致自來(lái)水出水感觀難盡人意。 　　4.由于城市供水管道均有相當(dāng)長(zhǎng)的歷史，各種雜質(zhì)和微生物粘附在管道內(nèi)壁，二次污染的可能性較大。另外，小區(qū)的蓄水池、加壓泵站、屋頂水箱及二次管網(wǎng)的管理等，也對(duì)自來(lái)水水質(zhì)產(chǎn)生著不同程度的影響。
　　針對(duì)與此，管道直飲水系統(tǒng)在水處理工藝上，采用吸附、氧化、生物降解和膜濾等方式，經(jīng)過(guò)科學(xué)組合，對(duì)原水進(jìn)行深度處理，使得出水水質(zhì)完全符合《飲用凈水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（CJ94—1999）。在材料選擇、設(shè)備使用上，管道直飲水系統(tǒng)采用綠色環(huán)保管材如無(wú)規(guī)共聚聚丙烯（PP-R）管 、交聯(lián)聚乙烯（PEX）管等，閥門、水箱等采用不銹鋼制品，從根本上杜絕了二次污染的產(chǎn)生。 在輸水方式上，通過(guò)采用微機(jī)變頻恒壓供水設(shè)備循環(huán)給水，管道直飲水系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)連續(xù)調(diào)節(jié)，從而進(jìn)一步保障了出水水質(zhì)的安全可靠。

二 幾種管道直飲水處理技術(shù)比較

表一 項(xiàng)目 活性炭吸附技術(shù) 膜分離技術(shù) 臭氧氧化技術(shù) 紫外線消毒技術(shù) 臭氧+活性炭聯(lián)用技術(shù) 生物活性炭技術(shù)
原理 利用發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)和巨大的比表面積，達(dá)到吸附作用 利用膜的微孔對(duì)水中的雜質(zhì)進(jìn)行篩分。 通過(guò)氧化反應(yīng)改變水質(zhì)并消毒，還可去除色度和嗅味。 與微生物的生命中樞DNA產(chǎn)生光化反應(yīng)，使其死亡或失去繼續(xù)生存與繁殖的能力。 臭氧氧化消毒+活性炭吸附 1生物降解 2物理吸附
適用范圍 對(duì)色度、嗅味及分子量在500—3000μ的有機(jī)物及憎水有機(jī)物有明顯的去除效果。 廣闊 用作預(yù)臭氧氧化（有機(jī)物和無(wú)機(jī)物）與后臭氧的滅菌、消毒、富氧 殺菌、消毒 廣闊 廣闊
技術(shù)特點(diǎn) 1微孔是主要吸附區(qū)域。
2受有機(jī)物特性影響：憎水、溶解度小、極性弱的易吸收。 1水質(zhì)與膜孔徑大小有關(guān)；
2少投甚至不投加化學(xué)藥劑；
3占地面積小、便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。 反應(yīng)速度和參與反應(yīng)的物質(zhì)、臭氧濃度及接觸時(shí)間有關(guān)。 1安全、可靠、運(yùn)行管理簡(jiǎn)單；
2經(jīng)濟(jì)實(shí)用，無(wú)有害產(chǎn)物 1改善和提高了活性炭的吸附性能；
2 延長(zhǎng)了活性炭的使用周期；
3運(yùn)行費(fèi)用相應(yīng)減少。 1增強(qiáng)了水 中溶解性有機(jī)物的去除；
2延長(zhǎng)了活性炭的再生周期；
3出水水質(zhì)提高，運(yùn)行費(fèi)用減少。
 
不足 1價(jià)格較高；
2為保證吸附容量須定時(shí)再生或更換 1膜易受污染；
2一次性投資和運(yùn)行費(fèi)用較高。 1部分有機(jī)物不易被氧化
2易引起細(xì)菌繁殖 受光源強(qiáng)度，燈管壽命影響，無(wú)法實(shí)現(xiàn)持續(xù)滅菌。    
備注 一般與臭氧氧化、生物降解等技術(shù)聯(lián)用。 1膜的孔徑可根據(jù)介質(zhì)粒徑選擇；
2 盡量控制膜污染。 較少單獨(dú)使用 一般置于凈水常規(guī)處理后，俗稱后處理。   不與預(yù)氯化處理同時(shí)使用

