管道直飲水系統的設計探討

分質供水(管道直飲水)系統是專指以城市供水為水源，進行深度處理后再以專用管線向部分居民供應少量直飲水的系統。該系統只需對少量的水進行深度處理，并且水質凈化站位于供水小區內，省去了輸水管網，能夠采用優質管材(配件)以最短的距離送到各用戶點。這是在我國現實條件下解決飲水供需矛盾的一條有效途徑。

　　目前，北京、上海、深圳、廣州、杭州、烏魯木齊、青島、大連等城市都先后實施了管道直飲水工程，并有逐漸擴大和發展的趨勢。

1 水質標準

為了規范現有分質供水的水質和統一水質標準，建設部頒布了行業標準《飲用凈水水質標準 》(CJ94—1999)，并已于2000年3月1日起實施。該標準是在現行國標的基礎上，考慮到當前水質普遍遭受有機污染的情況，有針對性地增加或調整了有機物、觀感、口感等39項指標。

2 管道直飲水系統的設計

在管道直飲水系統中，由于所處理的水量較少，水質要求又較高，為適應這一特殊需求一般采用膜過濾技術。

　　各種膜凈化技術都有明確的適用范圍，因此在深度凈化工藝設計中，必須根據各地直飲水水源(自來水)的水質特點并結合用戶對飲用水的要求等具體情況有針對性地選用。同時考慮到膜處理的特殊要求(防止水源水質的不穩定性)，在系統設計中還必須設置一定級數的預處理或保安處理(過濾)設施，還要設置必要的前置調節水箱、出水調蓄水箱和提升泵等中間設備以及必要的消毒措施。

　　其次是活性炭的應用。活性炭過濾與同樣功能的膜過濾(主要與納濾、反滲透)相比，具有維護管理較簡便、造價較低和能耗較省等特點，故在直飲水深度凈化中常與膜過濾聯合應用作為納濾前的預處理，或與超濾組合也能發揮其物化和生化凈化優勢。實踐證明，對于一般以城市自來水為水源的直飲水深度處理工藝，本著經濟、實用的原則，采用生物活性炭再輔以微濾和超濾兩級過濾工藝，充分發揮兩者的凈化優勢是完全可以滿足優質直飲水水質要求的。只有在某些城市水源污染較嚴重、含鹽量較高、水中低分子極性有機物較多的自來水深度凈化中，才考慮采用納濾。至于反滲透技術用于直飲水深度凈化，除特殊情況外一般應盡量少用。　　根據以上分析并總結國內直飲水深度凈化工程的經驗，提出用超濾膜或微濾膜(很少用納濾、反滲透)分離+臭氧氧化+活性炭吸附和生物降解+臭氧(或紫外線)殺菌消毒工藝，這是對不同水處理機理的有機組合，也是根據原水(自來水)水質變化組合的優化深度凈化工藝流程，既發揮了膜過濾物理凈化的優勢，又利用了生物活性炭氧化分解低分子可生化有機物，改善了水的致突變活性，達到了經濟、有效、實用的目的。

　　現根據不同原水水質推薦幾種直飲水深度凈化工藝流程。

　　①對于有輕度污染或水中大分子天然有機物較多、微生物超標和礦化度適宜的原水，可采用的工藝為：

　　管道直飲水系統的設計探討

②對于有一定程度污染，且水中溶解性有機物和有害離子、鹽類均有一定超標的原水，可采用的深度凈化工藝流程為：

　　管道直飲水系統的設計探討

③ 對于有機污染嚴重，水中總溶解性固體物和消毒副產物等含量較高、味、嗅較明顯的原水(自來水)，可采用的深度凈化工藝流程為：

　　管道直飲水系統的設計探討

保安過濾一般采用5～10μm級孔徑的濾芯，其作用是保護后續膜件不受顆粒污染。對微濾、超濾或納濾膜組件，則根據產品水質要求與原水水質進行選擇，但均需定期反洗，其中納濾需用化學清洗，故使用與維護較復雜。

　　紫外線和臭氧消毒的滅菌功能較強，但由于沒有持續效應，在直飲水輸水管路較長時為防止二次污染發生，還需要投加其他消毒劑。

　　如原水為地下水，有機物含量本來很少，又未加氯消毒，在直飲水凈化工藝中可省去活性炭過濾。

　　為保證飲用水水質，飲用凈水管網和居民樓供水干管都應設回流管，以便平時將停滯的水回流至凈水系統進行消毒后再供出。同時，還需定期將管內的凈水回流入原水調節水箱中進行再處理后供出。

　　實踐證明，臭氧(包括其他氧化劑)發生器的工作穩定、濾膜的定期清洗、系統的定時循環與消毒、自動控制的可靠工作是整個直飲水系統正常運行的關鍵所在。

3 結論

① 管道直飲水凈化系統是在現實條件下的一種新生事物，也是符合我國國情和提高人民生活質量、滿足對飲用水嚴格要求的一種過渡性凈水途徑。在凈化工藝選擇上，應根據原水(自來水)水質特點、地區經濟條件、生活水平等具體情況，經濟、合理地優化組合選用。

　　② 去除水中的有害物質，適當保留對人體有益的物質(如某些微量元素)是深度凈化工藝選擇的基本原則和出發點。

　　③ 直飲水凈化是一項系統工程，它包括原水供給及水質凈化設施、區域供水管網、樓宇供水管路、清洗回流系統、局部升降壓設備、遠程計量和自動控制系統等，設計應從全系統的優化組合考慮，使工藝能各自發揮其最佳效應，避免盲目、重疊。

　　④ 城市集中供水達標是改善飲水水質的大方向。從發展角度看，應該做到家庭水龍頭流出的水就是可直接飲用的水，即使是目前實施的小區或樓宇式直飲水系統，從符合我國國情出發也必須是優質低價的。