表二 項(xiàng)目 微濾（MF） 超濾（UF） 納濾（NF） 反滲透（RO）
1膜孔徑 0.1μm～2μm之間 0.001μm～0.1μm之間 1nm～0.05μm ＜1nm
2操作壓力 0.05MPa～0.3MPa 0.04MPa～0.4MPa 0.5MPa～1.0MPa 1MPa一2MPa
3適用范圍 被作為作為超濾、反滲透或納濾的預(yù)處理或活性炭過(guò)濾的后處理設(shè)施。 大分子有機(jī)物、懸浮物、細(xì)菌、病毒和其它微生物等。 適用于硬度和有機(jī)物高且濁度低的原水。 制備純水
4技術(shù)特點(diǎn) 設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，通水量大，工作壓力低，制水率高。 與微濾技術(shù)相似 可對(duì)原水部分脫鹽和軟化，去除、色度、細(xì)菌、溶解性有機(jī)物和一些金屬離子等。出水口感好，是一種適合于在優(yōu)質(zhì)飲用水生產(chǎn)中采用的膜過(guò)濾技術(shù)。 幾乎可去除水中一切雜質(zhì)，包括各種懸浮物、膠體、溶解性有機(jī)物、無(wú)機(jī)鹽、細(xì)菌、微生物等。
5不足 有機(jī)污染物的分離效果較差。 與微濾技術(shù)相似 常以微濾或超濾作預(yù)處理工作壓力較高，有一定的制水率。 工作壓力高；制水率低；能耗大。
6備注 微濾沖洗一般可用水反沖洗，必要時(shí)可采用化學(xué)清洗。 與微濾技術(shù)相似 孔徑介于超濾膜和反滲透膜之間 生活飲用水宜進(jìn)行礦化處理

　　表一、表二列出了常見(jiàn)的管道直飲水處理技術(shù)。對(duì)于不同的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，其工藝選擇、流程設(shè)置要綜合考慮原水的水質(zhì)情況、出水的水質(zhì)要求，結(jié)合經(jīng)濟(jì)（投資、運(yùn)行費(fèi)用）、管理等多方面因素，有針對(duì)性的進(jìn)行科學(xué)匹配、優(yōu)化設(shè)計(jì)。

三 幾種管道直飲水系統(tǒng)管材比較

　　好的水質(zhì)更需要優(yōu)良的管材來(lái)輸送，決不允許二次污染。因此直飲水系統(tǒng)管材的要求可初步概括為：
　　安全可靠，便于施工，不易結(jié)垢，水力特性優(yōu)良，使用壽命長(zhǎng)，具有較好的性價(jià)比等。

表三 管材
項(xiàng)目 管材名稱
銅管 無(wú)規(guī)共聚
聚丙烯
（PP-R） 聚丁烯
（PB） 高密度聚乙烯
（HDPE） 交聯(lián)聚乙烯
（PEX） 鋁塑復(fù)合管
產(chǎn)品規(guī)格 均有 20-125 20-110 均有 16-50 16-50
衛(wèi)生性能 較好 好 好 好 好 好
連接方式 機(jī)械 熱熔 機(jī)械 熱熔 機(jī)械 機(jī)械
價(jià)格比 2.7 1.0 2.0 0.85 1.3 1.6
主要適
用范圍 冷、熱水系統(tǒng) 冷、熱水系統(tǒng);飲用水系統(tǒng) 冷、熱水系統(tǒng);飲用水系統(tǒng) 冷、熱水系統(tǒng);飲用水系統(tǒng)；燃?xì)?冷、熱水系統(tǒng)；地?zé)?冷、熱水系統(tǒng)
主要布
管方式 明、暗敷均可 明、暗敷均可 暗敷 明、暗敷均可 明、暗敷均可 明、暗敷均可
主要特點(diǎn) 耐壓、低溫及高溫性能好 耐熱;水質(zhì)好; 耐低溫性能差 高耐熱 耐低溫性能好;水質(zhì)好 主要用于地?zé)嵯到y(tǒng) 有一定鋼性、耐壓
施工安全性 好 好 較好 好 較好 較好
使用壽命 長(zhǎng) 較長(zhǎng) 較長(zhǎng) 較長(zhǎng) 長(zhǎng) 較長(zhǎng)
　　從表三可以看出，PP-R管、銅管的綜合性能較好，從經(jīng)濟(jì)角度考慮PP-R管更有優(yōu)勢(shì)。

四 管道直飲水系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)

　　以沈陽(yáng)地區(qū)某高級(jí)商住樓（建筑面積約5萬(wàn)㎡，270戶）為例：
　　管道直飲水設(shè)備及材料費(fèi)約11元/㎡，總造價(jià)（含施工人工費(fèi)等）約18元/㎡。該系統(tǒng)采用納濾膜等處理技術(shù)，按制水率70%計(jì)算，制水成本約合34元/噸（規(guī)模越大，相對(duì)成本越低）。按直飲水售價(jià)200元/噸計(jì)，則
　　利潤(rùn)率=（200-34）/34×100%=488%
　　值得說(shuō)明的是：
　　1.我國(guó)屬嚴(yán)重缺水的國(guó)家，自來(lái)水的水價(jià)將呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，這直接影響到直飲水的制造成本。但卻并不意味著直飲水的售價(jià)也將隨之上升，管道直飲水系統(tǒng)正確的發(fā)展方向應(yīng)該是從規(guī)模上尋求效益。
　　2.目前，直飲水的水價(jià)，尚遠(yuǎn)低于桶（瓶）裝水的價(jià)格，對(duì)于絕大多數(shù)既要求提高飲水水質(zhì)，又希望價(jià)格不太高的人來(lái)說(shuō)，是可以接受的。但其利潤(rùn)率高達(dá)480%�？梢�(jiàn)，直飲水系統(tǒng)蘊(yùn)含著巨大的商機(jī)，其推廣不僅存在著社會(huì)意義，還具有較大的經(jīng)濟(jì)意義。
　　3.直飲水的用水量?jī)H占生活用水量的很小一部分，目前尚局限于飲用，烹飪等。如何擴(kuò)大直飲水的使用范圍，如用于洗菜、洗浴、洗內(nèi)衣等，即如何引導(dǎo)和擴(kuò)大直飲水的消費(fèi)，也是一個(gè)值得研究的課題。

五 沈陽(yáng)市的做法

　　直飲水系統(tǒng)的推廣，符合江澤民總書記提出的“大力發(fā)展飲水事業(yè)，改善飲水質(zhì)量”的方針政策。對(duì)此，沈陽(yáng)市的作法是，成立“沈陽(yáng)市管道直接飲用水管理辦公室”，采取先規(guī)范后發(fā)展的措施，擬在今后的幾年中普及管道直飲水，今后凡新建的花園小區(qū)應(yīng)全部采用這種供水方式，特別是中高檔花園小區(qū)更應(yīng)如此。
　　為規(guī)范市場(chǎng)，沈陽(yáng)市管道直飲水管理辦公室建立了市場(chǎng)準(zhǔn)入制度，嚴(yán)格把關(guān)，層層考核，向開(kāi)發(fā)建設(shè)單位提供信得過(guò)產(chǎn)品和施工隊(duì)伍，以確保在新建的花園小區(qū)內(nèi)引入管道直飲水時(shí)不留隱患和后患。該辦公室還規(guī)定：所有住宅小區(qū)的直飲水泵站必須交由自來(lái)水總公司統(tǒng)一接受管理，由管道直飲水管理辦公室代表總公司授權(quán)各區(qū)營(yíng)業(yè)處實(shí)行特許經(jīng)營(yíng)。通過(guò)專業(yè)公司的管理，確保直飲水系統(tǒng)的質(zhì)量。